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Dampferzeuger, insbesondere ortsbeweglicher Dampferzeuger Die Erfindung
betrifft einen insbesondere ortsbeweglichen Dampferzeuger, bei dem der mit einer
Strahlungsheizfläche ausgekleidete und mit einer Rostfeuerung versehene Feuerraum,
der Ausbrennraum und der Rauchgaszug in einer waagerechten Achse hintereinander
angeordnet ist.
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Derartige Dampferzeuger, die bei ortsbeweglichen Kraftanlagen bekannt
sind, haben den Mangel, daß der Ausbrennraum verhältnismäßig geringe Abmessungen
hat und somit einen vollständigen Ausbrand der Kohle keineswegs gewährleistet.
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Dies gilt auch für die bekannten Dampferzeuger, bei denen das den
Feuerraum oberhalb des Rostes umschließende, quer zur vertikalen Rostlängsebene
geführte Verdampferrohrsystem über den sich anschließenden Ausbrennraum zum Rauchgaszug
hin fortgeführt ist.
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Bei stationären Kesseln mit Vorfeuerung ist es auch bekannt, den Feuerraum
hinten durch mehr oder weniger senkrechte Verdampferrohre zu begrenzen.
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An sich ist es ferner bei Lokomotivkesseln nicht neu, parallel zur
Kesselmittelachse verlaufende Sammler zur Aufnahme des im Rohrsystem des Ausbrenn-
und Feuerraumes erzeugten Dampfes anzuordnen.
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Der Erfindung liegt im Hinblick auf die an erster Stelle erwähnten
Dampferzeuger die Aufgabe zugrunde, bei geringen Kesselabmessungen,
insbesondere
in der Höhe, einen guten Ausbrand der Kohle zu erzielen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
daß das den Feuerraum oberhalb des Rostes umschließende, quer zur vertikalen Längsebene
des Rostes geführte, strahlungsbeheizte Verdampferrohrsystem in an sich bekannter
Weise über den sich anschließenden Ausbrennraum zum Rauchgaszug hin fortgeführt
und dabei von der Höhe des Rostes bis unter die Rostfläche in ihrer gedachten Verlängerung
geführt wird.
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Es ergibt sich hieraus ohne Vergrößerung der Kesselaußenabmessungen
eine Vergrößerung der Heizfläche; eine Vergrößerung des Ausbrennraumes und eine
Verringerung der Rauchgasgeschwindigkeit bis zum Eintritt in die Berührungsheizfläche,
was sich ebenfalls günstig auf das Ausbrennen auswirkt.
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Die Vergrößerung der Heizfläche wird zudem auch dadurch erreicht,
daß der Boden des Ausbrennraumes ebenfalls mit strahlungsbeheizten Rohren ausgekleidet
ist.
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Zur Durchwirbelung der Rauchgase und zur Abschirmung des Feuerraumes
gegen den Ausbrennraum sind gegeneinander versetzte, senkrecht verlaufende Steigerohre
vorgesehen, die von einem waagerechten Sammler ausgehen, in den die den Boden des
Ausbrennraumes auskleidenden Rohre einmünden.
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Um trotz der Raumbeschränkung eine übersichtliche Rohrführung zu erhalten,
ist das Rohrsystem des Ausbrennraumes und des Feuerraumes dampfseitig an einen parallel
zur Dampferzeugermittelachse verlaufenden Sammler angeschlossen, und es ist über
dem Ausbrennraum und den beiderseits anschließenden Kesselteilen zur Dampfaufnahme
ein sich in der Dampferzeugerlängsachse erstreckendes, rahmenartig gestaltetes Trommelgebilde
angeordnet.
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Zudem ist vorteilhafterweise die Wasserzu- und Dampfabführung der
strahlungsbeheizten Verdampferfläche des Ausbrennraumes von der an sie anschließenden
berührungsbeheizten Verdampferfläche getrennt.
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In der Zeichnung ist beispielsweise ein ortsbeweglicher Dampferzeuger
dargestellt, bei dem die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Neuerungen benutzt sind.
Es zeigt Abb. i einen Auf riß, Abb: 2 einen Längsschnitt, Abb. 3 eine Draufsicht,
Abb. 4 einen Querschnitt durch den Feuerraum, Abb. 5 einen Querschnitt durch den
berührungsbeheizten Verdampferteil des Rauchgaszuges und Abb. 6 einen Querschnitt
durch den hinteren Teil des Rauchgaszuges.
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Der Feuerraum i des auf einem Eisenbahnfahrgestell untergebrachten
Dampferzeugers ist mit einem Wanderrost 2 versehen und an den Seitenwänden und an
der Decke mit strahlungsbeheizten Verdampferrohren 3 ausgekleidet. Diese sind, wie
aus Abb.4 ersichtlich, mit ihren unteren Enden an Sammler 4 und mit ihren oberen
Enden an einen in der Mittelachse des Feuerraumes i liegenden oberen Sammler 5 angeschlossen.
