DE93753C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der neue Dampfkessel besteht in der Hauptsache aus einer gröfseren Anzahl von Rohrelementen, deren Längsmittelachsen ganz oder nahezu parallel zu einander liegen, und welche dazu dienen, eine vordere Endkammer für Wasser und eine vorn liegende Rauchkammer mit einer hinteren Endkammer für Wasser und einer hinten liegenden Verbrennungskammer zu verbinden. Die Rohrelemente liegen zur Horizontalen etwas geneigt, indem sie von der hinteren Endkammer nach der vorderen Endkammer ein wenig ansteigen, und es besteht ein jedes Element aus drei oder am besten vier concentrisch in einander steckenden Röhren, zwischen denen immer genügend viel Raum zum Durchgang des Wassers oder der Feuergase vorhanden ist.

Bei einem aus vier concentrisch in einander steckenden Röhren gebildeten Rohrelement gehen die Feuergäse, welche von unten her aus der Feuerungsanlage nach oben steigen, zwischen den aufsen liegenden Röhren der Wasserrohrelemente hindurch bis zu der obersten Elementenreihe, wo sie durch den oberen Theil der Kesselummantelung gegen die hintere Endkammer abgeführt werden, um über letztere hinweg in die an der Kesselhinterseite vorgesehene Brennkammer zu gelangen; darauf werden die Gase durch den hinteren Theil der Kesselummantelung zurück nach den Rohrelementen geleitet, welche durch die hintere Endkammer dergestalt hindurchragen, dafs die Feuergase durch das innerste oder centrale Rohr und durch den ringförmigen Raum zwischen der Aufsenseite des nächst äufseren concentrischen Rohres und der Innenwandung des dieses Rohr umschliefsenden Rohres hindurchstreichen. Auf diese Weise werden die Feuergase durch die hintere Endkammer, an den Rohrelementen entlang und durch die vordere Endkammer hindurch nach der Rauchkammer geführt, die sich im vorderen Theil der Kesselanlage befindet, worauf sie nach dem Fuchs und dem Schlot abziehen.

Der Weg des Wassers dagegen ist folgender: Das im unteren Theil der Endkammer in einen Speisewasserraum eintretende Wasser strömt gleichzeitig durch den ringförmigen Raum zwischen der Innenwand des äufsersten Rohres des Rohrelementes und der Aufsenwand des nächst inneren concentrischen Rohres, sowie auch durch den ringförmigen Raum zwischen der Aufsenfläche des innersten oder centralen Feuerzugrohres, und der Innenfläche des nächsten, dieses Rohr concentrisch umschliefsenden Rohres hindurch. Es ist daher die Anordnung eine solche, dafs das .Kesselspeisewasser in jedem Rohrelement in Form zweier concentrisch in und parallel zu einander liegender Wasserschichten oder Körper weiter strömt, die auf ihrer Innen- und Aufsenseite durch einen zwischenliegenden Feuergasring erhitzt werden, wobei die innere Wasserschicht an ihrer Innenfläche durch einen Kern aus Feuergasen, dagegen der äufsere Wasserring an seiner Aufsenseite durch die sich entwickelnden und direct aus der Feuerung abziehenden Feuergase erhitzt wird. Diese beiden'ringförmigen

Wasserschichten strömen in der gleichen Richtung wie die Feuergase im Rohrelement weiter und gelangen in die vordere Endkammer, in welcher das aus sä'mmtlichen Rohrelementen austretende Wasser emporsteigt und in einen geeigneten Dampf- und Wasserbehälter übertritt, in welchem sich der Dampf vom Wasser abscheidet, welches durch ein Rückstromrohr in die Vorrathskammer für das Kesselspeisewasser gelangt, um von hier aus wieder zurück in den unteren Theil der hinteren Endkammer überzutreten.

Das Ueberfliefsen des Wassers aus der hinteren Endkammer in die Rohrelemente und aus diesen in die vordere Endkammer, sowie der Eintritt der Feuergase aus der Brennkammer in die Rohrelemente und aus diesen in die Rauchkammer wird durch besondere Verbindungs- und Dichtungsvorrichtungen bewirkt, die in Nachstehendem als »Verschlufsstopfen« bezeichnet sind.

