DE21994C - INNOVATIONS TO COMBUSTION SYSTEMS, IN PARTICULAR FOR STEAM BOILERS - Google Patents

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

Die vorliegenden Neuerungen an Feuerungsanlagen bilden eine Weiterentwickelung der Einrichtungen zur Erzielung .einer möglichst vollkommenen Verbrennung, wie solche in der Patentschrift No. 20504 beschrieben ■ worden sind, und welche im wesentlichen in folgendem bestehen: Erzeugung des Zuges durch einen saugenden Ventilator in Verbindung mit einem Apparat zum Kühlen der Verbrennungsgase vor ihrer Einströmung, in den Ventilator, Einführung der- angesaugten Luft theils unter,. theils hinter dem Rost, besondere Art der Regulirung ,; des Verhältnisses dieser beiden Luftmengen, Erwärmung der hinter dem Rost einzuführenden Luft durch hohle Roststäbe; und Anwendung einer mit Löchern oder Schlitzen versehenen Mauer an Stelle der. gewöhnlichen Feuerbrücke.The present innovations to combustion systems are a further development of the Devices for achieving the most perfect combustion possible, such as those in the Patent No. 20504, and which are essentially described in the following consist: generation of the draft by a suction fan in connection with a Apparatus for cooling the combustion gases before they flow into the fan, introduction the sucked-in air partly under. partly behind the rust, special kind of regulation; of Ratio of these two amounts of air, heating the one to be introduced behind the grate Air through hollow grate bars; and application a wall provided with holes or slits in place of the. ordinary fire bridge.

Die Neuerungen, welche zu den vorgenannten jetzt hinzutreten, bestehen erstens in einer Einrichtung, : welche den Zweck hat, während des Aufschüttens frischen Brennmaterials die durch die geöffnete Feuerthür eintretende Luft von oben nach unten durch die Brennmaterialschicht hindurchzuleiteri und somit auch während dieser Periode . die sonst leicht stattfindende Bildung von Rauch zu verhindern, zweitens in anderweitigen Anordnungen des Kühlers, und drittens in der Verwendung des Abdampfes von Lokomotiven etc., welche mit den Zugbeförderungs-Einrichtungen versehen, sind, sowohl zum Erhitzen des Speisewassers wie.von Luft, die alsdann zur Erwärmung und. zur Ventilation von Räumen dienen kann.The innovations that are now added to the above consist first of all in one Establishment: which has the purpose while of adding fresh fuel Air entering through the open fire door from top to bottom through the fuel layer through and thus also during this period. to prevent the otherwise easy formation of smoke, secondly in other arrangements of the cooler, and thirdly in the use of the Exhaust steam from locomotives etc., which are provided with the train transport facilities, both for heating the feed water and for air, which is then used for heating and. for ventilation of rooms can serve.

Die erste dieser Neuerungen ist in den Zeichnungen durch die Fig. 1, 2 und 3 dargestellt, welche beziehentlich einen Verticalschnitt und einen Horizontalschnitt der Feuerungsanlage sowie die perspectivische Hinteransicht eines Theiles derselben repräsentiren.The first of these innovations is shown in the drawings by FIGS. 1, 2 and 3, which refer to a vertical section and a horizontal section of the furnace as well as represent the perspective rear view of a part of the same.

Die Anlage der Feuerung mit den hohlen Roststäben E, der bis zum Kessel hinaufreichenden und mit den Oeffhungen f versehenen Mauer F,, den zur Regulirung des Lufteintrittes in, die Röststäbe E und die Oeffnungen g dienenden Schiebern h und i und der Verbindung . dieser Schieber unter einander ist übereinstimmen'd mit der in der Patentschrift No. 20504 erläuterten Einrichtung- Auch soll der Zug durch einen saugenden Ventilator in Verbindung mit .eineny--Kühlapparat für die heifsen'Gase....erzeugt -werden.' An Stelle des Ventilators, -würde sich .aber auch eine andere bekannte Luft-Aspirationsvorrichtung verwenden lassen, z. B. "ein/Dämpf blaserohr, wie solches bei Lokomotiven .benutzt wird.; . ..The system of the furnace with the hollow grate bars E, the wall F, which goes up to the boiler and provided with the openings f , the slides h and i serving to regulate the air inlet into, the roasting bars E and the openings g, and the connection. this slide among one another is identical to that in patent specification no. 20504 explained device - the draft should also be generated by a suction fan in connection with .eineny - cooling device for the hot 'gases ....'. Instead of the ventilator, another known air aspiration device could also be used, e.g. B. "a / attenuator blowpipe, as it is used in locomotives .;. ..

