DEP0000310DA - Querrohrkessel - Google Patents

Description

ilths r & CIe. A.-ff., Köln- Bellbrüek

Qaerrohrkes &el

werden achon seit langem vorwiegend als Kleinkessel gebaai. Sie bestehen in der Begel aus einer aufrecht stehenden» sylinfirisoben. Kessel trommel, in die eioe PetaerWelase konzeatrisch eingesetzt ist» Bieee la tterem aaterea aieil mit einem Eost aasgest&iitete ?euer~ buchse ist durch den Kessel hiadsrch mittels einer Feaerange tür erreiohbar and oben dtirch einen Boden geger* den Kessel rersGhlössea. In ihrem «toteren Ende steht die fenerbüchae mit der Aasaenlaft efcenfallg in Terbindang and ist gegenüber de® Kessel dareä einen Jussrißg abgedichtet. Zwischen Feuerbishee sind unterer Kesselwand sowie in dem oberhalb der J^uerbtTehse gelegenen feil des Kesaeis befindet sich das fässer« Per oberste fell des Hessels ist als BaJSffraara aasgebildet» so dass die gesamte Peuerbttohee ansäen vom Wasser omgeben ist. Ferner ist die Büchse τοη Qaerrohr«n dorchsetzt» die mit dem Kessel in Terbindang stehen und ebenfalls von lasser erfüllt sind. Der obere Fe^erbiachsboden ist mit dem oberen Kesselboden dareh ein zentriech angeordnetes B&aohab&ugsrohr verbunden» Sie

laaohgase geben ihr® Wärme also %tam grossen Seil an den Mantel der Federbuchse and die Q&errohre ab, durch die das Wasser zw® Sieöea gebracht wird» Sin geringerer feil der Wärme geht mit den lEt&ohgasea dar©h das Baaehrohr wxä in deases satteren feil ebenfalls in das Eesselwaseer ilber, wogegea iß seinem oberen fell daa Baochrohr fceseeleeitig von Dsmpf Eaagebea ist, der infolge ©einer eohleoh» ten Wärmeleitaabl weseatlieh weniger Wärme

Die Kessel dieser Bsoa?t habea siola griaodsätElioh bewährt« Ss tretea jedocü tmrn&r wieder SsMden eaaf» die aber bisher als ujweraeidlioii hingenommen wardea.

dem Eaaclarobx stelle» eish nämlioh, eeiir leicht Eorrp-

sioaea eia, and »war haaptsäobliöh im Bereich des Wasserspiegels. Aueserdem wird des Rauchrohr Ibt Bereich des DsmpfraöSies onsstiläseig stark erhitet and neigt isfolgedessen in besonders hohem lasse zn. Schäden.

Weiterhin findet ein geregelter Wasserumlauf la dem Querrohrkeseel nieht statt. Tielaehr siedet das Kess'elwaseer ohne besondere 2ir&alstion_s da diese iöfolge des verhältaismässig Trerwie&elten Aofbsas stark gest§rt wird» Ame diesem Sraad setzt sich besonders auf dem Feaerbtaehsboden und am Pussria^, der, wie bemerkt» swisohen Feaerbaohse and 3L@©®e!mantel &.n der untereü Seite des Kessels liegt» sehr leicht Kesselstein ab. Pies® Eesselsteiabiläaag wird dadaroh gefördert» dass kleiße Kessel ₉ tarn die es sich

in erster Linie handelt* in. der Eegel mit nicht aufbereitetem Wasser gespeist werden. Der durch die Kesselsteinbildung erschwerte WÖreettbergaag gibt YersElassang zu einer unzulässigen Erhöhung der W&adtemperattareß der Federbuchse, insbesondere ©n den oben beschriebenen feiles, d.h. im Feaerbachsbodea and im Fassring. Ein Barehbrenaea dieser Teile wird deshalb ia vielen FHllen begünstigt» rnid sswar vor allem deshalb» weil die Beseitigu&g des Kesselsteines aaf mechanische Weise vom Inaern des iLesaels ius sehr schwierig ist» denn es ist prafetieoh sioht möglich? düareh das Mannloch in» das Innere dee Sessels so. gelangen_s da bei den im allgemeinen feleiaeM Abaeseungea des Hassels der Eaeua swisohen Eaactorohr and Sesaelmaatel hiersa »α ist.

