Wasserrohrkessel. Die Erfindung betrifft einen Wasserroahr- kessel mit die Kesselfeuerung begrenzenden, miteinander in Verbindung stehenden Was ser- und Dampfkammerabteilungen aus Rohr elementen.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass jede Abteilung mindestens zwei Stehrohre besitzt, die an ihren obern Enden mit wenigstens zwei wagrecht übereinander liegenden Rohren verbunden sind, die durch miteinander übereinstimmende Öffnungen unmittelbar miteinander in Verbindung ste hen und von welchen wagrechten Rohren das obere als Dampfsammler dient, wobei sämtliche Rohrelemente jeder einzelnen Ab teilung miteinander derart fest verbunden sind, dass sie ein vollständiges Dampferzeu- gungsaggregat bilden.
Auf der Zeichnung, die mehrere Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstan des darstellt, ist: F'ig. 1 ein Vertikalschnitt durch zwei Varianten von Wasser- und Dampfkammer abteilungen, , Fig. 2 ein Längsschnitt' durch die in Fig. 1 rechts gezeichnete Variante, Fig. 3 ein Längsschnitt durch ein Aus führungsbeispiel, Fig. 4, 5, 6, 7 je ein Querschnitt nach den Linien IV IV, V-V, VI VI, VII VII der Fig. 3,
Fig. 8 eine Ansicht von rechts\ der Fig. 3; Fig. 9 zeigt ein zweites Ausführungs beispiel eines Wasserrohrkessels im Längs schnitt; Fig. 10 und 11 sind Querschnitte nach den Linien X-X und XI-XI der Fig. 9; Fig. 12 ist eine Stirnansicht von rechts der F'ig. 9; Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungs beispiel.
Nach Fig. 1 links ist auf einem liegen den Wasserleitungsrohr 1 ein quer dazu lie gendes Bodenrohr 1a unmittelbar aufgesetzt. Das Rohr 1 dient zur Zuleitung des Kessel speisewassers. Das Rohr ja liegt an beiden Enden je auf einem Rohr 1 und trägt zur -Bildung einer Wand dicht aneinander ge- reihte Stehrohre 1b, auf denen, ein horizonta les Wasserrohr 2a unmittelbar liegt. Über dem Rohr 2a liegen ebenfalls dicht aufein ander ein Wasserrohr 2b und ein Dampf- sammelrohr 3.
Auf dem letzteren liegt ein quer dazu laufendes Dampfableitungsrohr 4. Die Verbindung der aufeinander befindlichen Rohre ist durch Rohrnippel 6. bewerkstelligt (Fig. 2), die in Rillen der sie aufnehmenden Öffnungen 5 eingreifen und zur Erzielung eines dichten Abschlusses und einer kräf tigen mechanischen Verbindung der Rohre unter sich ausgeweitet, das heisst in die Ril len der Öffnungen hinein gepresst sind. Fer ner werden die Rohre mit den Nippeln 6 durch Schweissen verbunden, so, dass alle Rohre zusammen ein starres Ganzes bilden.
Die in einer gemeinsamen Vertikalebene be findlichen Rohre (la, 1b,, 2a, 2b; 3) stellen zusammen eine Wasser- und Dampfkammer abteilung dar. Eine solche Wasser- und Dampfkammerabteilung kann zur Herstel lung einer den Feuerraum eines Wa.sserrohr- kessels abgrenzenden Querwand benützt wer den. Sind nur zwei Stehrohre 1b über den Rohren 1 vorhanden, so können solche Ab teilungen zur Bildung des Feuerraumes un mittelbar aneinander gereiht werden.
Der Boden des Feuerraumes oder des Verbren nunggraumes wird dann durch die Rohre 1a, die Seitenwände durch die Rohre 1b und die obere Abschlusswand durch die Rohre 2a, 2b, 3 gebildet. Soll der Feuer- und Verbrennungs raum nach unten offen sein, so werden Was ser- und Dampfkammerabteilungen benützt, bei denen die- Stehrohre 1b' direkt auf die Wasserzuleitungsrohre 1 aufgesetzt sind, wie dies in Fig. 1 rechts und in Fig. 2 er sichtlich ist.
In beiden Varianten dienen die Rohre ja, 1b, 2a, 2b jeder Abteilung zur Dampferzeugung und die Rohre 3 und 4 zum Sammeln und Ableiten des Dampfes. Jede Abteilung arbeitet jedoch unabhängig von den andern, und alle Abteilungen stehen durch die Rohre 4 miteinander in Verbin dung, so dass zwischen den einzelnen Ab teilungen keine Spannungen auftreten kön- nen. Um die Rohre leicht, zum Beispiel von Kesselstein, mittelst einer Bürste reinigen zu können,
sind die Verbindungsstellen zwischen den Rohren einer Abteilung senkrecht über einander angeordnet und an den Enden sind mittelst Deckel oder Pfropfen verschlossene Öffnungen vorgesehen.