Abweichend von der ursprünglichen Anlage befindet sich in der hinteren,Mauer des Aschenfalles, unterhalb des ' Rostes, -. eine ■■; Oeffhung r oder eine Reihe: von Oeffnungen, durch die eine Verbindung zwischen dem Aschenfall und dem ' hinteren Verbrennungsraum L hergestellt wird.· Zwischen dieser- Geffhung rund den oben erwähnten, in der Mauer F befindlichen Oeffnungen / liegt eine Welle s,,.- die eine Klappe K¹ ■. trägt, welche so angeordnet ist, dafs sie je nach ihrer Stellung, nach unten oder nach oben gerichtet, entweder die Oeffnung r oder die Oeifnungen / verdeckt. So lange die Feuerthür geschlossen ist, soll die Klappe JT¹ in ihrer unteren Stellung sein und die Oeffnun-In contrast to the original system, in the back wall of the ash fall, below the 'grate, -. a ■■ ; Opening r or a row: of openings through which a connection is established between the ash fall and the rear combustion chamber L. Between this opening r and the above-mentioned openings in the wall F there is a shaft s ,,. - The one flap K ¹ ■. which is so arranged that, depending on its position, directed downwards or upwards, it covers either the opening r or the openings /. As long as the fire door is closed, the flap JT ^{1 should be} in its lower position and the opening

gen r verschliefsen, damit die Gase ihren Weg durch die Oeffhungen / nehmen. Wenn es aber zur Beschickung des Rostes erforderlich wird, die Feuerthür zu öffnen, so dreht man zugleich die Welle s so, dafs die Klappe K¹ die Oeffhungen/ schliefst, r dagegen frei wird. Gleichzeitig schliefst man, wie dies auch sonst gebräuchlich ist, die Luft-Eintrittsöffnungen zum Aschenfall. Alsdann wird die durch die Feuerthür eintretende Luft nicht wie bei anderen Feuerungen über das Brennmaterial hinwegstreichen, die Verbrennungsgase abkühlen und damit zur Rauchbildung Veranlassung geben, sondern sie wird zunächst durch das frisch aufgeschüttete Brennmaterial und dann durch die darunter liegenden glühenden Kohlen strömen, um sich durch Aufnahme von Kohlenstoff etc. in ein mehr oder weniger verbrennungsfähiges Gas zu verwandeln, welches alsdann durch den Rost, den Aschenfall und die Oeffnung r in die hintere Verbrennungskammer L gelangt, um sich hier behufs vollständiger Verbrennung mit der durch das Innere der Roststäbe E eintretenden Luft zu vermischen. Auf diese Weise soll auch während des Schürens eine rauchfreie Flamme erzielt werden. Nach Schlufs der Feuerthür bringt man die Klappe K¹ wieder in ihre ursprüngliche Lage zurück.
, Die Art der Führung des Zuges, wie sie hier für die Periode der Beschickung des Rostes beschrieben ist, würde sich aber auch constant anwenden lassen. Man hätte zu dem Zwecke nur die Luftöffnungen des Aschenfalles sowie die Oeffhungen/ in der Mauer F ganz zu schliefsen, dagegen Luft-Einströmungsöffnungen in der Feuerthür oder der Vorderwand des Ofens oberhalb des Rostes anzubringen und die Oeffnung r stets unverschlossen zu lassen.gen r so that the gases can find their way through the openings /. If, however, it is necessary to open the fire door in order to load the grate, the shaft s is turned at the same time so that the flap K ¹ closes the openings /, while r becomes free. At the same time, as is usually the case, the air inlet openings for the ash fall are closed. Then the air entering through the fire door will not sweep over the fuel as in other furnaces, cool the combustion gases and thus give rise to the formation of smoke, but will first flow through the freshly poured fuel and then through the glowing coals underneath to get through To convert the absorption of carbon, etc. into a more or less combustible gas, which then passes through the grate, the ash fall and the opening r into the rear combustion chamber L , in order here for complete combustion with the air entering through the interior of the grate bars E. to mix. In this way, a smoke-free flame should also be achieved during stoking. After closing the fire door, the flap K ^{1 is brought} back to its original position.
'The manner of guiding the train, as it is described here for the period in which the grate is being loaded, can also be used constantly. For this purpose only the air openings of the ash fall and the openings / in the wall F would have to be closed completely, whereas air inflow openings would have to be made in the fire door or the front wall of the furnace above the grate and the opening r always left unlocked.