Die eben beschriebene Anordnung bildet den Dampfkessel oder das Dampferzeugungselement in seiner einfachsten Form; es können eine beliebige Anzahl (am besten drei) solcher Dampferzeugungselemente mit einander vereinigt werden, um einen in sich abgeschlossenen Dampfkessel zu bilden.

Fig. ι zeigt in Längsansicht und Längsschnitt, Fig. 2 in Kopfansicht, Fig. 3 im Grundrifs, theils im Schnitt, einen Dampfkessel nach der Erfindung. Fig. 4 zeigt im Längsschnitt ein aus vier concentrisch in einander steckenden Röhren gebildetes Rohrelement in Verbindung mit den Verschlufsstopfen und einem Theil der Endkammern an jedem Ende des genannten zusammengesetzten Rohres. Fig. 5 zeigt den Verschlufsstopfen allein bei einer Abänderung des Rohrelementes mit nur drei Röhren.

Mit A¹ sind die drei vorderen Wasserkammern und mit A die drei hinteren Kammern bezeichnet. Diese Kammern sind in der in Fig. 1 ersichtlichen Weise durch eine Anzahl parallel zu einander liegender Gruppen von Rohrelementen mit einander verbunden. Jedes Rohrelement besteht aus vier concentrisch in einander steckenden Rohren ν χy \: einem innersten Rohr v, einem äufsersten Rohr % und zwei zwischenliegenden Rohren χ y. Das äufserste Rohr % von gröfstem Durchmesser ist mit seinen beiden Enden in die zugehörigen Wände der betreffenden Endkammern geschraubt, und es werden diese Enden ferner mittels Muttern 2 in gewöhnlicher Weise befestigt. Für ein erleichtertes Einsetzen und Herausziehen genannter Rohre können dieselben kurz vor der Endkammerwand enden und in ein kurzes Rohrstück eingesetzt werden, das seinerseits an einen in die Kammerwand geschraubten Einsatzring geschraubt ist, wie aus Fig. ι und 4 ersichtlich. In diesem Falle wird die Verbindung ebenfalls durch Muttern 2 gesichert.

Durch ein beiden in einander steckenden Rohren χj/· gemeinsames Verbindungsstück H werden dieselben an beiden Enden mit einander verbunden und abgedichtet; dieses Verbindungsstück H wurde im Vorstehenden als »Verschlufsstopfen« bezeichnet. Die Enden der Rohre xjr sind aufgeweitet und ihre Kopfflächen sind abgeschrägt; in der Mitte dieser schrägen Flächen sind Nuthen α a^l von besonderer, aus Fig. 4 ersichtlicher Form gebildet. Es empfiehlt sich, die Abschrägung immer genau der Richtung des auf die ,Dichtungsfläche wirkenden Druckes gegenüber zu legen. Wo die abgeschrägten Enden der Rohre χy an den Verschlufsstopfen H herantreten, ist in letzteren eine ringförmige Nuth b b¹ von besonderer, aus Fig. 4 ersichtlicher Form eingearbeitet; die beiden Durchmesser dieser Nuth sind annähernd die gleichen wie diejenigen der Rohre.

Die Art der Herstellung einer dichten Verbindung ist folgende: Ein Weichkupferring gg^l von rechteckigem Querschnitt wird zunächst in jede Nuth b b^x eingelegt, und werden die Rohre xy in das Rohr ^ eingeschoben, so dafs diese beiden Rohre xy in den Nuthen b b^l der Verschlufsstopfen H sitzen; dieselben werden an beiden Enden der beiden Rohre an die Endkammern angesetzt. Hierauf wird eine mit Gewinde besetzte Eisenrundstange durch das innerste Rohr χ hindurchgesteckl, und es üben durch Aufschrauben von Muttern auf genannte Gewinde die Verschlufsstopfen HH¹ einen starken Längsdruck gegen die Rohre xy aus, infolge dessen die Weichkupferringe g g^l einer Deformirung unterliegen und die Nuthen a b und a¹ b¹ dergestalt ausfüllen, dafs an diesen Stellen eine gute Dichtung hergestellt wird. Dabei ist die Anordnung eine solche, dafs nach genügendem Zusammendrücken der Kupferringe die Flächen der Flantschen i an dem Verschlufsstopfen in dampf- und wasserdichter Berührung mit den entsprechenden Flächen j an den Endkammern AA¹ sind. Diese zuletzt genannte Dichtung kann durch Verwendung von Draht aus weichem Kupfer oder anderem zwischen die beiden Berührungsflächen gelegten Dichtungsmaterial noch mehr gesichert werden. Ist an den drei Stellen an jedem Ende des Rohrelementes eine genügende gegenseitige Berührung hergestellt, so werden die Muttern h an den Schraubenbolzen 5, welche die Verschlufsstopfen festhalten, angezogen, worauf die zur Herstellung der Dichtung'sstellen zeitweise eingesetzte Rundstange herausgezogen wird. Die Schraubenbolzen 5 sind am besten nach innen zu durch die Endkammern hindurch verlängert und werden dergestalt in die gegenüberliegende Kammerwand