y dass das Eaaehrohr infolge seiaer allseitigen besonder® starken Srhitzaag gegenüber d@a übrigea %esBelk&Tp9T efieh mehr ausdehnt als dieser» Pe β gleiche gilt für die l^aerbachse, Her unterschied in der Aasmass iron dem Fuesriag and dem Peaerbuchsbodea

werden, bo dae® stark® Beaaspra©hiaag©a der Bodeokreiapea die folge slad «ad ©n diesea Steilea Schäden !sieht auftreten

Mese Schäden werden noch dadurch begünstigt_s dass der Eesseldrack aaf die betreffenden Bodeaflachen wirkt waä. beide Erscheijaongen sich addieren.

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Man hat mm bereits versucht* diese Schwierigkeiten der bisherigen Honatraktion sa vermeiden* indem man die Baaehgase nicht in einem sentrieoh angeordneten Bsaahrohr aas dem Eeesel herausführte, sonder» anter Verzieht auf die dadaroh - wenn aaeh nar In geringem Masse - vergrSseerte Heizfläche and saf äie gleictemlssige POlirang der B&aohg&e« diese anterhelb äes oberen feuerboLohsboöeiis öareh einen

seitlich hemmttlhrte_β fler als tersee BiiJ^- gwieoiien die feuerbachse and die äussere Eesselwanä aa der oberen Kante der ersteren eiagesetat war, D® indessen bei einer derartigen Anordnung die Feaerbaene® infolge <!er erhöhten Wärmeeinwirkung sich in stärkerem lasse nach oben hin easdehnt ©2s der mit den Eauchgssen nicht in Terbindaiag stehende Mantel^ entstehen in dein irerhlltnisffiässig tersen Baaehgasetatsen erhebliche liege» beanapraohongen, so dass die ferbindongseislleii sehr oft beeohädigt ward.en._e Man hat diese Schwierigkeit dadurch zxk beheben versucht _f dass man in ein oberes von grossem Perohoeeser d©s laaohrohr sunEohst legte and dasselbe such naoh oben etareh das Qaersiede — rohr hijadarefa in Eaieform mit dea Fetierraam in Terbindung setste. Der Vorteil dieser Konstruktion lag darin* dass einerseits die laänge des Eamohrohres grosser warde imä dadurch die Verbindung elastischer wsr_? dass dareh die Anordnsang de® Knies die Elastizität weiterhin erhöht war and sohliesslioh die Eaachgasführiaag wieder über den gesamten Fetierr&amtaersohnitt innerhalb der Peaerbachse Symmetrieeh Torgenommen wards» D© aber d&s Eauöhrohr

höchsten© so lang sein kann ©le der Hilft© des lesseldarchmeseers entspricht, un& bei den groseea Abmessungen nach dann noch ein relativ starres G-ebiläe vorliegt, konnte wohl eine Abmllderung &®τ bisherigen Schwierigkeiten erssielt werden, beseitigt warden diese indessen nicht. Gleichseitig hatte bei der areprüngliehen Form das öööh oben abgehende Ea&c&röhr als Verepaamuig gewirkt) wogegen jetzt der gesamte E@sseldrao& auf die rergrössert* Boäenfllche einwirkt© anä dadareh der Fusering in zieiBlicJ starkem Masse auf Biegang beansprucht war* Man sah deshalb Hilfskonstruktionen vor, gemiss denen zwischen Feaerbaohsmantel and Eesselmantel Stab© eingeschweisst wurden» welche die nach unten wirkende Kraft auf den ICessel&sntel mit übertragen sollten,