Um bei Anwendung der Klappe K¹ zum Schliefsen der Oeffnungen / während des Schürens die rechtzeitige Verstellung dieser Klappe zu bewirken, kann dieselbe in der durch Fig. 2 und 3 veranschaulichten Weise mit der Feuerthür in Verbindung gesetzt werden. Es sind hier auf das eine Ende der Welle ί zwei Seil- oder Kettenscheiben s¹ unds² oder Segmente solcher gesetzt. Von der Scheibe s² führt ein an ihrem Umfange befestigtes Seil oder eine Kette t über eine Leitrolle zur Feuerthür, während an der Scheibe s¹ mittelst Schnur oder Kette ν das Gewicht w aufgehängt ist. Wird bei dieser Einrichtung die Feuerthür geöffnet, so dreht das Gewicht w die Klappe K¹ nach oben, während umgekehrt beim Schliefsen der Thür der auf die Schnur t ausgeübte Zug die Klappe nach unten verstellt.In order to effect the timely adjustment of this flap when the flap K ^{1 is used} to close the openings / during poking, the same can be connected to the fire door in the manner illustrated by FIGS. 2 and 3. There are two rope or chain pulleys s ^{1 and s 2} or segments of such set on one end of the shaft ί. A rope or chain t attached to its circumference leads from the disk s ² via a guide pulley to the fire door, while the weight w is suspended from the disk s ^{1 by} means of a cord or chain ν. If the fire door is opened with this device, the weight w turns the flap K ¹ upwards, while conversely, when the door is closed, the pull exerted on the cord t moves the flap downwards.

Eine neue Anordnung des Kühlers ist in den Fig. 1 und 4 in Vertical- und Horizontalschnitt dargestellt. Derselbe besteht in diesem Falle aus einer Trommel, innerhalb welcher ein mehrere über einander liegende Windungen bildendes Rohr ζ angeordnet ist. Durch dieses Rohr fiiefst kaltes Wasser, welches bei χ ein-, bei y austritt. Aufserdem kann durch ein Rohr mit Brause o¹ Wasser in fein zertheiltem Zustande in den Kühler eingespritzt werden. Der Ventilator H ist mit dem Apparate bei JT¹, das Gaszuführrohr G mit demselben bei G² verbunden. Diese Anschlufspunkte könnten aber auch niit einander vertauscht werden. Durch die Brause o¹ soll den Gasen nur so viel Wasser zugeführt werden, als diese in Form von Dampf zu absorbiren .vermögen. Dadurch wird einerseits deren Temperatur direct erniedrigt, andererseits werden sie geeigneter gemacht, Wärme an das Kühlrohr ζ abzugeben, da Gas im feuchten Zustande die Wärme besser leitet und ausstrahlt, als wenn es trocken ist. Das Rohr ζ kann mit dem 'Kessel verbunden werden, um demselben vorgewärmtes Speisewasser zu liefern. Behufs äufserer Reinigung des Rohres ζ ist noch ein gelochtes, ringförmiges Rohr o² vorgesehen, durch welches Wasser auf ersteres gespritzt werden kann. Das hierdurch in den Kühler gelangende Wasser wird durch einen Hahn oder Ventil wieder abgelassen.A new arrangement of the cooler is shown in FIGS. 1 and 4 in vertical and horizontal section. In this case, it consists of a drum, within which a tube ζ is arranged, forming a plurality of turns lying one on top of the other. Through this pipe extremely cold water, which enters at χ and exits at y. On Erdem o ¹ can be injected water in finely divided state into the cooler by a pipe with spray. The fan H is connected to the apparatus at JT ¹ , the gas supply pipe G to the same at G ² . However, these connection points could also not be interchanged. Only as much water should be supplied to the gases through the shower o ^{1 as they can absorb in the form of steam.} As a result, on the one hand, their temperature is lowered directly, on the other hand, they are made more suitable to give off heat to the cooling tube ζ , since gas conducts and radiates heat better when it is moist than when it is dry. The pipe ζ can be connected to the 'boiler in order to supply the same preheated feed water. For the purpose of external cleaning of the pipe ζ, a perforated, ring-shaped pipe o ^{2 is also} provided, through which water can be sprayed onto the former. The water that gets into the cooler through this is drained off again through a tap or valve.