eingeschraubt, dafs sie für die Wände der genannten Kammern als Stehbolzen dienen.

Hierauf wird noch das innerste Rohr ν eingeschoben und an seinen Enden durch mit Flantschen versehene Ringe ff¹ festgehalten, welche sich gegen die äufseren Kopfenden der Verschlufsstopfen HH¹ anlegen und vorspringende Ränder besitzen, die in die Mündungen des Rohres ν hineinragen. An diesen Stellen wird eine gute Dichtung durch die Nuthen k k¹ gesichert, die von einem dem Querschnitt der Nuthen α α¹ gleichen Querschnitt sind und sich einerseits bis in die aufgeweiteten Enden des Rohres v, andererseits in die Stofsfläche der Ringe ff¹ erstrecken. In diese Nuthen k k¹ werden durch Aufschrauben von Muttern /, welche sich gegen die Ringe ff¹ anlegen und auf Gewinde auf den äufseren Enden der Verschlufsstopfen aufsitzen, Ringe aus weichem Kupfer eingeprefst.

Der Kreislauf des Dampfes und Wassers in genanntem Kessel ist folgender: Das durch ein gemeinsames Wasserspeiserohr 7 eingeführte Wasser gelangt durch die Zweigrohre 8' in eine gemeinsame Speisewasserkammer u^l und von dieser durch Verbindungsrohre in den unteren Theil einer jeden hinteren Endkammer A. Das Rohr 7 geht unterhalb des Rostes in der Mitte des Aschenfalles hindurch. Das Wasser steigt in genannten Endkammern und gelangt zum Theil direct in die verschiedenen ringförmigen Wasserräume zwischen den Rohren y und ^, zum Theil durch geeignete, in den Verschlufsstopfen H vorgesehene Durchlässe O in die Ringräume zwischen den Rohren ν und x. Das bei seinem Durchgang durch die Wasserrä'iime in den Rohrelementen stark erhitzte Wasser strömt aus dem aufsen liegenden Wasserraum zwischen den Rohren y und \ direct in die vorderen Endkammern A¹ und aus den inneren Wasserräumen zwischen den Rohren ν und χ durch geeignete Durchlässe O¹ in den Verschlufsstopfen H¹ ebenfalls in die vorderen Endkammern A¹. Die in einander steckenden Rohre ^y χ ν sind von den hinteren Endkammern bis zu den vorderen Kammern etwas nach oben geneigt. Das aus sämmtlichen Rohrelementen austretende Wasser steigt in den vorderen Endkammern A¹ nach oben und gelangt durch die Stutzen m in den Dampf- und Wassersammelbehälter Kt, dessen innere Einrichtung aus Fig. ι ersichtlich ist.

Das von Dampf befreite Wasser fliefst aus dem Behälter Kt nach dem Rückstromrohr u über und gelangt in die gemeinsame Kesselspeisewasserkammer u', in welcher es mit frischem Wasser zusammenkommt, um mit diesem in die hinteren Endkammern A in der oben beschriebenen Weise überzutreten.

