AT95680B - Vereinigter Dampferzeuger und Wärmespeicher für Untersee- und Tauchboote od. dgl. - Google Patents

Vereinigter Dampferzeuger und Wärmespeicher für Untersee- und Tauchboote od. dgl.

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AT95680B
AT95680B AT95680DA AT95680B AT 95680 B AT95680 B AT 95680B AT 95680D A AT95680D A AT 95680DA AT 95680 B AT95680 B AT 95680B
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heat
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Wilhelm Dr Ing Schmidt
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Wilhelm Dr Ing Schmidt
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Description


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  Vereinigter Dampferzenger und Wärmespeicher für Untersee- und Tauchboote od. dgl. 



   Für   Unterseeboots-Dampflraftanlagen   ist bisher vorgeschlagen worden, zur Überwasserfahrt einen Feuerdampfkessel und zur Unterwasserfahrt einen besonderen   Wasserwärmespeicher zu verwenden,   der bei der Überwasserfahrt einen Teil der erzeugten Dampfwärme in Form von   Flüssigkeitswärme auf-   speichert und diese bei der   Unterwasserfahrt   als gesättigten Dampf zum Betriebe der   Dampfkraft-   maschine abgibt. 



   Derartige Anlagen erfordern im Verhältnis zur Leistung viel Platz und Gewicht und die Wärmeausstrahlungsverluste und die damit verbundenen Nachteile und   Unbequemlichkeiten   sind infolge der   grossen Oberflächen   derartig bedeutende. dass es bisher nicht möglich war, damit den elektrischen Unterwasserbetrieb zu verdrängen. Die schon lange angestrebte Frage der   Schaffung eines Einheitsmotors für     Überwasser- und rnterwasserfahrt   ist deshalb mit den bekannten Mitteln noch nicht praktisch zu lösen. 



   Durch nachfolgend beschriebene Erfindung sollen die   vorerwähnten Nachteile beseitigt und   ein 
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 von überhitztem Dampf bei   Feuerungs-und   Speicherbetrieb sowie gleichbleibender   Dampfdn ek während   des ersten Teiles der Entladezeit, geringe Wärmeausstrahlung, kleiner Platzbedarf und bedeutende Gewichtsersparnis - den elektrischen Unterwasserbetrieb zu beseitigen und dafür den Einheit-Dampfbetrieb einzuführen vermag. Erreicht wird dies dadurch, dass ein Wasserdampfkessel und ein mit einem schwerer siedenden 
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 Druck besitzen, beim Feuerungsbetrieb derart hintereinander in den   Feuergasstrom   geschaltet sind. dass die erste Wärme an den Wasserkessel zur Dampferzeugung bzw.

   Wassererwärmung und der Rest. nach   entsprechender Abkühlung   der Feuergase, an den mit dem schwerer siedenden   Stoff gefüllten Speicher-   behälter übergeht. Die an den schwerer siedenden Stoff abgegebene Wärme wird sowohl beim Feuerungsbetrieb als auch beim Speicherbetrieb zum Teil zur Beheizung des Wasserkessels und zum Teil zur Überhitzung des entnommenen Dampfes benutzt. Die vorgesehene Führung der   Feuergase   ist notwendig. um den schwerer siedenden Stoff mild zu beheizen. damit ein Zersetzen desselben und das Ablagern einzelner seiner Bestandteile an den   Heizflächen   vermieden wird. 



   Der Wärmeinhalt eines   Wasserwärmespeichers   ist bekanntlich von der   Temperatur   des Wavers und von dessen Gewicht abhängig ; soll jener gross sein. so erfordert das sonst   grosse, schwere Speicher-   behälter von hohem Druck. 



   Bei der vorliegenden Erfindung erhält im   Gegensatz   hiezu der Wasserkessel höchstens eine der bei Speicherbetrieb verbrauchten Dampfmenge entsprechende Grösse, während der Behälter mit dem schwerer siedenden Stoff, je nach den gewählten physikalischen Eigenschaften des letzteren. selbst bei 
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 Abmessungen mit kleinster Wandstärke und geringstem Gewicht erhalten kann. 