Zur Erzielung einer guten Wasserzirku- lationjin den Stehröhren können in denselben vertikale Röhren 7 eingebaut sein (Fig. 2).
Bei dem in Fig. 3 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel, das ein Lokomotiv- Wasserrohrkessel ist, sind verschiedene Va- rianten von Wasser- und Dampfkammer abteilungen zusammengebaut.
Auf einem Fussrahmen aus Wasserzuleitungsrohren- 1 ist in Fig. 3 am linken Ende eine Abteilung angeordnet, die als Stirnwand ausgebildet ist und zu diesem Zweck auf einem Bodenrohr 7.a, dicht aneinander gereiht (Fig. 4), eine Anzahl oben verjüngte Stehrohre 1b besitzt, die an ihren obern Enden an einem gemein samen, querliegenden W sserrohr 2b ange schlossen sind. Auf dem letzteren liegt das Dampfsammelrohr ä, dass mit dem Dampf abteilungsrohr 4 in Verbindung steht.
Zwi schen den verjüngten Teilen der: Stehrohre 1b sind Öffnungen 19 für den Abzug der Reiz gase vorhanden. Auf die erste Abteilung folgen vier Abteilungen mit je zwei Stehroh ren 1b' (Fig. 5), die an den obern Enden zwei aufeinander liegende Rohre 2b und 3 tragen. Die Stehrohre 1b' sind durch zur Vergrösserung der Heizfläche dienende Siede rohre 18 miteinander verbunden, zwischen denen die Heizgase hindurch streichen.
Flierauf folgt eine Abteilung, bestehend aus einem Bodenrohr ja, zwei niedrigen ,Steh rohren 1b und einer grösseren Anzahl liegen der Rohre 2b, die zusammen eine den Feuer raum hinten abschliessende Wand bilden (Fig. 6). Für den Durchgang der Feuer- und Heizgase weist diese Abteilung unten zwischen dein Stehrohren 1b eine Öffnung 17 'auf.
Die Heizgase müssen zur besseren Ausnützung . der Wärme im Zickzack durch .in der Höhe zueinander versetzte Öffnungen (17, 19) strömen. Es folgen hierauf einige Abteilungen mit je einem Bodenrohr ja, zwei Stehrohren, einem obern Wasserrohr 2b und einem Dampfsammelrohr 3. Für den Durch gang eines Teils der Heizgase an zueinander versetzten Stellen der ;Seitenwände des Feuerungsraumes können einzelne Stehrohre an ihren obern oder untern Endteilen ver jüngt sein, wie dies bei 15 und 16 gezeigt ist.
Die übrigen Abteilungen des Feuer raumes sind bis auf die vordere Abschluss wand gleich. ausgebildet, wie in Fig. 1 rechts dargestellt ist, dass heisst sie bestehen aus zwei auf den Wasserleitungsrohren 1 auf gesetzten Stehrohren, zwei liegenden Wasser rohren 2a, 2b und einem Dampfsammelrohr 3. Die vordere Abschlusswand besteht zur Haupt sache aus liegenden Rohren 2 und zwei Paar niedrigen Stehrohren zur Bildung zweier Öffnungen 8 und 9 für die Zufuhr von Brenn stoff. Im Innern des Feuerraumes 10 ist eine nach hinten geneigte Brücke 11 aus feuerfesten Ziegeln eingebaut.
Diese Brücke wird am geneigten Teil von querlaufenden Wasserrohren 12 gestützt, die beiderends in die Stehrohre der betreffenden Abteilungen münden. Die Brücke 11 weist für die Zu führung von vorgewärmter Luft in die Feuer zone mehrere Kanäle 14 und Öffnungen 1.3 auf. Durch die Brücke wird das Innere der Feuerbüchse in einen Mischraum und in einen Verbrennungsraum unterteilt. Die in die Brücke eintretende Luft wird sehr stark erwärmt und bewirkt eine hohe Temperatur der Gase und eine restlose Verbrennung der selben.
Bei dem in F'ig. 9 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Längswände, sowie die obere Wand aus liegenden, im Querschnitt ovalen, hochgestellten Wasser rohren 2 gebildet. Die Stirnwände bestehen aus Stehrohren, die je ein längslaufendes Bodenrohr mit einem Deckenrohr verbinden. Auf.jedem Deckenrohr 2' liegt ein .sich nur auf die Länge des Feuerraumes erstrecken des Wasserrohr 2b und auf diesem ein Dampf- sammelrohr 3. Die Dampfsammelrohre 3 sind durch querlaufende Dampfableitungsrohre 4 unter sich verbunden.
Im Gegensatz zu dem in Fig. 3 bis<B>8</B> dargestellten Ausführungs beispiel bilden die je in einer längslaufenden Ebene befindlichen Rohre zusammen eine Wasser- und Dampfkammerabteilung, von welchen Abteilungen jede unabhängig von den andern arbeitet. Wie Fig. 11 zeigt, ist der Feuerraum durch eine längslaufende, ebenfalls aus liegenden Rohren gebildete Scheidewand 20 in zwei Abteilungen unter teilt. In der einen derselben ist eine ge neigte Brücke 11 eingebaut, mittelst welcher durch Kanäle 14 und Öffnungen 13 heisse Luft den Feuer:- und Heizgasen zugeführt wird.