Gremäss der vorliegenden Brfindong soll nun ein Qiaerrohrkessel so aasgebildet sein, dass er aus einer Aasdampfangi trommel mid einem von dieser vollkommen getrennten daran* ter angeordneten Siederaum besteht. KLe Aasdajapfungstrommel soll möglichst in sich geschlossen sein. Sie wird nach bisherigem Torbild z.B. zyliüdriech and gtehend sasg bildet werden können« Der darunter befindliche Sieöeraam soll in Anlehnung an die bisherige üonstraktion aus einer wassergefüllten Boppelwsndang bestehen ixad kann weiss di« gleiche Form and Gbröese haben wie die

fongstrommel, d.h_e als© iß äem oben gewählten Beispiel würde äer Sieöer©a® aus gwei ineiaandergesetsteia Eoial» zylinÄern bestehen* deren äasserer gleich dem Biarohmesse der Aasöampf sings trommel ist. Die Formen and Abmessungen,

auch In ihrem gegenseitigen Terhältnie zueinander, sind dabei keineswegs kennzeichnend für die Erfindung, Tlel» mehr liegt das Wesen des neuen Torschlags in der Trennung der beiden Bäume voneinander. Es versteht eich» dass der Doppelmantel daroh Hinzufügen von Stirnw&näen bu eisern geschlossenen Baum ausgebildet ist unä n^oh. bisherige» Torbild eine gewisse Anzahl von e.B«. etwa horizontal angeordneten Querrohren aufweist. Dabei ©ollen gemsss der Erfindung die beiden beschriebenen liume» nimlioh die froiamel and der Mantel, durch eine Keine von Yerbind«ngs~ roiaren laiteinander so verbanden sein, dass eine angleichmassige Wärmeaasdehnang in keiner Weise störend aaf den einen oder anderen 5eil wirken kann.

Die Vorteile der erfindongsgemäsaen Ausführung liegen klar auf &er He.nd: Bie Trommel ist ein selbständiger feil, der so ausgebildet werden kann, wie dies den jeweiligen Zwecken and Brücken entepreohenä erforderlich ist. Der Mantel ist davon völlig anabhängig. Ir kann tiefe, sowohl in seinen GrÖssrenabmessangen, als aach in ©einer form, als each in seinenWandstärken von den entsprechenden Massen der frommel unterscheiden. Sr ist getrennt von ihr herstellbar and während dee Betriebes wärmetechnisch von ihr unabhängig. Safeei ist ee ohne weiteres denkbar» dass der Mantel aus besonderen Sründen, e.B, deshalb, weil das Terhältnis von Druck und folomen bei der Unterbringung des Kessel© unter bewohnten Bäumen einen Höchstwert nicht überschreiten darf, einen sehr grossen Umfang, dabei aber einen kleinen Inhalt h?-t, wogegen aus den gleichen Sesichti

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ponlcteii heraas die Iroramel sowohl recht niedrig els auch im Btirchmeseer klein gehalten wird» Der Torteil der aeaea Konstruktion liegt also einerseits auf faerstellmngsteohnischeiu Gefeiet» anderseits und in erster JAnie auf dem Sebiet der Termeidung von Schäden am Kessel daroh versehie« dene Ausdehnung _f die wiederum erreicht wird durch eine Unt« teilung des gesamten Kessele in zwei feile and die Schsf~ fan? einer elastischen Terbindong «wischen beiden Seilen* Weiterhin ist es nsamehr möglich» die Eetxehgaae ohne Anordnung der bisher be&anntea, aof Biegung beanspruchten seitlichen Eaachrohre eo abzaführen, dass ©ie weitgehend easgenatzt eind_s trotadem ©ber die K^nstralctioii nicht stören» Wie diese Abführung der Eaachgase im einzelnen Torgenommn wird_s bleibt den jeweiligen Verhältnissen überlassen. Bs ist beispielsweise möglich, sie in e±a&m aweiter Zag, zuiuinäeBt grossenteils_p am Mantel eassen in einem weiteren Bingr&om hinanterisafuhren. Es ist ebenfalls raSglieh_f sie in einem in gleicher Weise konzentrisch angeordneten Mantelraom gleichmlssig am die QbertrOBsael heraaaoföhren and hier abzuziehen, wobei allerdings wiederemi die Sohwierigkeiten der tiberhitaaag der 2?ro®aelteile mit in Eaaf genommen worden, die im Bereich des Bs@mpfrs,usies liegen. Bine besondere günstige Lösung für ßle Abfuhr der Bauchgaee soll weiter unten eingehend behandelt werden.