   Verwendet   man z. B. Öl   als schwerer siedenden Stoff, dessen spezifische   Wanne   bekanntlich nur etwa halb so gross wie die des Wassers ist, dann ist dessen Wärmeinhalt, auf das Gewicht bezogen, bei der doppelten Arbeitstemperatur, worunter hier die zwischen der zulässigen höchsten und niedrigsten Speiehertemperatur vorhandene Temperaturdifferenz im Wasserbehälter verstanden ist, etwa so gross wie 
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 speichers für ein Tauchboot ist in beiliegender Zeichnung dargestellt. 



  Fig. 1 zeigt, in Pfeilrichtung gesehen, einen Querschnitt nach 1-1, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den vereinigten Dampferzeuger   und Wärmespeicher.   In Fig. 3 ist eine Ansieht der hinteren Stirn- seite, in Pfeilrichtung gesehen, und in Fig. 4 eine Einzelheit dargestellt. 



   Der ganze lichte   Bootsquerschnitt.   der durch die Wand Z abgegrenzt wird, ist von der Kessel- anlage   ausgefüllt ;   als   Strahlungsflächen   für das Bootsinnere kommen nur noch die beiden Stirnwände in Betracht. Zur Verbindung der durch den Kesselspeicher getrennten Bootshälften ist ein Durchgang X vorgesehen. Die   beiden Wasserdampfkessel-A sind als Dreiflammrohrkessel   mit   Innenfeuerung   aus- gebildet. Der Dampfdruck ist zu 30 Atm., entsprechend 233C Wassertemperatur, gewählt. Der Behälter B, mit Öl als schwerer siedenden Stoff, fÜllt den übrigbleibende Bootsquerschnitt aus.

   Die Wasserdampf- kessel ruhen mit einem   Isolierzwischenraum C   in zylindrischen flammrohrartigen Rohren D im unteren Teil des Ölbehälters, um den Schwerpunkt möglichst tief zu legen. 



   Man muss drei verschiedene Betriebsarten unterscheiden :
1. Feuerungsbetrieb bei Überwasserfahrt, wobei Dampf zum Betriebe einer Dampfkraftmaschine abgegeben wird ;
2. Feuerungsbetrieb zum Aufladen für den Speicherbetrieb bei   Lnterwasserfahrt   : 3. Speicherbetrieb bei   Unterwasserfahrt.   



   An Hand der Zeichnung sollen die drei Betriebsarten beschrieben werden. 



   Die Wasserdampfkessel A werden im ersten Fall durch in den   Flammrohren   E angebrachte Öl- brenner beheizt und erzeugen wie   gewöhnliche   Kessel Dampf. Die Flammrohre werden zur Erzielung grosser   Heizflächen   mit verhältnismässig kleinem Durchmesser ausgeführt und zum   guten Wasserumlauf   mit Querrohren a ausgerüstet, die Feuergase treten nach Verlassen der Flammrohre durch die Rauch- kammern F mit etwa   600-700'nach   den Heizrohren b des   Ölbehälters   B über, beheizen diesen und verlassen durch Rauchfang   (7 und Schornstein Zf   den Kessel bzw. das Boot. Zum Schutze der ersten
Heizflächen im Ölbehälter sind in Fig. 4 im grösseren Massstabe dargestellte Schutzrohre y in die Heiz- rohre b eingesetzt.

   Die an   das 01 übergehende Wärme wird zum Teil   an den Überhitzer   I,   zum Teil an das Speisewasser abgegeben. Die Dampftemperatur wird annähernd auf die   hochstzulässige   Temperatur des Öles gebracht. Die Überhitzerschlangen sind stehend zwischen den   Heizrohren b angeordnet,   u. zw. wird ihnen der Dampf durch mit Schlitzen versehene Dampfentnahmerohre q der Wasserkessel, durch
Leitungen c, Sammelkammern d unten mit   233 C zugefÜhrt   und oben durch Kammern e, Leitungen t und Ventile o mit etwa   340= entnommen, wenn   man eine höchste Öltemperatur von   3500 zulassen darf,   
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 auch durch die Speise wasservorwärmung unten grösser ist als oben, so nimmt auch seine Temperatur von unten nach oben zu.

   Zur Vermeidung zu starker örtlicher Erhitzung der oberen Ölmassen werden 
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   Die Dampferzeugung wird zweckmässig so geregelt, dass man, je nach Bedarf, eine Anzahl der Ölbrenner abstellt. Bei schwacher   Dampferzeugung   wird man nur je ein Flammrohr beheizen. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Feuergastemperatur nach Verlassen des Wasserkessels annähernd die gleiche Temperatur behält, was für die Beheizung des   Ölbehälters   besonders wichtig ist. 



