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Wasserröhrenfeuerkiste.
Die Erfindung bezieht sich auf die Ausgestaltung der Feuerkiste eines Lokomotivkessels und besteht darin, dass eine Rohrverbindung zwischen Wasserröhrenfeuerkiste und Langkessel geschaffen ist, die trotz Wärmedehnung und Erschütterung ein spannungsfreies Verschieben der Feuerkiste gegenüber dem Langkessel gestattet. Erfindungsgemäss bestehen weiters die Sammler aus einzelnen Teilen, in welche die Wasserröhren einmünden, um jedwede Störung durch ein reihenweise Auswechseln der die Feuerkistenseitenwand bildenden Wasserröhren leicht beheben zu können. Weitere Kennzeichen der Erfindung liegen in der besonderen Ausgestaltung der Heiztüröffnung als auch der Anordnung von Wasservorwärmern vor der Wasserröhrenfeuerkiste.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine solche Feuerkiste, Fig. 2 ist der Grundriss davon, wo bei a ein Schnitt durch A, bei b ein Schnitt durch B, bei c-d der durch C-D und bei el und e2 Schnitte zweier anderer Vorwärmerausführungen dargestellt wurden ; Fig. 3 zeigt den Schnitt durch F im Kreuzriss mit der Ansicht in der Richtung zur Heiztürseite ; Fig. 4 veranschaulicht einen Querschnitt durch ein Scheitel- oder Grundsammelrohr ; Fig. 5 ist eine Ansicht von der Gestaltung des Heiztürringes, Fig. 6 der Kreuzriss dazu im Schnitt.
Die Wasserröhrenfeuerkiste 1, welche nach aussen von einem Speisewasservorwärmer 2 abgeschlossen wird, ist nur aus Röhren gebildet, von denen die Siederohre 4 ausnahmslos gerade und gleichweit sind und auswechselbar in Sammelröhren 5,6, 7 und 8 münden.
Die Wasserströmung erfolgt vom Langkessel 3 aus durch gekrümmte, biegsame Zuführungsrohre 9'in das um den Bauch des Langkessels geführte Krebsrohr 5, von wo das Wasser verteilt durch die die Krebswand bildende vorderen Siederöhren 4'in das untere Querstück 6'des Grundrohres 6 fällt und neuerlich über den ganzen Umfang der Feuerkiste verteilt durch die Siederohre 4 zum oberen Sammelrohr, dem Scheitelrohr 7, gelangt, und, bereits teilweise verdampft, durch die oberen, gegen Verbiegung unempfindlichen Verbindungsrohre 9"wieder in den Kessel zurückströmt.
Das Scheitelrohr liegt dicht aber lose verschiebbar am Langkessel 3, dessen besondere Form auch die Gestalt der Feuerkiste bestimmt. Da die Siederohre durchwegs senkrecht stehen, ist auch die Grundrohrform 6 gleich der des Scheitelrohres. Grund- und Scheitelrohre sind vollkommen gleich ausgebildet und vertauschbar. Nur das Krebsrohr 5 hat entsprechend seiner Anlehnung an den kreiszylindrischen Langkessel 3 eine Halbkreisform, wogegen das zugehörige Grundrohr gerade ist. Die Sammelrohre 6 und 7 haben abnehmbare Deckel, wodurch es möglich ist, die Siederohre hier einzuschieben oder herauszunehmen. Ihre Auswechslung kann um so leichter erfolgen, da sie durchwegs gleich weit sind und auf die jeweils richtige Länge abgeschnitten und eingeschoben sowohl im Grund-, als auch im Scheitel-7 bzw.
Krebsrohr 5 ohne Erweiterung oder Verengung des lichten Rohrdurchmessers aufgewalzt oder eingeschweisst werden können.
Die Siederohre 4 liegen nicht dicht aneinander und gewähren'den Feuergasen den seitlichen Austritt aus der Feuerkammer. Um diese nach aussen abzugrenzen ist eine Wasserwand rings um die Feuerkiste vorgesehen, die weder mit dieser, noch mit dem übrigen Kessel 3 in unmittelbarer Verbindung steht. Sie kann daher beliebig niederen Druck haben und somit auf die billigste und bequemste Weise ohne Gefahr mit ebenen Seitenwänden 11 ausgestattet sein, zu deren Formgebung ein Gerippe aus handels- üblichem Profileisen 12 Verwendung findet.
Dieser Wasserbehälter 2, der auch aus mehreren untereinander durch Rohre 13 verbundenen Behältern zusammengesetzt sein könnte, dient als Speisewasservorwärmer und kann auch als Schlammabscheider und Wasserreiniger ausgebildet werden.
