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Dampfkesselanlage Die Erfindung betrifft eine Dampfkesselanlage derjenigen
bekannten Art, bei welcher in einem Kanal herausziehbar eine aus Rippenrohren bestehende
nachgeschaltete Verdampferheizfläche unterhalb des Kesselwasserspiegels angeordnet
ist, die vom Rauchgas in nur einem Zuge quer durchströmt und vom Kesselwasser und
-dampf in einem von der Speisewasserströmung unabhängigen Thermosiphonkreislauf
von unten nach oben durchflossen wird, und kennzeichnet sich dadurch, daß sowohl
die im Rauchgaskanal angeordnete Rippenrohrverdampferheizfläche als auch eine dieser
nachgeschaltete und in an sich bekannter Weise gleichartig mit dieser ausgebildete
Vorwärmerheizfläche aus Elementen mit aufwärts gerichteten parallelen Rippenrohren
besteht, deren obere und untere Endlcammern in Einführungsschlitzen des Rauchgaskanals
völlig außerhalb des Rauchgasstromes liegen und deren ebenfalls außerhalb des Rauchgasstromes
liegende Anschlüsse für die zum eigentlichen Kessel und zur Speisewasserpumpe führenden
einfachen Verbindungsrohrleitungen frei zugänglich sind. Die Einzelmerkmale dieser
bekannten Bauart sind an sich bekannt bzw. bilden in einer Teilkombination Gegenstand
der Patentschrift 696 618. Durch die Vereinigung der Merkmale wird zunächst der
Vorteil erreicht, daß auch für moderne Kesselanlagen ein gleichartiger Aufbau für
Verdampferelemente einerseits und Vorwärmerelemente andererseits unter voller Wahrung
der Betriebs-
Sicherheit durchgeführt «-erden kann. Dabei wird bei
beiden Heizflächen die Gefahr des Festsetzens voll Dampfblasen vermieden, welche
bei Elementen aus waagerechten Rohrschlangen bekanntlich zu einem Ausglühen und
Durchbrennen bzw. zu einem Reißen der Rohre führen können. Daher kann bei der Bauart
nach der Erfindung ohne Gefährdung der Betriebssicherheit auch der Vorwärmer
zur Dampferzeugung ausgenutzt werden. Bei Vorwärmern anderer Bauart hat man
bereits vorgeschlagen, diese nicht nur zur Vorwärinung des Speisewassers, sondern
auch zur Dampfbildung heranzuziehen. doch war hierbei nicht unter allen Betriebszuständen
eine sichere Abfiihrung des Dampfes gewährleistet.
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Des weiteren bringt die Erfindung den @-orteil mit sich. daß die gesamte
aus - Verdampferelementen und Vorwärmerelementen bestehende Rippenrohrheizfläche
des Kessel: von dem übrigen Kesselteil losgelöst ist, und zwar derart, daß die Reinigung
und das Herausnehmen erleichtert wird. Infolgedessen kann man die Rohrquerschnitte
und insbesondere die Abstände der Rippen verhältnismäßig klein wählen und dadurch
auf kleinem Raum eine große Heizfläche unterbringen. In den meisten Fällen genügen
wenige Rohrreihen, so daß die Elemente eine geringe Bautieie erhalten und dadurch
Bußbläser od. dgl. leicht zu reinigen sind.
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Es sind Dampfkesselanlagen bekannt, bei welchen im Abzugskanal der
Heizgase mehrere gleichartig aufgebaute Elemente angeordnet sind, die verschiedenen
Zwecken dienen, nämlich der Frischdampfüberhitzung, der Zwischenüberhitzung und
der Vorwärmutig. Bei dieser Bauart, bei welcher alle übrigen 'Merkmale der vorliegenden
Erfindung fehlen, bestehen diese Elemente. die den besonderen Verhältnissen des
Lokomotivbetriebes angepaßt sind, aus schlangenartig geführten waagerechten Glattrohren.
welche Bündel von verhältnismäßig großer Bautiefe bilden. Die Wirkungen und Vorteile
der Erfindung werden bei der bekannten Anordnung, die für große Kesselanlagen ungeeignet
ist, nicht erreicht. Es sind ferner Vorwärmer bekannt. die aus senkrechten parallelen
I'\.ippenrolireii bestehen und die in Schlitzen des Rauchgaskanals herausnehmbar
angeordnet sind, und zwar derart, dar die oberen Sammelkammern außerhalb des Rauchgaskanals
liegen. Ferner ist es bei aus waagerechten Rippenrohren bestehenden Vorwärniern
nicht neu. die Endglieder einschließlich der Anschlüsse außerhalb des Gasstromes
und zugänglich anzuordnen. Bei all diesen bekannten Vorschlägen fehlen die übrigen
.Merkmale der Erfindung. Es ist ein zur Ausnutzung der Abgase einer Gasmaschine
dienender Kleindampferzeuger bekannt, dessen Heizfläche ausschließlich aus waagerechten
und schlangenartig geführten Rippenrohren besteht, von denen der untere Teil als
Verdampfer, der obere Teil als Vorwärmer ausgebildet ist. Das gesamte Rohrsvstein
ist in einem Blechgehäuse angeordnet und mit einer außerhalb des Feuerraums liegenden
Trommel durch eine große Anzahl Rohre verbunden. Die Verbindungskrümmer liegen zwar
wie die Verbindungsanschlüsse außerhalb des Heizgasstromes, doch sind sie nicht
frei zugänglich. Auch sind keine Einführungsschlitze für das Herausheben der Elemente
aus dem Kanal vorgesehen. Infolge der Verwendung waagerechter. schlangenförmig geführter
Rohre treten die Wirkungen und Vorteile der Erfindung nicht ein.