Etwa im Wasser enthaltene unreine Beimengungen werden in der Kammer u¹, sowie im unteren Theil der hinteren Endkammer A abgesetzt, aus denen sie nach Bedarf leicht entfernt werden können. Der sehr kräftige Umlauf des Wassers und Dampfes ist in der Zeichnung durch gefiederte, der Weg der Feuergase dagegen durch federlose Pfeile angedeutet; letzterer ist folgender: Die vom Rost 12 aufsteigenden Feuergase gehen zwischen sämmtlichen Rohren \ nach oben, streichen nach dem oberen Theil der hinteren Endkammern A und erleiden durch die Kesselummantelung eine Ableitung in die Brennkammer P hinter den Endkammern A. Von hier aus treten die Gase zum Theil unmittelbar in die centralen Rohre v, zum Theil durch geeignete Durchlässe B D im Fleisch der Verschlufsstopfen H in die ringförmigen Räume zwischen den Rohren χ und y über. Die oberen Durchlässe B sind die Hauptkanäle, während die unteren Durchlässe D nur dazu dienen, das Ablagern von Rufs und Asche an diesen Stellen innerhalb der Verschlufsstopfen zu verhüten. Die Feuergase streichen dann in den Kanälen durch die hinteren Endkammern A in den Rohrelementen entlang und durch die vorderen Endkammern A¹ hindurch, um zuletzt durch geeignete Durchlässe B¹ in den Verschlufsstopfen H¹ in die Rauchkammer P¹ und hierauf in den Fuchs und den Abzugsschlot überzutreten.

Sämmtliche Verdampferelemente sind in eine geeignete Ummantelung P² eingeschlossen. Die unterste Reihe oder Reihen von Rohrelementen, die der gröfsten Hitze des Ofens ausgesetzt werden, können, wenn nöthig, nur aus drei Rohren xy ^ bestehen, . so dafs das mittelste Feuerrohr ν wegfällt, oder sie können sogar nur aus glatten Wasserröhren ·{ ohne irgend welche inneren Rohre bestehen.

Fig. 5 zeigt eine Form des Verschlufsstopfens für Rohrelemente nach vorliegender Erfindung, die jedoch nur aus drei Rohren χy ^ zusammengesetzt sind.

Claims (1)

1. Pa tent-Ansprüche:

   ι . Wasserröhrenkessel mit von Heizröhren durchzogenen und zwei Endkammern verbindenden Wasserröhren, dadurch gekennzeichnet, dafs je zwei Wasserröhren und " je zwei Heizröhren dergestalt concentrisch und abwechselnd in einander stecken, dafs von der hinteren Endkammer aus sowohl durch den Raum zwischen dem aufsen liegenden und dem nächst inneren Rohr hindurch, als auch durch den Raum zwischen dem centralen Rohr und dem dasselbe umschliefsenden Rohr ein Durchströmen des Wassers stattfindet, während die Feuergase gezwungen werden, aus der Rauchkammer durch das centrale Rohr, sowie durch den Raum zwischen dem —

   von diesem Centralrohr aus gerechneten — zweiten und dritten Rohr hindurch in die Feuerkiste überzutreten.
   Ausführungsform des Wasserröhrenkessels nach Anspruch ι, gekennzeichnet durch die Anordnung von Rohrköpfen (HH¹), welche zum Abschlufs der Enden der durch die Endkammern hindurchgehenden Rohre dienen und an ihrer Umfläche ringstückartig durchbrochen sind, damit die Heizgase in die inneren Heizrohren übertreten können, während im Fleisch genannter Rohrköpfe Kanäle, welche die zwischen den Heizrohren liegenden Wasserrohren mit den Endkammern verbinden, und ringförmige Rinnen vorgesehen sind, in welche unter Einlegung von Dichtungsmaterial die Kopfenden der durch die Endkammern hindurchgehenden Rohre eingesetzt werden, und deren schräge Wandung immer entgegengesetzt zur Richtung des auf die Dichtungsfläche wirkenden Druckes steht, bei welcher Ausfuhrungsform des Kessels die Einrichtung getroffen ist, dafs beim Aufschrauben der Muttern auf die Stehbolzen der Endkammern gleichzeitig und gleichmäfsig eine dichte Verbindung des Rohrkopfes mit der betreffenden Endkammer und mit den Enden der concentrisch in einander steckenden Rohre hergestellt wird.
   Eine Ausführungsform des unter ι. genannten Kessels unter Anwendung der im Anspruch 2 genannten Rohrköpfe (HH¹J, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung des die Endkammern verbindenden Rohrelementes aus nur drei Rohren, von denen das centrale und das äufsere als Wasserrohr und das mittlere als Heizrohr dient und nur das centrale und mittlere Rohr die Endkammern durchziehen (Fig. 5).

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.