-
Kessel für ortsbewegliche Anlagen. Die Erfindung betrifft einen Kessel
für ortsbewegliche Anlagen, beispielsweise für Lokomotiven, der insbesondere zur
Erzeugung hochgespannten Dampfes bestimmt ist.
-
Zur Erzeugung von Dampf mit einer Spannung, die die jetzt bei ortsbeweglichen
Anlagen üblichem Spannungen übertrifft, also etwa mehr als 16 bis 2o Atm. beträgt,
sind die bei solchen Anlagen bisher üblichen Kesselbauarten, insbesondere die Heizrohrkessel,
nicht geeignet. Wasserrohrkessel kommen für die Erzeugung hochgespannten Dampfes
in erster Linie in Frage. Gegen ihre Verwendungsmöglichkeit bei ortsbeweglichen
Anlagen wird jedoch angeführt, daB eine ganz als Wasserrohrkessel durchgebildete
Kesselanlage nicht die genügende Starrheit und Steifigkeit besitze, um den bei ortsbeweglichen
Anlagen unvermeidlichen Erschütterungen standzuhalten und nicht genügend einfach
im Aufbau und in der Instandhaltung sei.
-
Diese Bedenken werden durch die Erfindung beseitigt, nach der bei
einem Kessel für ortsbewegliche Anlagen an beiden Seiten und oben Dampf- und Wassersammler
oder Behälter so angeordnet sind, daB sie starre Seitenwände und eine ebenfalls
starre obere Wand bilden, die das Innere luftdicht abschließen. Zur Bildung dieser
luftdichten Wände werden die Dampf- und Wasserbehälter unter sich und mit dem Rahmen
der ortsbeweglichen Anlage starr verbunden. Die Dampf- und Wasserbehälter sind über
die ganze Länge des Kessels vom Führerstand bis zur Rauchkammer durchgeführt und
durch Querrohre verbunden, die sich in dem von den Behältern umgebenen Innenraum
kreuzen. Der untere AbschluB dieses Raumes wird, wenn ein Luftvorwärmer in der Rauchkammer
angeordnet
ist, zweckmäßig durch den von diesem Luftvorwärmer unter den Rost führenden Kanal
gebildet, der die vorgewärmte Luft dem Rost zuführt. Die Erfindung bezieht sich
weiter auf die Gestaltung der Feuerbuchse und des Überhitzers.
-
In der Zeichnung ist-ein Ausführungsbeispiel eines Kessels nach der
Erfindung für eine Lokomotive dargestellt.
-
Abb. i ist ein Längsschnitt durch den Kessel.
-
Abb. 2 ist ein Querschnitt durch die Feuerbuchse.
-
Abb. 3 ist ein Querschnitt durch den vor der Feuerbuchse liegenden
Kesselteil.
-
Abb. 4 ist ein Querschnitt durch eine Feuerbuchse abgeänderter Ausführungsform.
-
Abb. 5 ist ein Querschnitt durch den Kessel, ebenfalls in abgeänderter
Ausführungsform. Abb. 6 stellt in größerem Maßstabe Einzelheiten dar.
-
Abb. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, teilweise im Längsschnitt.
-
Die Seitenwände des Kessels werden durch Behälter 2 gebildet, während
die obere Wand durch Behälter 3 gebildet wird, die zweckmäßig größeren Durchmesser
aufweisen als die Behälter 2. Sämtliche als Dampf- bzw. Wassersammler dienende Behälter
2 und 3 gehen vom Führerstand bis zur Rauchkammer durch. Um die nötige Starrheit
im Aufbau des Kessels zu erzielen, sind die Behälter unter sich und mit dem Rahmen
der Lokomotive starr verbunden. Die Verbindung der Behälter unter sich wird im wesentlichen
durch Rohre 4. erzielt, «-elche zwischen je zwei seitliche übereinanderliegende
und auch zwischen die obersten seitlichen und die angrenzenden oberen Behälter sowie
zwischen die oberen Behälter geschaltet sind. Diese verhältnismäßig kurzenZwischenrohre
werden in die Behälterwandungen auf beiden Seiten eingewalzt und zweckmäßig umgebördelt.
Sie sind auf der ganzen Länge der Behälter 2 und 3 in Abständen verteilt, deren
Größe sich nach den gewünschten Verhältnissen, insbesondere des Wasserumlaufs, richtet.