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Im übrigen handelt es sich bei der bekannten Bauart um eine nur für
kleine Kessel in Frage kommende Anordnung, bei welcher im Gegensatz zu der Erfindung
eine Unterteilung der Kesselheizfläche in eine im Feuerraum angeordnete Heizfläche
einerseits und eine im Rauchgaskanal untergebrachte Heizfläche andererseits nicht
vorhanden ist.
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Bei einem Kessel, der ausschließlich aus im Feuerraum angeordneten
Rippenrohren besteht, ist es bekannt, senkrecht gerichtete parallele Rippenrohre
zu verwenden, und -zwar derart, daß unter schlangenförmiger Führung der Rauchgase
die unteren Teile dieser Rohre der Vorwärmung, der mittlere Teil der Verdampfung
und der oberste Teil der L berhitzung dienen soll. Abgesehen davon, daß hierbei
die unteren Sammelglieder im Kesselraum selbst angeordnet sind, handelt es sich
auch hierbei um eine andere Grundanordnung eitles Kessels, bei dem die Voraussetzungen
für die Anwendung der vorliegenden Erfindung fehlen.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Fig. i zeigt eine Kesselanlage im Aufriß: Fig. 2 und 3 zeigen in Seitenriß
und Aufriß in größerem llaßstabe die Aufhängung eines Rippenrohrelementes und veranschaulichen
die Reinigungsmöglichkeit.
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Der Kessel besteht aus einer Strahlungsheizfläche. die aus senkrechten,
den Feuerraum umschließenden Glattrohren i gebildet wird. sowie den im Rauchgaskanal2
untergebrachten Verdampferelementen 3, die durch eilte Rohrleitung 4 all die Trommel
5 und durch eine Rohrleitung 6 an die Trommel 7 des Kessel; angeschlossen sind.
Den Ver-<iampferelementen nachgeschaltet sind Vorwärmereleinente 8, die ebenfalls
durch Rohrleitungen 9 und io mit den Trommeln 5 und 7
des Kessels
verbunden sind. Vor den Verdampferelementen 3 ist in dem Rauchgaskanal ? noch ein
Dampfüberhitzer ii angeordnet.
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Sowohl die Elemente 3 des Verdampfers wie die Elemente 8 des Vorwärmers
sind baulich in der gleichen Weise und unter Einhaltung gleicher Abmessungen ausgebildet.
Diese Elemente bestehen aus geraden, nach aufwärts gerichteten Rippenrohren (vgl.
Fig. 2 und 3), die vom Wasser bzw. Dampf in der Richtung von unten nach- oben durchströmt
werden.
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Für den Aufbau der Verdampferelemente und Vorwärmerelemente sind Rippenrohre
mit engem Querschnitt und kleinem Rippenabstand, z. B. 5 bis io mm, unter gleichzeitiger
Anwendung elliptischer oder tropfenfÖrmiger Rohrquerschnitte benutzt, wodurch sich
hohe spezifische Leistungen bei geringem Widerstand ergeben, derart, daß die Elemente
nur geringe Bautiefen, z. B. Zoo bis 4oo mm, erhalten.
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Die Anordnung und Bemessung der einzelnen Kesselheizflächen ist so
gewählt, daß die Rauchgase mit hoher Temperatur, z. B. 700 bis 8oo° und mehr, aus
dem eigentlichen Kesselraum in den Rauchgaskanal eintreten und die Verdampferelemente
beaufschlagen.
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Dem Vorwärmer wird das kalte Speisewasser durch die Speisepumpe 12
über die Leitung 9 zugeführt. Diese Leitung ist über die Zweigleitung 9a an die
Trommel 5 des Kessels angeschlossen, so daß bei Ausbleiben der Speisewasserzufuhr
Kesselwasser in den Vorwärmer strömen kann. Der Vorwärmer kann gemäß einem älteren
Vorschlag des Patentinhabers durch Anwendung geringer Rippenabstände und kleiner
Wassergeschwindigkeiten (unter o,2 m/Sek.) so ausgebildet sein, daß die Wandtemperatur
an der Eintrittsstelle des kalten Speisewassers über den Taupunkt der Rauchgase
hinaus gesteigert wird, so daß Kondensationen, die zu Anfressungen der Rohre führen,
vermieden werden und eine vorherige Anwärmung des Speisewassers unnötig wird.
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Die im Rauchgaskanal angeordneten Wärmeaustauschflächen sind derart
angeordnet, daß sie in einem einzigen Zuge im Querstrom von dem Rauchgas durchströmt
werden.
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Die Elemente 3 und 8 sind in Schlitzen 13
der Wandungen des
Rauchgaskanals derart angeordnet, daß sie leicht herausgenommen werden können. Die
Endkammern der Elemente sind außerhalb des Feuerraumes so angeordnet, daß sie nicht
mehr im kauchgasstrom liegen. Die Anschlüsse zu den Rohrleitungen sind ebenfalls
leicht zugänglich. Die Lagerung der Elemente 3 und 8 ist in Fig. 2 und 3 in größerem
Maßstabe dargestellt. Die Elemente sind hier an der oberen Kanalabdeckung derart
aufgehängt, daß sie nach oben herausziehbar sind und sich mit der unteren Endkammer
und der angeschlossenen Rohrleitung frei nach unten ausdehnen können. Zu diesem
Zweck legen sich die Rohrböden 14 der oberen Endkammer 15 auf Winkeleisen 16 des
den Schlitz 13 auskleidenden Rahmens 17 auf.
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Die Schlitze 16 sind so bemessen, daß das Blasrohr 18 eines Rußbläsers
von außen her eingeführt werden kann. Die zur Einführung der Blasrohre beiderseits
der Elemente verbleibenden üffnungen werden im Betrieb durch besondere abnehmbare
Deckel i9 verschlossen.