Röhrenkessel. Die Erfindung bezieht sich auf einen Röhrenkessel, der für stationäre und fahr bare Anlagen, unter anderem für Lokomo tiven, geeignet sein soll. Die gebräuchlichen stationären Flammrohrkessel haben den Nachteil, dass sie nur für niedrigen Dampf druck bis mag. zirka 18 at gebaut wer den können. Die üblichen Lokomotivfeuer- büchskessel anderseits haben den Nachteil, dass die Feuerbüchsen aus Plattenwänden be stehen, deren Versteifung durch Stehbolzen infolge der Wärmedehnungen Schwierigkei ten macht. Dabei sind Kupferfeuerbüchsen sehr teuer und solche aus Stahl wenig halt bar.
Bekannte Vorschläge für den Ersatz der Plattenfeuerbüchse durch eine Röhren feuerbüchse haben infolge Wegfall der stei fen, mit dem Langkessel fest verbundenen Feuerbüchswände den Mangel zu geringer Steifigkeit des ganzen Kessels.
Der Erfindung liegt die bekannte Kessel bauart mit einer Röhrenfeuerbüchse mit wenigstens einer untern, längsverlaufenden Wasserrohrkammer und einer Obertrommel zugrunde, die sich auch oberhalb des hintern Teils des zweckmässig nach Art eines Lang kessels gebauten, mit Rauchröhren versehe nen Vorwärmers erstreckt und mit demsel ben fest verbunden ist.
Der vorliegende Kessel zeichnet sich dadurch aus, dass die untern.; in Längsrichtung verlaufenden, als gerade Rohre ausgebildeten Rohrkammern, welche die mit Plattenwänden versehene,, wasserführende Feuerbüchsrückwand mit der hintern Rohrwand des Vorwärmers ver binden, innerhalb der lichten Weite des zy lindrischen Mantels des Vorwärmers in diese Rinterwand- einmünden.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs- farmen eines solchen Kessels dargestellt, von denen sich die erste insbesondere für Loko motiven, die zweite für stationäre Zwecke eignet. Es zeigt:
Fig. 1 den Kessel des ersten Beispiels im Längsschnitt, Fig. 2 den Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 die Ansicht der Feuerbüchsrück- Wand von hinten, Fig. 4 den Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1, Fig. 5 einen Grundriss im Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 1,
Fig. 6 den Kessel des zweiten Beispiels im Längsschnitt, Fig. 7 den Grundriss dazu im Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 6, Fig. 8 den Querschnitt dazu nach Linie VIII-VIII der Fig. 6.
Die äussern Verdampferrohre 1 der Feuer büchse steigen aus den längsliegenden Rohr kammern 2, zu Beginn unter dem Roste ver laufend, zur Obertrommel 3 auf. Die innern, nur in einer Reihe angeordneten und in der Längsmittelebene des Kessels angeordneten Verdampferrohre 5 sind unten abwechselnd an eine der beiden Rohrkammern 2 ange schlossen und münden oben ebenfalls direkt in die Obertrommel 3.
Die Rohrkammern 2 sind hinten fest mit der mit Plattenwänden versehenen, wasserführenden Rückwand 6 der Feuerbüchse, vorn mit der hintern Rohr wand 7 des langkesselartig ausgebildeten Vorwärmers 9 fest verbunden. Sie münden senkrecht in die hintere Rohrwand 7 ein, und zwar so, dass ihre Fortsetzung im Vor wärmer innerhalb der lichten Weite des zy- lindischen Mantels des Vorwärmers liegt.
Die Obertrommel 3 ist mit dem Vor wärmer durch einen kurzen Stutzen 8 fest verbunden.
In. der Feuerbüchse ist eine Feuerbrücke 10 aus feuerfesten Steinen eingebaut. Zwischen dieser und der Hinterwand 6 ist der Rost vor gesehen, der zur Hauptsache aus längsliegen den, in mehreren Reihen angeordneten Rost stäben 11 besteht. Vor der Mitte der Ilinter- wand 6 ist ein Kipprost 12 mit z. B. quer liegenden Roststäben angeordnet. Im Bereich dieses Kipprostes sind keine senkrechten innern Verdampferrohre 5 angeordnet, so dass da selbst der Raum zwischen den Rohrkammern 2 für den z.
B. nach unten ausschwenk- baren Kipprost 12 frei gehalten ist. Um der Verbrennungsluft den Zutritt zum Rost nach oben und der Achse das Hinabfallen durch den Rost und die Wasserröhren nach unten zu ermöglichen, sind die Wasserrohre 1 und 5 im Bereiche unter dem Rost in dem mit 14 und 15 bezeichneten Teil auf kleine ren Durchmesser eingezogen.
Vor der Brücke 10 erstreckt sich bis zur senkrechten Rückwand des Vorwärmers 7 die Brennkammer; in dieser wie in der Feuerbüchse kann die Obertrommel 3 an ihrer Unterseite durch eine Isolation aus feuerfestem Material gegen unmittelbare Be- heizung geschützt werden.