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'Um die Einwirkung der unmittelbaren'Wärmestrahlung auf die Wandung des Vorwärmer abzuschwächen, können die Spalten zwischen den Siederohren durch Rippen 14 abgedeckt werden, wodurch zwar der frühere Vorteil der gänzlichen Feuerumflutung der Rohre verloren geht, anderseits aber die Verdampfung durch das Vergrössern des äusseren Rohrumfanges gefördert wird. Um alle Vorteile zu vereinigen, empfiehlt es sich, diese Rippen feuerabseits nach aussen zu verschieben. Dies kann schliesslich so weit gehen, dass dann auf einfache Art nur mehr eine gemeinsame Platte, alle Siederohre gemeinsam aussen berührend vorhanden ist.
Dies wird am einfachsten auch dadurch erreicht, dass der Vorwärmer mit seiner inneren Wand 11 (bei a) ganz an die Siederohre 4 herangerückt wird. Eine wellblechförmige Vorwärmerwahd. H konnte hier auf noch einfachere Art zugleich zur Hebung der Druckfestigkeit des Vorwärmers 2 den gleichen Zweck erfüllen. Wäre überhaupt eine bessere Vorwärmung mit beliebiger Drucksteigerung erwünscht, dann könnte schliesslich der Vorwärmer. in der ganz gleichen Ausführung gebaut werden wie die Feuerkiste 1 selbst (s. 82), nur müsste dann die dem Feuer abgekehrte Seite des Vorwärmers gegen Luftzutritt mit einer Bleshwand 15 abgedichtet und verschalt werden.
Der Zusammenhang der Feuerkiste mit dem übrigen Kessel ist ganz lose mit Röhren 9', 9"her- gestellt, welche beispielsweise einesteils in den Deckel 10 des Scheitel-bzw. Erebsrohres J eingewalzt oder aufgeschweisst, anderseits an ringverstärkten Öffnungen 16 des Feuerrohrkessels 3 aufgeflanscht sind. Damit wird ermöglicht, dass ganze Feuerkisten ohne Anpassungsschwierigkeiten getrennt vom Langkessel gebaut und auf die erdenklich rascheste Art ausgewechselt werden können. Gliedert man
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gereiht werden, dann können beim Sshadhaftwerden mehrerer Siederohre ganze Seitenwandteile leicht ausgetauscht werden.
Das Auswechseln einzelner Siederohre 4 kann nun auf die einfachste Weise sowohl durch das abgedeckte Grandrohr 6 als auch durch das Scheitelrohr 7 erfolgen.
Zwecks serienweiser Herstellung der Sammelrohre 5,6 und 7 werden die Rohrstücke an der Heiztürseite nicht kreisrund, sondern als schiefwinkelig geflanschte gerade Teile ausgeführt, so dass hier die Wand der Feuerkiste 1 und des Vorwärmers 2 prismatisch wird, Damit wird auch erreicht, dass die Passflächen der Rohrdeokel eben und daher leicht bearbeitbar werden.
Zugleich ermöglicht das aber auch die Herstellung eines wassergefüllten Heiztürrohres 8 (in Fig. 5 und 6) mit abnehmbaren Deckel 17, so dass auch hier die Siederohre 4 eingewalzt werden können.
Alle Rohrdeckel sind übrigens ausnahmslos so angeordnet, dass sie der Feuereinwirkung nicht ausgesetzt sind, die Verschraubung 23 daher nicht leidet und ausserdem bequem zugänglich ist.
Die luft-und feuerdichte Anpassung der prismatischen Feuerkiste an die kugelige Endform des Langkessels geschieht durch Verbreiterung M'der Deekel JM bis zur Berührungslinie mit dem Langkessel.
Fig. 4 veranschaulicht den Querschnitt durch ein Sammelrohr 6 oder 7, wie es mit dem Deckel nach oben als Scheitelrohr 7 oder mit dem Deekel nach unten als Grundrohr 6 benutzbar ist. Der Platz zwischen den Deckeln wird ebenso wie der Raum zwischen den Siederohröffnungen 20 zum Anguss von
Stegverstärkungsrippen 21 ausgenutzt. Um zwischen den Querstegen 22 unabströmbare Dampfpölster einerseits oder kesselsteingefüllte Wassergruben anderseits zu vermeiden, werden diese Einbuchtungen zugleich zur Verstärkung der ebenen Deckel 10 durch formentsprechenden Vollguss ausgefüllt, so dass der Dampf-bzw. Wasserfluss in den Sammelrohren eben und hindernisfrei vor sich gehen kann.
Die Deckel 10 sind beispielsweise nur so gross, dass sie jeweils bloss zu einer Siederohröffnung Zutritt gewähren können aber auch zu 2 oder mehreren Rohröffnungen führen. Sie tragen auch die Grundablassehrauben 23 sowie die Auswaschluken 24.
Das Krebsrohr J ist ähnlich ausgestattet, jedoch mit dem wesentlichen Unterschied, dass die
Deckel 10 seitlich angebracht sind, was wohl das Einwalzen und Verschweissen der Siederohre 4 gestattet, nicht aber auch ihre Auswechslung, die hier also nur von unten durch das Grundrohr 6 erfolgen muss.