In Abb.6 ist die Verbindung zwischen drei Behältern in größerem Maßstab in zwei
Ausführungsformen dargestellt. Die Verbindung durch die Zwischenrohre .4 würde an
sich schon zur Erzielung der Steifigkeit genügen; um jedoch noch größere Starrheit
im Aufbau und einen luftdichten Abschluß zu erzielen, kann man unter Verwendung
einfacher Mittel die Verbindung zwischen den Behältern verstärken, indem man beispielsweise
nach der in Abb.6 unten gezeichneten Ausführungsform ein Flacheisen 5 zwischen die
Behälter legt und die Rohre 4 durch dieses Flacheisen hindurchführt. Aus diesem
Teil der Abb. 6 ist auch die Umbördelung des Randes des Rohres 4 ersichtlich. Das
Flacheisen 5 wird zweckmäßig so lang wie die Behälter 2 gewählt und an den Stellen,
wo Rohre 4 hindurchgehen sollen, mit Bohrungen versehen. Möglich wäre es natürlich
auch, das Flacheisen 5 in einzelnen Stücken zwischen je zwei Rohre .4 einzulegen.
Es erscheint genügend, wenn das Flacheisen ohne besondere Verbindung mit den Behältern
2 bleibt. Man kann jedoch auch das Flacheisen 5 auf seiner ganzen Länge mit den
Behälterwandungen verschweißen, ebenso wie man die Rohre 4 an der Außenseite der
Behälter 2 mit diesen verschweißen kann. .
-
Die zweite, in Abb.6 oben als Beispiel gezeigte Ausführungsform der
Verbindung zweier Behälter untereinander besteht darin, daß zwischen je zwei Rohre-4
ein Stück hochkant gestelltes Eisen 6 von quadratischem Querschnitt gebracht wird,
das an allen Seiten mit den Behälterwandungen verschweißt wird. Auch hier kann jedes
einzelne Rohr 4 mit den äußeren Behälterwandungen verschweißt u erden.
-
Außer den beiden in Abb.6 gezeichneten Ausführungsformen können natürlich
auch andere geeignete Verbindungen zwischen den Behältern zur Verbessern ig der
Starrheit und Steifigkeit des Aufbaues und zur Erzielung eines luftdichten Abschlusses
gewählt werden. Zum Zusammenhalten der Behälter unter sich und mit dem Rahmen dienen
Bänder 7 aus Winkeleisen oder anderen geeigneten Profileisen, die um die oberen
und seitlichen Behälter gelegt und mit dem Rahmen der Lokomotive verbunden sind.
-
Die seitlichen Behälter 2 sind unter sich und mit den oberen Behältern
3 durch Ouerrohre 8 verbunden, die sich in dein von den Seitenwandungen und der
oberen Wand begrenzten Raum kreuzen. Die Querrohre können beispielsweise nach Abb.
3 so angeordnet und ,erteilt sein, daß je ein Querrohr zur Verbindung zweier seitlichen
Behälter dient, oder sie können nach Abb. 5 so angeordnet sein, claß je zwei Querrohre
8 zwei Behälter verbinden. Wie aus Abb. 3 ersichtlich ist, sind die Rohre bei diesen
Ausführungsformen zum größten Teil völlig gerade, nur die beiden oberen Rohre, die
zur Verbindung zweier Seitenbehälter :2 mit den oberen Behältern 3 dienen, sind
leicht gekrümmt. Um die Rohre 8 reinigen zu können, sind die Behälter 2 außen mit
öffnungen versehen, die mit Deckeln 2o verschlossen sind (Abb.6). Durch diese Öffnungen
werden die Rohre 8 auch eingesetzt und herausgenommen.
-
Wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, wird im Bereich der Feuerbuchse die
Querverbindung der unteren seitlichen Wasserbehälter weggelassen.
Nur
zwei Reihen sich kreuzender Rohre 8, die zwei seitliche Behälter 2 mit den oberen
Behältern 3 verbinden, bleiben bestehen; sie dienen im wesentlichen zum Schutz der
Wandungen der Behälter 3 gegen unmittelbare Einwirkung der Feuergase. Zweckmäßig
ordnet man im unteren Teil der Feuerbuchse eine Wand g aus feuerfestem Werkstoff
an, welche die unten gelegenen seitlichen Behälter :2 vor der unmittelbaren Einwirkung
der Feuergase schützt. Die Teile der Wand y können durch Schrauben o. dgl., die
zwischen zwei unteren Sammlern :2 hindurchgehen, gehalten werden.