Zunächst ist es wichtig» für einen geregelten. Wasserumlauf innerhalb des Kessel za sorgen, tand hier gibt der Irfindangsgedcn&e in seiner weiteren Aasbildung die Möglichkeit,

auch auf diesem Seblet die Schwierigkeiten aller bisher bekannten Konstrafetionsn su überwinden* Dies geschieht dadurch, dass ein Toil der tTerbindtmgsrohr© - 41© Steigrohre - lediglich die "benachbarten Wände der jLuts&ampfongs* trommel u.n& des Siedereomes miteinander verbinden, wogegen ein anderer Teil der Rohre - die Fallrohre · in den Siedersum von oben hineinragen. Durch diese Unordnung wird sich der Kreisle&f von selbst ergeben, und zwar daö&rch, dees» ds-.s neisse fasser an den Fallrohren vorbei nach oben streichen wird and nur durch die Steigrohre hindareh in die Trommel gelangen kann» woraufhin die im unteren feil der trommel befindlichen kälteren Wasserschlo&ten, denen der Weg in den Siederaran elarofa die Steigrohre infolge der starken Bewegung in diesen verwehrt wird, die Fallrohre benatsen wurden and auf diese Weis© sogleich in den unteren Teil des SiederaujM hineingelangen.· Wie weit nan die "Fallrohre in den Siederaum hineinragen, bestirnt siah öorch die jeweils vorliegenden Terhlltnisse. Ton besonde·» rera Vorteil ist es ^ecloch im ©!!gemeinen, den Eost in dem rom Siedereais gebildeten Feuerraum möglichst an die unter* Eente flec Siederaasas sa legen and disnn die Fallrohre bis kurz über den unteren Boden des Siederaoms reichen εα lassen.

Die Anzahl der Fell- und Steigrohre sowie die Terteilang auf dem tftaf ang und des ssahlenisäs&ige ?erhältnia der einen za den anderen ist ebenfalls den jeweiligen TerMltnissen and der gewünschten Zirkulation anaapassen. Beides hingt

auch in weitgehendem lasse τοπ de® Durchmesser der Bohre ab, der keineswegs der gleiche zu sein braucht» und von dem Druck, mit dem die Anlage betrieben werden eolle Tielmehr ist es ohne weiteres möglieh, den Steigrohren einen grösseren Durchmesser au geben als den Fallrohren* siamal die ©rsteren ein grösseres Tolumen ssu befördern heben un& ein Interesse besteht, die letzteren nicht sn nah an die fandungen des Siederaumes heranreichen za lassen,

Is ist ohne weiteres ersichtlich, dass die Fallrohr® in dem feil* mit dem sie in den Siedermum hineinragen, nicht feeheizt werden und infolgedessen in ihrer Eigenschaft sich angestört entwickeln können, wogegen die Innenwanduni des Siederauras und di© sie fortse tagenden Steigrohre von den Baaehgaeen bestrichen werden,, so dass an ihnen das Wasser emporsteigt. Um nun diesen Unterschied im Charakter der beiden Bohrarten noch su unterstreichen und die Waseea zirkulation weiterhin zu fÖrätrn₉ sollen gemäss der Erfindung an sich bekannte Mittel angewandt werden, um die Wärme von den Fallrohr©η fernzuhalten. Dies kann durch die Anordnung τοη Manschetten» Leitbleehen, Isolierungen und ander®» mehr im beheizten Bereich geschehen* wobei dieser Begriff wiederum sehr weit gefasst sein mag* Z.B. ist es auch ohne weiteres möglich^ durch irgendwelche Einbauten &en Schutz vorzunehmen oder aber die Fallrohre so EU legen» dass sie unter dem Schuts der in Üblicher Weis© in Sieder&uia angeordnetes Quersiede^rohre Tor der Strahlung des Feuerherdes und der Strömung der Hauchgase stehen, auch ohne dass besondere Mittel zw& Schuts der