Die Kesseltrommel besteht aus zwei parallel zu der Längsachse des Feuerraumes liegenden
Trommeln 6, die, wie Abb. 3 zeigt, 'an ihren Enden durch querliegende kurze Trommelstücke
7 zu einem geschlossenen Rahmen zusammengesetzt sind. Der mittlere Sammler 5 -ist
durch Überströmrohre 8 mit den beiden Längstrommeln 6 verbunden, und zwar sind die
zu der rechten und linken Längstrommel 6 führenden Überströmrohre 8 gegeneinander
versetzt. Von den tiefsten Stellen der beiden Längstrommeln 6 führen Fallrohre 9,
die hinter den Strahlungsrohren 3 liegen und dadurch vor der Beheizung geschützt
sind, zu dem unteren Sammler 4. Die Fallrohre 9 sind, wie aus Abb. 2 ersichtlich,
gleichmäßig über die ganze Länge der unteren Sammler 4 verteilt, es werden daher
sämtliche strahlungsbeheizten Verdampferrohre 3 gleichmäßig mit Wasser versorgt.
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Der Feuerraum i setzt sich in einem Ausbrennraum io fort, der an den
Seitenwänden und an der Decke in gleicher Weise wie der Feuerraum i mit den Rohren
3 ausgekleidet ist, deren mittlerer Sammler 5 sich über die gesamte Länge des Feuerraumes
i und des Ausbrennraumes io erstreckt und ebenso wie im Bereich des Feuerraumes
i auch im Bereich des Ausbrennraumes io durch die Überströmrohre 8 mit den beiden
Längstrommeln 6 verbunden ist. Der Boden des Ausbrennraumes io ist geneigt, so daß
sich der um die Höhe des Wanderrostes 2 verringerte lichte Querschnitt des Feuerraumes
i in Richtung der Rauchgasströmung allmählich auf den Querschnitt des anschließenden
Rauchgaszuges i i vergrößert. Der Boden des Ausbrennraumes io ist mit Verdampferrohren
12 ausgekleidet, die mit ihren vorderen Enden an einen querliegenden Sammler 13
und mit ihrem hinteren Ende an einen querliegenden Sammler 15 angeschlossen sind.
Die unteren Enden der die Seitenwände des Aüsbrennraumes io auskleidenden Verdampferrohre
3 sind an schrägliegende Sammler 14 angeschlossen, die die Fortsetzung der waagerecht
"verlaufenden unteren Sammler ¢ des Feuerraumes i bilden. Der vordere Quersammler
13 für die Bodenrohre 12 des Ausbrehnraumes io ist mit den beiden Längstrommeln
6 durch senkrechte Rohre 46 verbunden; diese sind in zwei gegeneinander versetzten
Reihen geführt und grenzen den Feuerraum i gegen den Ausbrennraum io ab.
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Die unteren Sammler 14 für den Ausbrennraum io werden in gleicher
Weise wie die Sammler 4 des Feuerraumes i durch die von den beiden Längstrommeln
6 ausgehenden Fallrohre 9 mit Wasser versorgt. Der am tiefsten liegende Quersammler
15 für die unteren Enden der Bodenrohre 12 erhält - sein Wasser durch die Fallrohre
16, die in ihrem senkrecht verlaufenden Teil zwischen den Fallrohren 9 liegen und
in ihrem unteren Teil waagerecht abgebogen sind, um gleichmäßig über die ganze Länge
in dem Quersammler 15 zu münden, wie aus Abb. 2 ersichtlich ist.
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Der an den Ausbrennraum- 1o anschließende Teil des waagerechten Rauchgaszuges
i i enthält eine berührungsbeheizte
Verdampferheizfläche 17, die
aus mehreren Reihen senkrechter an Sammelrohre 18 angeschlossenen Reihen von V erdampferrohren
besteht. Einen Querschnitt durch die Verdampferheizfläche 17 zeigt Abb. 5. Es ist
hieraus zu ersehen, daß die Sammelrohre 18 einen geschlossenen Rahmen bilden und
in ihrem unterenTeil durch die von der tiefsten Stelle der Längstrommel 6 ausgehenden
Fallrohre i9 mit Wasser gespeist werden, während von dem oberen waagerechten Teil
der Sammelrohre 18 die zu den beiden Längstrommeln 6 führenden Überströmrohre 2o
ausgehen. Die Anzahl der Verdampferrohre 17 nimmt in Richtung der Rauchgasströmung
zu, wobei am Anfang des Rauchgaszuges die geringste Rohrzahl vorhanden ist, um einen
großen Durchtrittsquerschnitt für die noch wenig abgekühlten Rauchgase zu erhalten.
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An den Verdampferteil 17 schließt sich der Überhitzer 21 an, hinter
<dem der aus zwei Rohrgruppen bestehende Speisewasservorwärmer 22 angeordnet
ist. Ein Querschnitt durch den letzteren ist in Abb. 6 dargestellt. Der Abschluß
des Rauchgaszuges i i wird durch ein Saugzuggebläse 23 gebildet, das mit einem abnehmbaren,
vorzugsweise aus einzelnen Ringen zusammengesetzten Schornstein verbunden wird,
um die Schornsteinhöhe je nach den Erfordernissen ändern zu können.