Nach Fig. 5, -welche eine praktische Anwendungsform des vorliegenden Systems zur Beförderung der Verbrennung auf die Feuerung eines Lokomotivkessels zeigt, besteht der Kühler einfach aus einem ringförmigen, vor/ oder in der Austrittsöffhung des Ventilators liegenden Einspritzrohr o³, das in geeigneter "Weise, z. B. von dem Tender oder dem Kessel aus, mit Wasser versorgt wird. Auch in diesem Falle soll aus dem Rohr o³ nur so viel Wasser austreten, als durch die heifsen Gase verdampft und mit denselben durch den Ventilator entfernt werden kann. Die Ausströmungsöffnungen des letzteren befinden sich an geeigneten Punkten des Umfanges seines Gehäuses. Dieses Gehäuse bildet eine Fortsetzung der Rauchkammer und ist mit derselben durch ein Scharnier oder in anderer geeigneter Weise derart verbunden, dafs es zur Seite gedreht werden kann, um die Feuerrohrenden freizulegen. Die Betriebsmaschine des Ventilators läfst sich, wie die Figur zeigt, vor dem letzteren anbringen. 'According to Fig. 5, -which shows a practical form of application of the present system for conveying the combustion to the furnace of a locomotive boiler, the cooler simply consists of an annular, in front of / or in the outlet opening of the fan o ³ , which is in a suitable "manner , for example from the tender or the boiler, is supplied with water In this case too, only as much water should emerge from the pipe o ^{3 as} can be evaporated by the hot gases and removed with the same by the fan. The latter's outflow openings are at suitable points around the circumference of its casing. This casing forms a continuation of the smoke chamber and is connected to it by a hinge or other suitable means in such a way that it can be turned to one side to expose the ends of the fire tube The operating machine of the fan can, as the figure shows, be placed in front of the latter.

In Fig. 5 ist zwar die beschriebene Einrichtung zur Aenderung der Zugrichtung während der Beschickung des Rostes nicht angegeben, doch würde dieselbe auch hier Anwendung finden können.In Fig. 5, although the device described for changing the direction of pull is during the loading of the grate is not specified, but the same would also apply here can find.

Durch die Benutzung mechanischer Mittel zur Erzeugung des Zuges bei Lokomotiven an Stelle des bisher angewendeten Abgangsdampfes erzielt man nach Ansicht des Erfinders zwei Vortheile. Einmal gewinnt mail an Arbeit des Dampfes, weil der durch ein verengtes Ausblaserohr hervorgerufene Rückdruck auf die Dampfkolben aufgehoben wird, andererseitsBy using mechanical means to generate the train in locomotives According to the inventor, two places of the exhaust steam previously used are obtained Advantages. Once mail gains work of the steam because of the narrowed exhaust pipe caused back pressure on the steam piston is released, on the other hand

kann der Abgangsdampf für Heizzwecke benutzt, sowie auch condensirt und als Speisewasser zum Kessel zurückgeführt werden.the outlet steam can be used for heating purposes, as well as condensed and as feed water for the Boiler to be returned.

Eine Einrichtung, um in solcher Weise den Abgangsdampf nutzbar zu machen, ist in den Fig. 6 bis io dargestellt. Fig. 6 ist ein theils durchschnittener Grundrifs des Tenders einer Lokomotive; die Fig. 7, 8 und 9 sind Durchschnitte nach den Linien 3-3 bezw. 4-4 und 5-5 der Fig. 6, während Fig. 10 die Lokomotive, den Tender und den Vordertheil eines angehängten Wagens in Seitenansicht zeigt.A device to make the waste steam usable in such a way is in the Fig. 6 to io shown. Fig. 6 is a partially sectioned outline of the tender one Locomotive; 7, 8 and 9 are sections along lines 3-3 respectively. 4-4 and 5-5 of Fig. 6, while Fig. 10 shows the locomotive, the tender and the front part of an attached one Shows the car in side view.