Die ganze Feuerkiste ist für sich vom übrigen Kessel unabhängig auf dem Rahmen gelagert, so dass die Verbindungsrohre 9', 9"zum Kessel keine Gewichts-, sondern nur Wärmeschub-und die Kesseldruckspannungen auszuhalten haben. Lagenveränderungen werden einerseits in der waagrechten Richtung durch die Wärmedehnung des Langkessels 3, anderseits senkrecht dazu nach oben durch die Wärme- dehnung der unten fest abgestützten Feuerkiste 1 erfolgen und daher Verbiegungen nur bei den Verbindungsrohren 9', 9"erzwingen. Diese Verschiebungen bleiben aber ohne jeden schädlichen Einfluss, wenn die Verbindungsrohre 9 entsprechend lang und gekrümmt sind.
Bei beliebiger Auswahl verschieden langer Sammelrohrstücke können die Seiten der Feuerkiste breiter oder schmäler gemacht und auf diese Art auch die Rostfläehe nachträglich noch auf einfache Art vergrössert oder verkleinert werden.
Das verlangt zuletzt eine beliebige Verschiebbarkeit des Krebsrohres 5, die auch längs des Feuerrohrkessels 3 vorgenommen werden kann, wenn die hintere Abstützung des Langkessels 3 nicht zu knapp erfolgt und auch die Mündungen 16 der Verbindungsrohre 9'weiter vorne liegen. Der ersten Bedingung kann wegen Wegfall des schweren Stehkessels ohne weiters entsprochen werden, während die Erfüllung der zweiten Bedingung nicht nur keine Schwierigkeit bereitet, sondern gleichzeitig den Vorteil bringt, dass durch Vorverlegung der Mündungen 16 der Langkessel näher bei der vorderen Rauchkammerrohr-
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wand angezapft wird, wo in der Regel das Speisewasser einmündet, also die Stelle seiner niedersten Wassertemperatur ist.
Die beschriebene Feuerkistengestaltung ergibt namentlich in Verbindung mit einer entsprechenden Ausbildung des Kesselabschlusses eine billigere und doch allen Anforderungen des Kesselbetriebes und für die Erleichterung seiner Instandhaltung entsprechender Bauart, welehe überdies die unmittelbare Heizfläche ohne Einschränkung der mittelbaren sehr bedeutend erhöht und damit auch den Wirkungsgrad des Kessels steigert. Zugleich wird auch eine vollkommener Nutzbarmachung des Brennstoffes dadurch erreicht, dass der Feuerraum ohne Schwierigkeiten und Mehrkosten beliebig lang, schmal und hoch gehalten werden kann und ausserdem die sonst unzugänglichen Ecken rechts und links der Heiztür nicht mehr bestehen bleiben.
Alle Stellen luft-, teuer-oder wasserseitig sind zugänglich gemacht und können überdies beschaut werden. Eine schädliche Kesselsteinbildung ist daher überhaupt nicht mehr möglich, denn so weit nicht schon im Speisewasservorwärmer eine Enthärtung des Wassers erreicht wird, werden die letzten Reste seiner Lösungen und Beimengungen an den Stellen lebhaftester Dampfentwicklung niedergeschlagen, welche aber durchwegs leicht gereinigt werden können. Die selbst bei WaS3errohrfeuerkisten noch vielfach notwendigen Ziegelmauerungen an der Krebs- und Türwand sowie bei der Feuerbrücke entfallen hier ganz zum Nutzen der Heizfläche. Es entfallen sonach die Ziegel, die Stehbolzen, Deskenankerschrauben und daher auch das teure Kupfer.
Die Erfindung ist naturgemäss nicht allein auf Lokomotivkesseln beschränkt.
Die beschriebene Bauart ist ohne weiters geeignet, gegen ausbaureife Stehkessel in alten Lokomotiven oder sonstigen Kesselanlagen ausgewechselt zu werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Wasserröhrenfeuerkiste, dadurch gekennzeichnet, dass die Siederohre beiderseits in Sammelrohre münden, von welchen die oberen mit ausserhalb des Verbrennungsraumes befindlichen Rohren eine den Wärmedehnungen und Erschütterungen folgende Verbindung mit dem Langkessel herstellen, um der Feuerkiste eine spannungsfrei Verschiebung gegenüber dem Langkessel zu ermöglichen.
2. Wasserröhrenfeuerkiste, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammler, in welche die Wasserrohre einmünden, aus mehreren Teilen bestehen, so dass ein flächenweises Auswechseln der durch die Wasserrohre gebildeten Feuerkistenseitenwand ermöglicht wird.
3. Wasseröhrenfeuerkiste nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einem die Heiztüröffnung bildenden, rohrförmigen, wassergefüllten Ring, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Ring mit Ansätzen zur Aufnahme von Wasserröhren versehen ist.
4. Wasserröhrenfeuerkiste nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Heiztürrohr auf der dem Feuer abgekehrten Seite durch einen abnehmbaren Ring abgeschlossen ist.
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