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Fallrohre vorgesehen wären»

Semäss der Irfladung soll» wie oben angedeutet, eine besondere Ausführung für öle Ableitung der Baaohgase dadurch gebildet werden, dass der zwischen der frommel und dem Siederaum befindlich© and von den Steig- and Fallrohren eingenommene Baum nach aussen durch einen Bleosmantel oder ähnlichen Elementen rauehgasdioht abgeschlossen ist and an diesen Abschluss ein Bauehgasabzug seitlich angeordnet Ärd. Se ist weiter oben darauf hingewiesen, dass diese Lö'aang keineswegs die einzige ist, die unter die Erfindung fällt. Doch stellt sie in inlehniang an die bisher "bewährten Ausführungen einen besonders brennbaren leg star Sntfernun^ der Bauobgase dar»

Wie bereits erwähnt, entstand durch die seitliche Abführung der Eauehgaae die Schwierigkeit der unsymmetrieο!ϊ@η gasfiihrtmg und damit der unvollkoaMenen Ausnutzung der W&nae Infolge ungleiehmässiger BeaufBohlsgcag der Höis» flächen. Dies sollt etaeh imafehMngig τοη der Irfindung, dadurch behoben werden* d&ss an den Quer@l®d®rohr©n und an der Innenwand des SlederausißS sowie Hwieohen diesen beiden Stellen oder auch zwisehsn den Quersiederohren Stege angeordnet werden» die sich ifowohl anecjhwelssen als auch auf andere Weise befestigen oder einstellbar anordnen lassen. J3iese Stege können dabei gegebenenfalls auch als Tereteifungsstege benutat werden, sofern die© sich sis erforderlich erweist. In erster Linie wird man. sie

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dea oberen Quersiederohrea anordaeru Diee ist Jedoch
keineswegs ein Erfordernis, Vielmehr iet es ohne weiteres möglich,, BiXGh as deft uateren Q&ersiederohren entsprechende Anordnungen zu treffea* soweit dies sieh aXe vorteilhaft

erweisea sollte.

In der beigegebenen Zeiehn&ng ist ein Qaerrohrfcessel dargs stellt, an dem die Erfindung in. form, eines Beispiels säbes erläutert sei.

AbIa, 1 stellt einen Qiaerrohrkessjel im Msgsschaitt dar,
wobei di# Hsuptteile nach Xinis I - I in Ab'be 2 geeelanit~ tea Bind_s wEhreni die TerbinäungErohre nach, linie II - II in Abb. 2 wiedergegeben siaä.

. 2 gibt eines Setaitt gemäss Linie III - IH nach
Abb. 1 wieder.

eiaem Fundament 5 iet ein ßieöersiam β aufgesetzt,
aus eines Ausseomentel 7 »iiacl einem Ißiieiamöntel S besteht» Beiae Mäntel sind an ihrer aateren Seit© flureh einen ante* ren ling 9 &a<i aia ihrer oberen Seite dOLroii einea entsprechend ausgebildeten obsren Eii^ 10 fest and dicht
den. Am aaterea KM© des Siederaima 6 ist der East Il
eingesetzt. Der Baum ist darohbrochen durch eine
kungstür 12. Me Terbindtmg zwisciisii dea geg#iaQberli©geiidea Seiten des Sieöeraoms bilden zwei Quersie&erohr-Paare 13 und 14, die durch Deckel 15 geprüft and gereiaigt wer-