Die Brücke 11 liegt auf längslaufen den geneigten Rohren 12, welche die Zwi schenwand 21 mit der vordern .Stirnwand 22 verbinden. Die Längswände der hintern Kammer sind durch querlaufende Siedero-hre 18 miteinander verbunden, die zur Erzielung einer Wasserzirkulation etwas geneigt sind. In Fig. 12 bezeichnet 17' Rohre, durch wel che den mittleren Stehröhren der vordern Stirnwand Wasser ans den äussern Stehrohren zugeführt wird.
Bei dem in Fig. 13 dar gestellten Ausführungsbeispiel sind ein aus Wasser- und Dampfkammerabteilungen der beschriebenen Art gebildeter Hochdruck kesselteil 1' in Form einer Lokomotivfeuer- büchse und ein Niederdruckkesselteil 2' be liebiger Bauart zusammengebaut. Die bei den Kesselteile sind durch einen Ireizgas- und Rauchgaskanal 4' miteinander verbun den, welcher von einem Mantel 6" umgeben ist.
Durch eine iÖffnung 5' in den letzteren eintretende Luft wird au den Wandungen des Kanals 4' erhitzt und durch Kanäle und Öffnungen 6@,, 7' der Brücke 11' in den Feuerungsraum des Hoehdxuckkesselteils 1' geleitet. Zwischen den Dampfräumen der beiden Kesselteile ist eine Dampfturbine 3' und zwischen den Wasserkammern eine Speiseleitung 7" mit eingebauter Pumpe ein geschaltet.
Die von den brennenden Gasen mit ihrer hohen Temperatur von etwa<B>1300'</B> C in der gemeinsamen Feuerbüchse ausstrahlende Wärme erzeugt bei geeigneter Dimensionie- rung derselben etwa 200 bis 300 kg Dampf pro m4 Heizfläche und Munde.
Der im Hoch druckkesselteil erzeugte Dampf von etwa 5ül kg/cm'' Druck passiert einen in der Zeich nung nicht gezeigten Überhitzer; der im Niederdruckteil angeordnet ist, von wo aus er in die Anzapfturbine <B>'</B> mit Generator gelangt, wodurch eine gewisse Leistung ent wickelt wird. Das Ganze ist derart aus gebildet,
dass die Strahlungswärme haupt sächlich zur Erzeugung von Hochdruckdampf und die Berührungswärme für die Erzeugung von Niederdruckdampf und Überhitzung von Dämpf dient.
In dem Augenblick, wo der Dampfdruck in der Turbine bist auf etwa 6 kg oder bis auf denjenigen Druck ges'anken ist, welcher für die Fabrikation in der fraglichen In dustrieanlage erforderlich ist, welcher Druck derselbe ist wie im Niederdruckkesselteil 2', wird der Dampf aus der Turbine 3' ange zapft, um an die verschiedenen Verbrauchs stellen oder in den Niederdruckkesselteil 2' direkt geleitet zu werden.
Weil jetzt der angezapfte Dampf seine Kondensationswärme nicht, abgegeben hat und diese an. den Niederdruckkesselteil 2' oder an die Verbrauchsstellen zugeführt wird, so folgt hieraus, dass diejenige Kraft, die von der Turbine geleistet wird, mit bil ligen Kosten erhalten wird'.
D:er Wirkungsgrad der beschriebenen Dampfkesselanlage wird auf Grund des gro ssen Verdampfungsvermögens der vom Was ser umflossenen Heizflächeni der Feuerbüchse gross, so dass eine wesentliche Vergrösserung der Brennstoffmenge für die Erhöhung des Druckes von. 6 kg bis- auf 50 kg nicht er- f orderlich ist.
In einer grossen Menge von Industrie anlagen, beispielsweise in den Textil- und Sulfatinindustrieanlagen, braucht man Dampf sowohl zur Erzeugung von Kraft, wie auch Dampf niedrigen Druckes für Wärmezwecke. Durch die Anlage nach der Fig. 13 kann dieser Kraft- und Dampfbedarf mit niedri gen Kosten gedeckt werden, wodurch erheb liche Erdparnisse für solche Industrieanlagen gemacht werden können. Als Material für die Wasserkammern und die Dampfsammler werden zweckmässig ge zogene, eiserne Rohre oder Stahlrohre ver wendet, die den erforderlichen Durchmesser und genügende Naterialstärke aufweisen.
Der Querschnitt -kann rund, oval, viereckig oder dergleichen sein.
Die dargestellten Wasserrohrkessel kön nen derart ausgebildet sein, dass minderwer tige Brennstoffe, wie Torf, Lignit und Holz, sogar für Eisenbahnbetrieb verwendet wer den können und da3 sämtliche Teile des Kes sels von Nesselstein leicht frei gehalten wer den können.