Der Abdampf der Lokomotive strömt durch ein Rohr <z² nach dem Wasserbehälter, Welcher sich in diesem Falle im Tender befindet. Das besagte Rohr mündet in eine Kammer P, durch welche sich der ganzen Länge nach eine Anzahl vorn und hinten offener Röhren c² hindurch erstrecken, die am hinteren Ende mit einem zu dem saugenden Ventilator H^x führenden Kanal d² in Verbindung stehen. Dieser von einer kleinen Dampfmaschine J^x oder in anderer geeigneter Weise getriebene Ventilator saugt Luft durch die Röhren £². Dabei nimmt die Luft Wärme aus dem die Röhren umgebenden Dampf auf, während letzterer sich infolge der durch die Luft bewirkten Abkühlung zum Theil condensirt. Mittelst des Rohres e², welches sich von dem Ventilator aus unter den den Zug bildenden Wagen entlang erstreckt und mit denselben communicirt, kann die erwärmte Luft den verschiedenen Wagenabtheilungen zugeführt werden. Die den einzelnen Wagen angehörigen Theile des Rohres «² müssen unter einander durch biegsame Zwischenstücke verbunden werden.The steam from the locomotive flows through a pipe <z ² to the water tank, which in this case is in the tender. Said tube opens into a chamber P through which a number of tubes c ² , which are open at the front and rear, extend along the entire length and which are connected at the rear end to a duct d ² leading to the suction fan H ^x . This fan, driven by a small steam engine J ^x or in some other suitable manner, sucks air through the tubes £ ² . The air absorbs heat from the steam surrounding the tubes, while the latter partially condenses as a result of the cooling brought about by the air. The heated air can be supplied to the various sections of the car by means of the pipe e ² , which extends from the fan under the cars forming the train and communicates with them. The parts of the tube ² belonging to the individual wagons must be connected to one another by flexible intermediate pieces.

Diese Einrichtung läfst sich auch auf Dampfschiffen anwenden, woselbst der Abdampf der Maschinen gewöhnlich durch einen Einspritzcondensator verdichtet wird.This device can also be used on steam ships, where the exhaust steam is Machines is usually compressed by an injection condenser.