-
Bei der abgeänderten Ausführungsform der Feuerbuchse nach Abb. d ist
der Rost tiefer gelegt als bei der Ausführungsform nach Abb. 2. Hier ist auf jeder
Seite der Feuerbuchse eine Gruppe innerer Rohre io angeordnet, die eine geschlossene
Wand bilden und die seitlichen Behälter 2 im Bereich der Feuerbuchse ebenfalls vor
unmittelbarer Einwirkung der Feuergase schützen. Die Rohre io sind zu Wasserkammern
ii herabgeführt, in die weiter Fallrohre 12 münden, welche am andern Ende in die
untersten seitlichen Behälter 2 eingesetzt sind. Auch bei dieser Ausfiihrungsform
sind im übrigen im Bereich der Feuerbuchse nur zwei obere Reihen von Kesselrohren,
8 zurr Schutze der oberen Behälter 3 vorgesehen. Der vor der Feuerbuchse lir-gende
übrige Teil des Kessels kann nach Ab. 3 oder nach Abb. 3 oder in anderer geeigneter
Weise ausgeführt sein.
-
Die untere Begrenzung des von den Behältern 2 und 3 eingeschlossenen
und von Ouerrohren 8 durchsetzten Raumes kann durch eine beliebige Wand gebildet
werden, die so beschaffen sein muß, daß die sich auf ihr ablagernde Lösche sie niclif
durchbrennt, was gegebenenfalls durch zusätzliche Auflagen von Blechplatten weiter
verhindert «-erden kann.
-
Wenn ein Vorwärmen zum Vorwärmen der Verbrennungsluft bei der Lokomotive
oder ortsbeweglichen Anlage anderer Art verwendet wird, wie dies im Ausführungsbeispiel
angenommen ist, kann die untere Begrenzungswand für den genannten Raum durch die
obere Wand des voni Vorwärmen zum Rost führenden Luftkanals gebildet werden. So
ist in Abb. i ein Luftvorwärmer 13 gezeigt, der unterhalb der Rauchkammer und des
vordersten Teiles des Kessels liegt. Vom Vorwärmen 13 führt ein Kanal i¢ zu dem
unter dem Rost 15 befindlichen Raum. Die Begrenzung.für den von denBehältern 2 und
3 eingeschlossenen Raum wird hier also größterrteils durch den Luftkanal gebildet.
Die Luft streicht durch den Luftvorwärmer und den Kanal 14 in Richtung der Pfeile
A, während die Heizgase in Richtung der Pfeile B aus dem Kessel nach unten in den
Luftvorwärmer und dann zum Schornstein strömen. Durch Öffnen von Klappen 2i kann
man den Luftvorwärmer ausschalten; dann strömen die Heizgase unmittelbar aus dem
Kessel in die Rauchkammer.
-
Der Luftvorwärmer könnte natürlich auch in anderer Lage angeordnet
sein, beispielsweise so, daß er ganz in der Rauchkammer liegt - und daß seine Rohre
sich im wesentlichen senkrecht von oben nach unten oder in etwas geneigter Stellung
erstrecken- Dabei kann die Eintrittsöffnung für die Luft am oberen Teil der Stirnseite
der Lokomotive liegen.
-
Der Einbau eines Überhitzers gestaltet sich bei der Kesselbauart nach
der Erfindung sehr einfach. Man kann den Überhitzen so ausführen, daß der Naßdampf
aus den oberen Behältern 3 durch ein Rohr 16 zu einem Naßdampfkasten 17 strömt,
von dem er in Rohrschlangen, 18 -verteilt wird, die in der aus Abb. 3 ersichtlichen
Weise in den Zwischenräumen liegen, die zwischen den sich kreuzenden Ouerrohren
8 frei bleiben. Der überhitzte Dampf strömt aus den Rohrschlangen i8 in die Heizdampfsammelkammer
ig und von dort zur Maschine. Einen Überhitzen der beschriebenen und gezeichneten
Art kann man sehr leicht in der üblichen Weise durch die Rauchkammer ein- und ausbauen.