   Die Temperatur der abziehenden Feuergase ist im Mittel etwa   330-3300 : denn in   den oberen Rauchrohren kühlen sie sich durch den zu   überhitzenden   Dampf auf   etwa 4000 und   in den unteren Rohren auf 280-300  ab. Der Überhitzer ist sozusagen ein   Qnerstrom-Flüssigkeitsüberhitzer.   



   Der Wirkungsgrad des Kessels ist bei der vorgesehenen, verhältnismässig niedrigen Abgastemperatur, und da auch die Ausstrahlungsverluste bei dem innigen Zusammenbau sehr gering sind, ein guter. Die Zuführung der Verbrennungsluft wird zweckmässig in bekannter Weise vorgenommen, indem man den ganzen Heizraum unter Druck setzt. 



   Der   Feuerungsbetrieb   zum Aufladen für den Speicherbetrieb, ohne Entnahme von Dampf und ohne Speisung, wird in   ähnlicher Weise vorgenommen,   wie vorstehend geschildert. Das Ventil o ist jetzt geschlossen. Da sich jedoch der Wasserkessel schneller aufheizt als der Ölbehälter, so wird ein Teil der erzeugten Dampfwärme mittels der Überhitzerheizflächen J an das Öl übertragen. Zu diesem Zweck werden Ventile p geöffnet, der Dampf steigt nach den oberen Sammelkammern e, schlägt sich in den Überhitzerschlangen nieder und tritt durch   Kammern d,   Leitungen c nach den'Wasserkesseln als   Kondensat zurück. Auf diese Weie ist die ganze Ölmasse bis auf die dem höchsten Dampfdruck entsprechende Flüssigkeitstemperatur aufzuheizen.

   Zur Steigerung der Öltemperatur auf den höchstzulässigen   

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Betrag, das man   zweckmässig   mit Nachladen bezeichnet, muss man die weitere Beheizung unter   dampe-   entnahme, gegebenenfalls unter Ausschaltung der Überhitzung und Speisewasservorwärmung vornehmen. oder man muss durch eine'andere mild wirkende'Wärmequelle möglichst nur den Ölbehälter beheizen. 



   Beim Speicherbetrieb bei Unterwasserfahrt wird, wie in dem zuerst geschilderten   Betriebszustand   der Dampf durch Entnahmerohre q den Wasserkesseln entnommen und durch   e-d-I-''Leitungen/   und Ventile o zur   Dampfkraftmaschine geleitet. Die Überhitzungswärme wird   dem Ölbehälter entnommen. 



   Um den Dampfdruck im Wasserkessel möglichst lange auf der vollen Höhe zu erhalten, wird   dun. 1t   Leitungen i-, Ventile s-Ventile t in Leitungen m sind geschlossen-das Öl von   Pmnpe      angefügt   und durch   Leitungen ssi und   Ventile b1 nach den Rohrschlangen L des'Wasserkessels gedrückt. von wo es durch Leitungen   M nach   dem Ölbehälter B zurückfliesst. Die Ölwärme wird dabei zur Wasserverdampfung an das Kesselwasser abgegeben. 



     Gewöhnlich   werden bei Speicherbetrieb die Wasserkessel nicht gespeist, sondern der Dampf dem vorhandenen Wasserinhalt entnommen ; muss aber aus irgendeinem Grunde der Speicherbetrieb länger aufrechterhalten werden als der Wasservorrat ausreicht, so kann man auch die Speisung wie bei Feuerungsbetrieb durch   gjr-A-t-k   bewerkstelligen. Bei Verwendung von kaltem Speisewasser lässt sich die Temperatur der unteren Ölschichten bis unter die dem niedrigsten Dampfdruck entsprechende Wassertemperatur herabziehen. 



