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Überhitzeranordnung für Lokomotiven mit Wasserrohrkessel Es ist bei
Lokomotiven mit Wasserrohrkessel bekannt, den Überhitzer in einem an die Wasserrohrfeuerbüchse
sich anschließenden, durch Wasserrohre gebildeten Heizzug unterzubringen. In diesen
Heizzug wird der Überhitzer vc:n der Seite aus eingesetzt, und zwar entweder in
eine taschenförmige Aussparung der Wasserrohre oder in der Weise, daß die Überhitzerrohre
zwischen den in entsprechendem Abstand angeordneten Wasserrohren hindurchragen.
Der seitliche Einbau der Überhitzer hat zwar den Vorteil, daß die Sammelkästen gut
zugänglich sind und daß sich das Ein- und Ausbauen des Überhitzers bequem vornehmen
läßt. Andererseits macht es aber Schwierigkeiten, die Feuerkammer nach der Seite,
von der aus der Überhitzer eingesetzt ist, gasdicht und wärmedicht abzuschließen;
ferner geht auch Raum für die Unterbringung von Verdampferheizfläche verloren. Diese
Nachteile werden vermieden, wenn man den Überhitzer, wie es bei Lokomobilen bekannt
ist, von unten her in den Heizzug einsetzt, weil dann die seitlichen Wasserrohrwände
ohne Unterbrechung durchgeführt werden können. Wenn trotzdem der Einbau des Überhitzers
von unten bisher nicht zur Ausführung gelangt ist, so dürfte dies vor allem darauf
zurückzuführen sein, daß die Radachsen im Wege sind.
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Durch die Erfindung werden alle die vorerwähnten Schwierigkeiten beseitigt.
Sie besteht darin, daß die Überhitzerrohre, die sich durch den auf die Wasserrohrfeuerbüchse
folgenden, durch Wasserrohre gebildeten Heizzug erstrecken, mit am Boden des Heizzuges
liegenden Sammelkästen zu Überhitzergruppen von solchen Abmessungen zusammengefaßt
sind, daß jede Überhitzergruppe zwischen den Radachsen und den Längsträgern des
Rahmens nach unten ausgebaut werden kann. Die Sammelkästen werden vorteilhaft als
quer zum Rahmen liegende Hohlbalken ausgebildet. Bei dieser Ausführung erhält der
Überhitzer ohne weiteres die erforderliche Quersteifigkeit; auch kann in einfachster
Weise die Schaltung der Gruppen so erfolgen, daß der Dampf im Gegenstrom zu den
Heizgasen strömt. Gegebenenfalls können die Sammelkästen aber auch in der Längsrichtung,
also parallel zum Rahmen liegen; sie werden dann durch Querschienen gegeneinander
versteift. Zur Auflagerung der Sammelkästen dienen erfindungsgemäß am Längsrahmen
der Lokomotive abgestützte Trageisen, auf denen die über einer Radachse liegende
Überhitzergruppe zum Ausbauen in der Längsrichtung des Rahmens verschoben werden
kann.
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Auf der Zeichnung ist in Fig. z ein Längsschnitt durch die Lokomotive
mit einer Ausführungsform der neuen Überhitzeranordnung dargestellt. Fig.2 ist ein
Querschnitt nach Linie II-II der Fig. x. Fig. 3 zeigt die Überhitzeranordnung nach
Fig. z in größerem Maßstab, und Fig. q. ist eine zugehörige Ansicht von unten gegen
den Überhitzer. Fig. 5 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Überhitzeranordnung
in einer der Fig. 3 entsprechenden Ansicht. Fig. 6 ist ein waagerechter Schnitt
nach
Linie VI-VI der Fig. 5 und Fig. 7 ein senkrechter Querschnitt nach Linie VII-VII
der Fig. 5.
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Für die Erfindung ist es unwesentlich, ob die Dampferzeugung in der
Lokomotive durch mittelbare oder unmittelbare Beheizung des Wasserinhaltes der Kesseltrommel
erfolgt. Bei der in der Zeichnung dargestellten Lokomotive wird die Kesseltrommel
mittelbar beheizt.
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Die Verdampferrohre des Wasserrohrkessels, in denen der Heizdampf
zur mittelbaren Beheizung der Kesseltrommel i erzeugt wird, umgrenzen die Feuerbüchse
und einen sich an die Feuerbüchse anschließenden Heizzug. In dem hinteren Teil des
Heizzuges sind außer den die Seitenwandungen bildenden Verdampferrohren 2 noch Verdampferrohre
3 vorgesehen, die über den Querschnitt des Heizzuges verteilt sind. In dem vorderen
Teil des Heizzuges sind nur seitliche Verdampferrohre q vorhanden, da hier die Überhitzer
in den Heizzug eingebaut sind. Die Verdampferrohre der Feuerbüchse und des sich
anschließenden Heizzuges sind mit ihren unteren Enden an Wasserbehälter 5 und mit
ihren oberen Enden an Zwischenbehälter 6 angeschlossen. Mit 8 sind Fallrohre bezeichnet,
welche die Zwischenbehälter 6 mit den Wasserkammern 5 verbinden und außerhalb der
durch die Verdampferrohre gebildeten dichten Rohrwandungen liegen. Von den Zwischenbehältern
6 gelangt der Heizdampf in Heizkörper g, die im Wasserraum der Trommel i liegen.
