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Lokomotiv-Dampfkessel mit Uberhitzer Bei den üblichen Lokomotivkesseln
mit in den Rauchrohren untergebrachten Überhitzerelementen sind die Verbrennungsgase
beim Austritt durch den Schornstein noch 35o bis 4oo° C heiß, so daß eine erhebliche
Wärmemenge verlorengeht. Eine Vergrößerung der Rohrheizfläche unter Absenken der
Rauchgastemperatur würde aber zur Folge haben, daß der Dampf unzureichend überhitzt
wird, so daß er sich beim Eintritt in die Dampfzylinder teilweise niederschlagen
und auch hierdurch wiederum erheblicher Wärmeverlust eintreten würde. Es ist daher
notwendig, die Überhitzerelemente in einer heißeren Zone der Verbrennungsgase anzuordnen,
d. h. hinter dem Überhitzer noch eine weitere Heizfläche unterzubringen.
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Die Verbrennungsgase werden, um sie in vorteilhaftester Meise auszunutzen,
bekanntermaßen im Gegenstrom durchgeleitet, d. h. derart, daß die heißesten Gase
jeweils ihre Wärme auf das heißeste Wasser übertragen. Dabei ergibt sich die Möglichkeit,
die aus den Unterschieden der spezifischen Gewichte bei verschiedenen Temperaturen
sich einstellende Schichtung des Wassers zu verwerten.
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Es sind Bauarten bekanntgeworden, bei denen unter Beibehaltung des
normalen Lokomotivkessels Rauchgasvorwärmer in der Rauchkammer oder außerhalb des
Kessels angeordnet sind. Die erstgenannte Bauart bereitet aber wegen des allmählichen
Zusetzens mit Kesselstein erhebliche Schwierigkeiten und konnte sich daher praktisch
nicht durchsetzen, die z-,veitgenannte Bauart, bei der üblicherweise seitlich des
Langkessels zwei trommelförmige
Vorwärmer angeordnet sind, führt
zu baulichen Verwicklungen der Gesamtanlage, zumal noch Sondermaßnahmen zur Abführung
der Rauchgase erforderlich sind.
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Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der vorstehend geschilderten
Mängel durch möglichst vollkommene Ausnutzung der in den Rauchgasen enthaltenen
Wärme, indem die Wärmeabgabe auf drei aufeinanderfolgende Züge eingeteilt wird.
Der erste geht in der üblichen Weise durch die Rauchrohre des Kessels, in denen
die Überhitzerelemente untergebracht sind. Der zweite Zug führt vorzugsweise durch
Heizrohre im oberen Teil einer ringförmigen, konzentrisch um den Langkessel gebildeten
Kammer und der dritte Zug durch den unteren Teil dieser Kammer. Sodann werden die
Rauchgase durch ein Blasrohr oder ein Saugzuggebläse in bekannter Weise von der
an der Stirnseite des Kessels angeordneten Rauchkammer abgenommen. Die ringförmige
Kammer ist dabei völlig mit Wasser gefüllt und steht unter Kesseldruck. Das Speisewasser
wird am Boden der Ringkammer zugeführt und tritt aus dieser durch ein von der obersten
Stelle der Kammer ausgehendes weites Überlaufrohr in den Hauptkessel über. Bei dieser
Anordnung kann auch ein gesonderter Dampfdom entfallen, indem der Naßdampf dem Langkessel
durch ein in die Ringkammer hineinragendes Schlitzrohr entnommen und dem Überhitzer
zugeleitet wird.
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Zur Entfernung von Flugasche und Lösche hinter dem ersten und zweiten
Zug sind in diesen Teilen der Rauchgasführung Kammern mit schrägen, durch seitliche
Deckel verschließbaren Wänden angeordnet, so daß in einfacher Weise eine Reinigung
vorgenommen werden kann. Da das Wasser in der Ringkammer unter vollem Kesseldruck
steht und somit der zugehörige Teil des Hauptkesselmantels im wesentlichen nur Zugkräfte
zu übertragen hat, so kann er dünn ausgebildet werden. Dadurch werden Gewichtseinsparungen
erzielt.
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Bei einer Bauart nach der Erfindung fallen die Kessel vorteilhafterweise
trotz gesteigerter Leistung und weitestgehender Ausnutzung der Verbrennungsgase,
die bis auf i5o° C und darunter abgekühlt werden können, sehr kurz aus, wodurch
auch die bei langem Kessel infolge der unvermeidlichen Unterschiede der Wärmedehnung
zwischen dem Langkessel und den Feuerrohren auftretenden Schwierigkeiten weitgehend
vermindert werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung mit einem Ausführungsbeispiel schematisch
durch drei Abbildungen dargestellt, von denen Abb. i ein Längsschnitt durch einen
Lokomotivkessel, Abb.2 ein Querschnitt nach Linie a-a der Abb. i und Abb. 3 ein
Querschnitt nach Linie b-b der Abb. i sind. Die Überhitzerelemente in den Rauchrohren
und der Sammelkasten in der Rauchkammer sind fortgelassen, da sie die üblichen Formen
aufweisen.
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Es bedeuten i die Feuerbüchse, 2 die den ersten Zug bildenden Rauchrohre,
3 den oberen Rauchkammerabschnitt, an dem in bekannter Weise die die Überhitzerelemente
enthaltenden Rauchrohre 2 ausmünden und in welchem der überhitzer-Sammelkasten angeordnet
ist, 4 nach Abb.2 und 3 die oberen, den zweiten Zug bildenden Heizrohre und 5 die
unteren, den dritten Zug bildenden Heizrohre. Die Kammer 6 mit den schrägen Wänden
7 und 8 dient zur Ablagerung von Flugasche und Lösche hinter dem dritten Zug. Sie
ist mit seitlichen Deckeln 9 versehen, die zur Entfernung der Ablagerungen abgenommen
werden können. Mit io ist das Blasrohr, mit i i der Schornstein bezeichnet. Das
Wasser befindet sich im Stehkesselmantel 12, im Kesselraum 13 sowie im oberen Teil
14 und unteren Teil 15 des Ringraumes, der durch das schwach gehaltene innere Kesselblech
16, Abb. 2, vom Wasserraum 13 des Kessels getrennt ist. Das Speisewasser wird dein
unteren Teil 15 des Ringraumes durch die Speisepumpe unmittelbar zugeführt und durch
das Überlaufrohr 17, Abb. i, aus dem oberen Teil 14 des Ringraumes in den Wasserraum
13 des Kessels übergeleitet. Der Naßdampf wird dem Kesselraum durch das an seiner
Unterseite geschlitzte Rohr 18 entnommen und dem Überhitzer zugeführt.
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Der Weg der Heizgase verläuft somit von der Feuerbüchse i durch die
Rauchrohre 2 (erster Zug) zum oberen Abschnitt 3 der Rauchkammer, sodann durch die
oberen Heizrohre 4 (zweiter Zug) und anschließend durch die unteren Heizrohre 5
(dritter Zug) zum unteren Abschnitt 6 der Rauchkammer, in dem sich die festen Rückstände
ablagern, von da aus treten die Abgase infolge der Blaswirkung durch den Schornstein
i i hindurch ins Freie.
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Das dem unteren Ringraumteil 15 zugespeiste Wasser strömt vom oberen
Ringraumtei114 dem Wasserraum 13 des Kessels durch das Überlaufrohr 17 zu, der Naßdampf
tritt durch die Schlitze des Dampfrohres 18 und wird von diesem dem Rauchrohrüberhitzer
zugeführt.