   Ist der vereinigte Dampfkessel und Wärmespeicher voll aufgeladen und ist weder die   Feuenm   im Betrieb, noch wird Dampf entnommen ein Betriebszustand, der vorkommen kann. wenn man da" U-Boot zur Überwasser-Marschfahrt mit einem Verbrennungsmotor versieht-dann würde bei   ungenügender   Isolierung der Dampfdruck durch   die Wärmeausstrahlung bald heruntergehen. Auch   von 
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 strahlungsflächen sind auf diese Weise vermieden. Ausserdem ist die ganze Anlage, auch der Gang durch den Ölbehälter mit einem unter Luftleere stehenden Behälter 0 umgeben. dessen Wände auf der Innenseite noch mit blanken Strahlungsflächen z bekleidet sind. Die Heizrohre. Verbindungsleitungen usw. sind durch verschliessbare Öffnungen zugänglich.

   Sämtliche Verbindungen zwischen den inneren Behältern und dem kälteren,   unter   Luftleere stehenden Isolationskessel, sowie mit dem Schornstein sind elastisch. 
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 können. 



   Der von den Bootsspanten gebildete Raum P wird als Speisewasserbehälter benutzt. Eine Isoliersehieht Q vermindert weiter den Wärmeverlust. 



   Die heissen Abgase des Verbrennungsmotors werden bei   Überwasserfahrt   mit Vorteil zum Ersatz 
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 von wo sie durch die Heizrohre b nach dem Rauchfang G entweichen. 



   Ist die Wärme der Abgase der   Verbrennungsmaschine grosser   als zur Beseitigung der   Strahlung-   verluste erforderlich ist, was man durch entsprechende Bemessung des   Verbrennungsmotors in   der Hand hat, so kann man diese auch zum Nachladen des Ölbehälters verwenden. 
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 so gut wie ausgeschlossen sind. Wollte man zur Kühlung kalte Frischluft verwenden, so würde damit ein Wärmeverlust verbunden sein. 



   Durch vorliegende Erfindung ist ein vereinigter Dampferzeuger und Wärmespeicher, auch Kesselspeicher genannt, angegeben, den man als die Lösung der Frage des Einheitsdampfkessels   tür Überwasser-   und Unterwasserfahrt von   Untersee-und Tauchbooten   ansehen kann. Die Erfindung lässt sich auch für andere Dampfbetriebe verwenden, in welchen zeitweise ohne Feuerung gearbeitet werden muss. z.   B.   für Lokomotiven, welche zeitweise durch Tunnel oder durch feuergefährliche Strecken fahren. 



    PATENT-ANSPRÜCHE:  
1. Vereinigter Dampferzeuger und   Wärmespeicher   für   Untersee-und Tauchboote   od.   dgl.,   dadurch 
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 od.   dgl.)   gefüllter   Speicherbehälter   beim Feuerungsbetrieb derart in den Feuergasstrom geschaltet sind. dass die erste Wärme an den Wasserkessel und der Rest nach entsprechender Abkühlung der Feuergase an den mit dem schwerer siedenden Stoff gefüllten Behälter übergeht.

Claims (1)

  1. 2. Vereinigter Dampferzeuger und Wärmespeicher nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserkessel, ausser durch die Feuergase, durch den schwerer siedenden Stoff beheizt wird. <Desc/Clms Page number 5>
    3. Vereinigter Dampferzeuger und Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch ekennzeichnet, dass beim Speicherbetrieb ein Teil der im heisseren Stoff aufgespeicherten Wärme zur Überhitzung des entnommenen Dampfes benutzt wird. EMI5.1 welchem der Dampf von unten nach oben strömt.
    5. Vereinigter Dampferzeuger und Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserkessel eine kleine, stark beheizte, und der Behälter mit dem-'chwerer siedenden Stoff eine grosse, mild beheizte Feuergasheizfläehe erhält.
    (i. Vereinigter Dampferzeuger und Wärmespeicher nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feuerungsbetiieb während des Ladens ein Teil der an den Wasserkessel zuviel übertragenen Wärme dem schwerer siedenden Stoff durch Heizschlangen od. dgl., in denen Dampf des Wasserkessels zirkuliert, mitgeteilt wird.
    7. Vereinigter Dampferzeuger und Wärmespeicher nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekenn- EMI5.2 gesetzt wird.
    8. Vereinigter Dampferzeuger und wärmespeicher nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet. dass der Wasserdampfkessel und der mit dem schwerer siedenden Stoff gefüllte Speicherbehähfr EMI5.3 EMI5.4
AT95680D 1916-11-11 1917-10-08 Vereinigter Dampferzeuger und Wärmespeicher für Untersee- und Tauchboote od. dgl. AT95680B (de)

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