Das durch die Wärmeabgabe in den Heizkörpern g aus dem Heizdampf sich bildende Kondensat
wird durch Leitungen io und ii (Fig. x) in die unteren Wasserkammern 5 zurückgeleitet.
Hinter den Überhitzern folgt im Zuge der zur Rauchkammer 12 strömenden Rauchgase
ein Rauchrohrspeisewasservorwärmer 13, von dem aus das vorgewärmte Speisewasser
in die Kesseltrommel i gefördert wird. Die hierfür erforderlichen Einrichtungen
sind nicht dargestellt, weil die Anordnung des Speisewasservorwärmers, ebenso wie
die Art der Beheizung der Kesseltrommel, für das Wesen der Erfindung, die sich lediglich
auf die Überhitzeranordnung bezieht, unerheblich ist.
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Der dargestellte Überhitzer ist in drei Gruppen unterteilt. Jede Überhitzergruppe
besteht aus zwei Sammelkästen und zwischen diesen Sammelkästen eingeschalteten Rohrschleifen.
Die Sammelkästen i4., 15 mit den Rohrschleifen 16 (vgl. Abb. 3) bilden die mittlere
Überhitzergruppe, die Sammelkästen 18, ig mit den Rohrschleifen 2o die hintere Gruppe
und die Sammelkästen 21, 22 mit den Rohrschleifen 23 die vordere Gruppe. Die Sammelkästen
liegen am Boden des nach unten offenen Heizzuges und haben die Form von hohlen Querbalken,
welche sich quer zu den Längsträgern 7,4 des Lokomotivrahmens erstrecken. Von den
Sammelkästen erstrecken sich die Rohrschleifen durch den Heizzug nach oben, und
zwar entweder als einfache Rohrschleifen wie bei der vorderen und hinteren Gruppe,
oder als Mehrfachschleifen wie bei der mittleren Gruppe. Die Sammelkästen ruhen
mit ihren seitlichen Enden auf Winkelschienen 25, mit denen sie durch Schrauben
verbunden sind. Die in der Längsrichtung unterteilten Winkelschienen 25, Abb. 2,
sind an durchlaufenden Stützschienen 26 angeschraubt, die auf je einer Gleitschiene
27 des Rahmenlängsträgers 2q. ruhen. Die Stützschienen 26 sind durch Streben 28
an der Kesseltrommel i befestigt, die auf diese Weise mittels des aus den Stützschienen
26 und den Streben 28 bestehenden Stützgerüstes auf dem Lokomotivrahmen ruht. Tritt
infolge Erwärmung eine Längendehnung ein, so kann durch Gleiten der Stützschienen
26 auf -den Gleitschienen 27 eine Längsverschiebung der abgestützten Teile gegenüber
dem Lokomotivrahmen stattfinden.
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Die mittlere und die hintere Gruppe des Überhitzers sind hintereinandergeschaltet.
Zu diesem Zwecke ist der Sammelkasten 15 der mittleren Gruppe mit dem Sammelkasten
18 der hinteren Gruppe durch einen Brückenkasten 30 verbunden. Der in der Kesseltrommel
i erzeugte Dampf gelangt durch eine Leitung 31
in den Sammelkasten 1q. der
mittleren Überhitzergruppe, strömt durch die parallel geschalteten Rohrschleifen
16 zum Sammelkasten 15, von diesem durch den Brückenkasten 30 in den Sammelkasten
18 der hinteren Gruppe, durchströmt deren parallel geschaltete Rohrschleifen 2o
und gelangt schließlich in hocherhitztem Zustand in die Sammelkammer ig der hinteren
Gruppe, von der aus er durch eine Leitung 32 zu den Hochdruckzylindern der Maschine
geführt wird. Der Abdampf der Hochdruckzylinder wird durch eine Leitung 33 in den
Sammelkasten 21 der vorderen Überhitzergruppe eingeführt und strömt durch deren
Rohrschleifen 23 zur Sammelkammer 22, von welcher er durch eine Leitung 34 zu den
Niederdruckzylindern geht.
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Nach unten ist der die Überhitzer enthaltende Teil des Heizzuges durch
einen mit Aschfallklappen 36 versehenen Aschkasten 35 abgeschlossen. Die von den
Heizgasen mitgeführten festen Teile, Asche und Lösche, die sich im Heizzuge abscheiden,
können durch die Zwischenräume zwischen den Überhitzerteilendurchfallen. Die Überhitzer
werden von unten her in den Heizzug eingebaut. Ebenso erfolgt das Ausbauen von unten.