Die Condensationskammer P liegt zwischen zwei Wasserbehältern /² und g², Fig. 7, von denen sich der erstere über, der letztere unter der Kammer befindet. Der obere Behälter/² enthält kaltes Wasser, der untere g² Wasser, welches durch den Abdampf erwärmt worden ist, gemischt mit Condensationswasser. ' Eine geeignete Anordnung, um den Abdampf mit dem Speisewasser in Berührung zu bringen, ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Am hinteren Ende der Kammer P ist ein Raum λ² abgetheilt, dessen Seitenwände zum Einlafs des Abdampfes mit Löchern«² versehen sind. Ferner befinden sich im Boden derKammer#²Oeffnungen/², welche so angeordnet sind, dafs sie eine Verbindung des Wasserbehälters £·² mit demRaume/έ² sowohl wie mit der Kammer P herstellen. In den Raum ä² wird mittelst' eines von dem Behälter /² ausgehenden und mit Brause k² versehenen Rohres Wasser eingespritzt, dessen Menge durch einen Hahn oder ein Ventil regulirt werden kann. Durch dieses Wasser wird der in P unverdichtet gebliebene und durch die Oeffhungen P in den Raum IJ eintretende Abdampf condensirt. Das erwärmte Einspritzwasser fliefst nebst dem in der Kammer P durch Condensation entstandenen Wasser durch die Oeffnungen f in den Behälter g², von wo dasselbe dann zur Speisung des Kessels der Lokomotive entnommen werden kann. Auf diese Weise kann der Abdampf nutzbar gemacht werden sowohl zur Herstellung warmen Speisewassers wie zum Erwärmen von Luft behufs Benutzung derselben zur Heizung und Ventilation. The condensation chamber P lies between two water containers / ² and g ² , FIG. 7, of which the former is above and the latter is below the chamber. The upper container / ² contains cold water, the lower g ² water, which has been heated by the exhaust steam, mixed with condensation water. A suitable arrangement for bringing the exhaust steam into contact with the feed water is shown in FIGS. At the rear end of the chamber P, a space is λ ² abgetheilt whose side walls are provided for the exhaust steam Einlafs with holes. ^"2 Furthermore, there are openings / ² in the bottom of chamber # ² , which are arranged in such a way that they establish a connection between the water container · ² and the room / ² as well as with the chamber P. Water is injected into space ² by means of a ^{pipe which extends from the container 2} and is provided with a shower k ² , the amount of which can be regulated by a tap or a valve. By this water, the non-compression remaining in P and entering through the Oeffhungen P in the space ² Ä exhaust steam is condensed. The heated injection water, together with the water produced by condensation in the chamber P, flows through the openings f into the container g ² , from where it can then be removed to feed the boiler of the locomotive. In this way, the exhaust steam can be used both for the production of warm feed water and for heating air for the purpose of using it for heating and ventilation.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:Patent Claims: An den durch D. R. P. No. 20504 geschützten Neuerungen an Feuerungsanlagen, insbesondere für Dampfkessel, die nachstehenden Abänderungen:At the by D. R. P. No. 20504 protected innovations in combustion systems, in particular for steam boilers, the following changes: ■i. Am hinteren Ende der mit Oeßhungen / versehenen Mauer F, durch welche der Aschenfall mit dem Verbrennungsraum L mittelst der Oeffnung r communicirt, die Einrichtung, zufolge welcher die zum abwechselnden Verschlufs der Oeffnung / und r dienende Zugklappe K¹ mittelst einer über eine Rolle laufenden Kette oder Schnur und ein Gegengewicht von der Feuerthür aus bewegt wird.■ i. At the rear end of the wall F provided with openings / through which the ash fall communicates with the combustion chamber L by means of the opening r , the device according to which the pulling flap K ^1, serving to alternately close the opening / and r, by means of a chain running over a roller or cord and a counterweight is moved from the fire door. 2. In Combination mit dem zur Erzeugung des Zuges dienenden saugenden Ventilator oder anderweitigem Luftaspirator ein Kühler für die dem letzteren zuströmenden Gase, bestehend aus einem Behälter, in welchem sich Wassercirculationsrohre sowie eine Wassereinspritzvorrichtung befinden.2. In combination with the suction fan used to generate the draft or other air aspirator, consisting of a cooler for the gases flowing into the latter from a container in which there are water circulation pipes and a water injection device are located. 3. Die Anordnung des saugenden Ventilators oder Luftaspirators vor der Rauchkammer von Lokomotivkesseln oder anderen ähnlichen Röhrenkesseln in Verbindung mit einer Wassereinspritzvorrichtung, welche vor oder in der Eintrittsöffnung des Ventilators liegt und zur Kühlung der Gase dient.3. The arrangement of the suction fan or air aspirator in front of the smoke chamber of locomotive boilers or other similar tubular boilers in connection with a water injection device, which before or is in the inlet opening of the fan and is used to cool the gases. 4. In Verbindung mit einer Feuerungsanlage, bei welcher der Zug durch einen saugenden Ventilator hervorgerufen wird, die mit Bezug auf Fig. 6 bis 10 beschriebene Vorrichtung zur Condensation von Abgangsdampf sowie zur Erwärmung von Luft und von Speisewasser, bestehend aus einer zur Aufnahme des Abdampfes dienenden Kammer P, aus den in dieser Kammer angeordneten Röhren <r², durch welche mittelst des Ventilators H^x Luft hindurchgesaugt wird aus dem mit Wassereinspritzrohr versehenen Raum Λ² und den beiden Wasserbehältern/² und g². 4. In connection with a furnace in which the draft is caused by a sucking fan, the device described with reference to FIGS serving chamber P, from the tubes <r ² arranged in this chamber, through which air is sucked by means of the fan H ^{x from the space Λ 2} provided with the water injection pipe and the two water tanks / ² and g ² . Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.For this purpose 2 sheets of drawings.