-
Die in Abb.7 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der
in Abb. i gezeigten zunächst dadurch, daß ein größerer Verbrennungsraum vorgesehen
ist. Dies ist dadurch erreicht, daß der horizontale Teil der Feuerbrücke 40 und
ein Teil der Querrohre 8 dicht hinter der Feuerbrücke weggelassen sind. Der dadurch
um den Raum 21 vergrößerte Verbrennungsraum ist groß genug, um unter allen Umständen
eine gute Verbrennung zu sichern.
-
Bei dieser Ausführungsform ist ferner der Luftkanal 1q. weiter nach
unten verlegt und oberhalb dieses Kanals ein Raum 22 geschaffen, der zum Ablagern
der Lösche dient und aus dem man die Lösche zwecks Wiedergewinnung leicht entfernen
kann. Der Raum 22 kann durch quer zum Kessel angeordnete Blechwände unterteilt sein,
um das Hindurchströmen der Gase von hinten nach vorn zu verhindern. Im Ausführungsbeispiel
sind zwei Wände 23 und 2.4 vorgesehen, die so ausgeführt sind, daß sie die unterhalb
der untersten Behälter 2 verlaufenden Winkeleisen 25 und 26 umschließen und sie
so vor schädlicher Einwirkung der Lösche schützen. Durch Klappen verschlossene Öffnungen
27, 28 und 29 dienen zum Entfernen der Lösche aus dem Raum 22.
Ein
Kessel nach der Erfindung weist gegenüber Kesseln üblicher Bauart wesentliche Vorteile
auf. Die bei letzteren erforderlichen umfangreichen Kesselschmiedearbeiten, wie
z. B. Bördeln der Bleche, Nieten und Verstemmen,. Einsetzen der Stehbolzen und Anker,
fallen bei dem Kessel nach der Erfindung fort. Der Kessel wird daher wesentlich
billiger als Kessel üblicher Ausführung, Nvozu ferner noch der Umstand beiträgt,
daß kein Kupfer verwendet zu werden braucht. Als Querrohre 8 zur Verbindung der
Behälter können gangbare Rohre genommen werden, die nur auf die erforderliche Länge
abgeschnitten und gegebenenfalls nach leichter und einfacher Biegung in die Behälterwandungen
eingesetzt zu werden brauchen. Ebenso können die Rohrstücke q. in einfacher Weise
hergestellt und in den Behälterwandungen befestigt werden. Der Zusammenbau eines
Kessels nach der Erfindung gestaltet sich daher sehr einfach; ein solcher Kessel
ist in allen Teilen leicht zugänglich und bequem zu reinigen.
-
Der Wasserumlauf im Kessel geht in der Weise vor sich, daß im vorderen,
an die Rauchkammer grenzenden Teil des Kessels, wo nur noch eine geringe oder fast
gar keine Dampfentwicklung mehr stattfindet, das Wasser von den Dampfsammlern durch
die Rohre q. und 8 nach unten strömt, während es im hinten gelegenen Kesselteil,
wo eine starke Dampfentwicklung vor sich geht, den umgekehrten Weg nimmt. Das Wasser
strömt durch die Wassersammelrohre 2 von vorn nach hinten und wird im untersten
Sammelrohr 2 den mitgeführten Schlamm ablagern. Die geringe Dampfentwicklung im
vorderen Kesselteil und damit der angegebene Wasserumlauf wird hauptsächlich dadurch
hervorgerufen, daß hier die Temperatur der Heizgase auf ihrem Weg durch den Kessel
am niedrigsten ist. Weiter wirkt in diesem Sinne der Umstand, daß das Speisewasser
vorzugsweise in diesen Teil des Kessels zugeführt wird. Ferner wirkt im gleichen
Sinne die Strömung der Heizgase, die an dieser Stelle des Kessels von oben nach
unten in den Luftvorwärmer strömen.
-
Ruß und Asche können aus dem von den Dampf- und Wassersammlern umschlossenen
Raum durch Blasrohre entfernt werden, die durch zwischen den Behältern 2 und 3 vorgesehene
Öffnungen eingeführt werden oder an anderen Stellen angeordnet sein können. In Abb.
i ist mit 30 ein dicht hinter der Feuerbrücke liegendes Blasrohr bezeichnet.