Zu diesem Zweck werden der Aschenkasten 35 . und die unterhalb des Überhitzers liegenden
Rohrleitungen abgenommen. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Abmessungen
der vorderen und hinteren Überhitzergruppe so gewählt, daß sie
ohne
weiteres zwischen den Längsträgern des Lokomotivrahmens und neben der Radachse 37
vorbei nach unten hreausgenommen werden können, nachdem die entsprechenden Teile
der Winkelschienen 25 von den Stützschienen 26 losgeschraubt worden sind. Um auch
die mittlere Gruppe ausbauen zu können, muß sie zuvor in der Längsrichtung des Rahmens
verschoben werden. Ist also beispielsweise die hintere Überhitzergruppe ausgebaut
worden, so wird zunächst die Verbindung der Sammelkästen 14 und 15 der mittleren
Gruppe mit den Winkelschienen 25 gelöst; dann wird diese Überhitzergruppe auf den
Winkelschienen 25 so weit nach hinten geschoben, bis der Sammelkasten 14 nicht mehr
über der Radachse liegt. Schließlich werden die in Frage kommenden Teile der Winkelschienen
25 von den Stützschienen 26 abgeschraubt, worauf die mittlere Überhitzergruppe an
der Radachse 37 vorbei nach unten zwischen den Längsträgern 24 des Lokomotivrahmens
herausgezogen werden kann.
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Die in den Fig.5 bis 7 dargestellte Überhitzeranordnung unterscheidet
sich von der beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß die Sammelkästen der Überhitzergruppen
nicht quer, sondern parallel zu den Längsträgern 24 des Lokomotivrahmens liegen.
Dementsprechend verlaufen die Rohrschleifen 38 der Überhitzer in Querebenen. Die
Überhitzer sind ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel in drei Gruppen unterteilt.
Die Abmessungen der Gruppen sind so gewählt, daß ein Ausbauen jeder Gruppe nach
unten erfolgen kann, ohne daß es erforderlich wäre, die Radachse 37 herauszunehmen.
Die vordere und die hintere Überhitzergruppe können, wie die Zeichnung zeigt, ohne
weiteres an der Radachse 37 vorbei bewegt werden. Die mittlere Überhitzergruppe
muß zunächst erst in der Längsrichtung verschoben werden. Um den Überhitzern die
nötige Quersteifigkeit zu geben, sind die einander gegenüberliegenden Sammelkästen
40, 41, 42 der drei Gruppen durch Querstreben 44 versteift. Die Abstützung der Sammelkästen
der Überhitzer an den Längsträgern 24 des Lokomotivrahmens entspricht genau der
oben beschriebenen Ausführungsform mit den querliegenden Sammelkästen. Die entsprechenden
Teile, die Winkelschienen 25, die Stützschienen 26 und die Gleitschienen 27, sind
deshalb in den Fig.5 bis 7 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in den
Fig. z bis 4.
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Um den Dampf im wesentlichen im Gegenstrom zu den Heizgasen zu führen,
sind in den Sammelkästen 40, 41, 42 der Überhitzergruppen Zwischenwände 45, 46,
47 vorgesehen, so daß die Rohrschleifen dieser Gruppen nicht sämtlich parallel,
sondern gruppenweise hintereinandergeschaltet sind. Im übrigen ist die Art der Dampfführung
durch die Überhitzer für die Erfindung unwesentlich. Ebenso kann die Unterteilung
in Gruppen in beliebiger zweckentsprechender Weise vorgenommen werden. Beispielsweise
könnte die Anzahl der Gruppen größer als drei sein. Die Gruppen würden dann in gewünschter
Weise hintereinandergeschaltet werden, wie bei der Ausführung nach den Fig. z bis
4 die mittlere und die hintere Überhitzergruppe durch einen Brückenkasten 30 und
bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bis 7 die mittlere und die hintere Gruppe
durch einen Brückenkasten 48 hintereinandergeschaltet sind. Die einzelnen Gruppen
des Überhitzers können je nach den vorliegenden Betriebsverhältnissen für die Überhitzung
des Frischdampfes oder für die Wiedererhitzung des Dampfes, der bereits in einer
Maschinenstufe Arbeit geleistet oder als Heizdampf in einem Wärmeaustauscher gedient
hat, benutzt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 bis 7 ist angenommen,
daß der durch die Leitung 49 vom Kessel kommende Frischdampf in der mittleren und
der mit ihr verbundenen hinteren Gruppe überhitzt wird. Dieser noch überhitzte Frischdampf
kann, abweichend vom Ausführungsbeispiel der Fig. z bis 4, nicht unmittelbar zur
Maschine geführt werden, sondern als Heizdampf für einen Zwischenüberhitzer Verwendung
finden. Demgemäß bezeichnet 50 eine von der hinteren Überhitzergruppe zum Zwischenüberhitzer
führende Leitung. In dem nicht dargestellten Zwischenüberhitzer, der beispielsweise
in der Rauchkammer eingebaut sein kann, wird der von der Hochdruckstufe der Maschine
kommende Abdampf durch den hoch überhitzten Heizdampf mittelbar beheizt. Der Heizdampf
wird vom Zwischenüberhitzer durch die Leitung 51 zur vorderen Überhitzergruppe zurückgeleitet
und in dieser hochüberhitzt. Der wieder überhitzte Dampf geht dann durch die Leitung
52 zur Hochdruckstufe der Maschine.