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Sämtliche Teile des Dampferzeugers sind, wie aus den Ouerschnittszeichnungen
der Abb. q. bis 6 ersichtlich ist, innerhalb des vorgeschriebenen Eisenbahnprofils
untergebracht, und zwar auch sämtliche Armaturen, Verbindungsleitungen usw. Das
Speisewasser wird in den Eintrittssammler 24. des Speisewasser-Vorwärmers durch
das Rohr 25 geleitet, das über das Absperrventil 26 und das Rückschlagventi127 an
das Regelventil 28 angeschlossen ist. Dieses steht durch das Rohr 29 mit
einem über der ganzen Länge des Dampferzeugers parallel zu dessen Längsachse verlaufenden
Rohr 30 in Verbindung, dessen beide, an den Stirnseiten des Kesselwagens
liegende Enden mit einem Flansch zum Anschluß der Speisewasserzuführungsleitung
versehen sind. Auf diese Weise kann die Zuführung des Speisewassers von beiden Enden
des Kesselwagens vorgenommen werden, und man hat in der Aufstellung der gleichfalls
ortsbeweglichen Wasseraufbereitungsanlage freie Hand. Die durchgehende Leitung
30 verläuft, wie aus der Aufrißzeichnung der Abb. i ersichtlich ist, oberhalb
des Feuerraumes in dem Raum zwischen diesem und der Trommel 6. An der anderen Seite
des Kesselwagens verläuft parallel zu der Speisewasserleitung 3o die Heißdampfleitung
31, die die Entnahme des Heißdampfes an beiden Enden des Kesselwagens gestattet.
Die Heißdampfleitung 31 ist über den Heißdampf schieber 32 und das Rohr 33 mit dem
Austrittssammler 34. des überhitzers 17 verbunden, dessen Eintrittssammler 35 ebenso
wie der Austrittssammler 36 des Speisewasservorwärmers 22 an der Seitenwand des
Rauchgaszuges i i in senkrechter Richtung angeordnet ist und in seinem durch die
Decke des Rauchgaszuges geführten Teil waagerecht umgebogen ist. An diesen waagerechten
Teil der beiden Sammler 35, 36 sind die symmetrisch liegenden mehrfach gekrümmten
Verbindungsrohre 37 zum Dampfraum und 38 zum Wasserraum der Quertrommel 7 angeschlossen.
Durch die symmetrische Anordnung der Verbindungsrohre 37 des Überhitzers und 38
des Speisewasservorwärmers wird bei guter Raumausnutzung eine hohe Elastizität der
Rohre sowie eine gleichmäßige Verteilung des Dampfes bzw. Wassers erreicht.
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Die Stirnseite des Feuerraumes i ist von strahlungsbeheizten Verdampferrohren
39 bekleidet, die mit ihren oberen Enden an die vordere Obertrommel 7 und mit ihren
unteren Enden an einen Sammler q.o angeschlossen sind, der durch die Füllrohre q
i sein Wasser aus der Tromme17 erhält. Vor der Stirnseite des Feuerraumes befindet
sich der Brennstoffaufgabetrichter 4.2, durch dessen oberen Teil die Verbindungsrohre
43 des Wasserstandsanzeigers 4.4. hindurchgeführt sind. Der an der Stirnseite des
Wagens befindliche Bedienungsraum 4.5 ist genügend groß bemessen, um einer Aufnahme
der Schalt- und Überwachungsanzeigevorrichtung zu dienen.
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Der vorstehend beschriebene Dampferzeuger arbeitet mit Naturumlauf.
Er kann aber auch ohne grundsätzliche Änderung des Aufbaues im Zwangumlauf betrieben
werden, in welchem Fall noch eine zusätzliche Umwälzpumpe in den Kessellauf des
Verdampferteils eingeschaltet wird. Auch kann gegebenenfalls unter Fortlassung der
Trommel der Dampferzeuger als Zwangdurchlaufkessel ausgebildet werden. Der erfindungsgemäße
Aufbau des Dampferzeugers kann auch bei ortsfester Ausbildung vorgesehen werden,
besonders dann, wenn es darauf ankommt, bei möglichst geringer Höhe große Leistungen
zu erzielen.
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Der Dampferzeuger gemäß der Erfindung hat noch den besonderen Vorteil
einer guten Heizflächenausnutzung, so daß der Werkstoffaufwand gering ist. Bei fahrbarer
Ausbildung kann der Dampferzeuger daher auf einem normalen Eisenbahnwagen aufgebaut
werden, ein besonders ausgebildetes Tiefladefahrgestell, wie es für schwerste Lasten
üblich ist, braucht daher nicht vorgesehen zu werden, was die Herstellung des Dampferzeugers
erheblich vereinfacht.