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den könne». Diese Bee&el 15 sind in der Aossenwand T des Siederaum© angeordnet* Atsf den gle&er&ois 6 setgrfe sieh₈ wiä ZWBT auf Sea oberen Blng, ein Bleohmantel 16 auf _$ der allseitig dicht gegenüber dem Feaerrsma absahlieest und ©Inen seitliehen Baaöhgassbäsag 17 hat« An seiner oberen Seite ist dieser Mantel 1β mit der Aaedampfüjagstrommel 18 verbanden,, die die üblichen Ijcmataren 19? e.B· esiar unterbringung des Wasseretandglase® a»s.w. aufweist, Die Troumel ist an iferei oberen Seite mit einem Mannloch 20 yersehen und begehbar» Zwischen frossael 18 «mifeiederaam 6 sind Steigrohre El and fallrohre 22 angefügt, and zwar acht steigrohr© 21 and Tier Fallrohre 22, wie @a@ Abb, 2 ersichtlich« Sie fallrohre sind bei 23 bis kars über den Ftasering 9 ira Innern des Siederaiams 6 hinuntergerührt, so des© die Zlrteoletion etwa so verläuft» wie dies durch die Pfeile 24 und 25 angegeben ist. Aueserdem sind die Fallrohre durch Manschetten 26 vor der EaachgeBetrSaang tand der Wärmestrahlung geschlitzt · Ferner iet nooh ein Leitblech 27 in der lähe des Eaüohgssabzogea 17 en der Innenseite des Siederaime β vorgesehen and ein entsprechendes Leitblech. 28 an dem oberen Quersiederohr 14 angebracht, Zwischen beiden Leitblechen bleibt ein Spalt frei, so dass an dieser Stelle die B&uchgas® In einer solchen Menge dtarohtreten können, dsss aaoh die diesen Leitblechen benachbarten Beieflachen genügend belastet sind»

Claims (3)

1. -13-

   Anspriiohe s

   SSS ίΕΚίϋίίί, SB SSBS^BSSS SSi US B USJ ilg 33, ffS SStB SS

   le Q&errohr&eesel, dadoreh gete.es.aaei c h η e t* dasss eine - z.B. zylindrische, stehende - AasismpfKUOga trommel (18) aaf eines getrennt davon uiad äaronter b©-

   /T öer au.© einer wassergefüllteii Boppelwaadong van vorzagsweisö gleicher Wotsb, and Sröss© wie die Ausöampfsuagstroiiimel (18) - a»B. eiaen stehende»

   achsgleicta. angeordneten jsjlindriBoheoi (7 »8) gleichen Buröfameasers - beste&t^yfflPe daroh.

   schmale Stinwäade (S₉IQ) nach unten tuad oljen

   seialossea ist usd @iuer belietig^a Aßsahl toq a.B* näherad hsrizontal angeordnetea Qaerrotoea (I5_f14) sowie eine Eelhe von Terbindaagsrohreß (21,22) sswisches Si©de~ (6) taad AusdampfangstroHBael (18) atifwelet·
2. 2. Qaerrofarfcessel naeh Ansprmcla 1, dadarctli gekeaa-M iohae t, dass eia Seil der Verbiadcrngsfohre (Steigrohre 21) lediglich die beseohbarteE Wäade der uBsdampfaagf. trommel aod dös Sieäersams (10) miteinander rerfeiödet, während ein anderer feil der Rohr® (Fallrohre 22) in den Bleäeraum (6) - vorteilhaft bis toarz Über den unteren Boden (©) - hineinragt,
3. 3 β Querrohrkessel naeh Anepraeh. 2» gekennseiohn e t dareh wSna©isolierende Schatevorrichtangen, wie

   -3.4-

   laaschettea (2S)* !»eitbleäas, Isolierungen Eua_em_e, die öle fellrohre im beheizten Bareien umgeben*

   4* Qmerrohrkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet äaroh eine» unterhalb der Ausdai^fuiigstrommel anä seitlich Iq der - s«B« durch einen isolierten Uleefamant©! (16) - rauoiigasdiclit nen Zoae der Terblndongsrobre (21, 22) engeoröaeten gaeabzmg (17)_β

   5« Qöerrohrkeßsel aaeh eiaem d©3? Ansprüctie 1 bis 4* g e Ic β n η ζ eicbuet öüüpcIi so sioti bekajante Qaer*- siederohre (13 _s 14 5 tajad sswisciiea diesen aod der Innenwaad d?s Siedöratiffis - vorsagsweise an den oberen Quersiederolaren (14) Yogese&eae Iieitstege (27? 28)*