Der Vorwärmer weist die Bauart des ge wöhnlichen Lokomotivlangkessels auf. Er besteht aus einem oder mehreren zylindri schen Kesselschüssen 17, die durch zwei senkrechte Rohrwände 7 und 18 abgeschlos sen sind. In diese Rohrwände sind Siede rohre 4 und die Rauchrohre 19 eingewalzt, die im Innern die @Überhitzerrohrschlangen 20 beherbergen. Die Überhitzerschlangen reichen mit ihren Umkehrenden 21 bis in die Brennkammer hinein und sind vor dem Kessel einerseits an einen obern Verteiler 22 und anderseits an einen untern Sammler 23 angeschlossen; nach Lösen der Verbindun gen 30 können die Überhitzerrohre nach vorn aus den Rauchrohren herausgezogen werden.
Die in einer Reihe untereinanderliegender Rauchrohre l.9 befindlichen Überhitzer- schlangen sind jeweils zu einem einzigen Rohrstrang vereinigt, wie in der linken Hälfte von Fig. 4 angedeutet ist. Der Ver teiler 22 ist seinerseits mit dem Regler 24 und dem Dampfentnahmerohr 25 verbun den, das im obern Teil der Trommel 3 unter gebracht ist. Vom untern Sammler 23 aus kann der Dampf auf kürzestem Wege zu den Zylindern geführt werden.
In der Hinterwand 6 der Feuerbüchse sind vier Öffnungen vorgesehen, von denen die zwei obern, 26, zur Beschickung des Rostes, die zwei untern, 27, zur Entfernung der Schlacke dienen. Die Rauchkammer und der Rauchabzug sind in der Zeichnung nicht eingezeichnet und sind dem Verwendungs zweck des Kessels angepasst. Bei Ölfeuerung können die mittleren Verdampferrohre 5 ent fallen, und es ist nur eine einzige untere Wasserkammer 2 nötig.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 bis 8 unterscheidet sich von jenem nach Fig. 1 bis 5 zur Hauptsache dadurch, dass der untere Teil der Brennkammer mit den Rohr kammern 2 durch eine über die ganze Breite der Brennkammer reichende feuerfeste Trenn wand 28, die zwischen der Feuerbrücke 10 und der hintern Rohrwand 7 des Vorwär- mors eingebaut ist, nach oben abgeschlos sen ist;
dabei strömen die Feuergase im obern Teil des Vorwärmers nach vorn, wer den in der Rauchkammer 31 im Sinne des Pfeils 32 umgelenkt und strömen im untern Teil des Vorwärmers nach rückwärts, um denselben im Sinne des Pfeils 29 zu verlas sen. Die hier austretenden Abgase können noch zur Vorwärmung der dem Roste zu strömenden Verbrennungsluft benützt wer den, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist; auf jeden Fall aber ist erkennbar, dass der Luftvorwärmer in unmittelbarer Nähe des Rostes eingebaut werden kann, was sehr günstig ist.
Ebenfalls vorteilhaft ist, dass bei dieser Anordnung die Überhitzerschlangen 20 nur von den heisseren Gasen in den Rauchrohren des obern Kesselzuges bestri chen werden. Eine Umkehrung des Wärme überganges von den Gasen zum Überhitzer, das heisst eine Abkühlung des überhitzten Dampfes, wie dies bei der Anordnung nach Fig. 1 beim vordern Ende der Rauchrohre möglich ist, kann daher bei der Anordnung nach Fig. 6-8 vermieden werden.
Wie Fig. 8 erkennen lässt, sind die untern Rohrkammern 2 in Abweichung vom ersten Ausführungsbeispiel weit auseinandergesetzt und der Rost 11 zwischen sie eingebaut. Die mittlere Rohrreihe 5 kommt dabei in Weg fall. Diese Bauart bildet einen Ersatz für Flammrohrkessel. Bei diesem Ausführungs beispiel ist ferner als Verbindung zwischen Vorwärmer und Obertrommel 3 statt eines einzigen grossen Stutzens eine Anzahl von kleineren Stutzen 33 vorgesehen.
Es ist leicht erkennbar, dass der oben beschriebene Kessel durch die Bauart mit innerhalb der lichten Weite des zylindri schen Mantels des Vorwärmers in diesen ein gesetzten untern Rohrkammern ein sehr steifes Ganzes bildet, trotzdem eine Feuer büchse mit lauter Stehbolzenplattenwänden vermieden ist. Es ergibt sich ferner eine gute Wasserzirkulation, indem das Wasser in den Verdampferröhren aufsteigt und sowohl in der Feuerbüchshinterwand als auch im. Vor wärmer absteigen kann.
Ferner ist für die Fabrikation des Kessels von Vorteil, dass die ganze Feuerbüchse nur ein bis zwei ver schiedene Rohrformen benötigt; jedes Rohr kann einzeln oben und unten eingesetzt und z. B. oben eingewalzt, unten eingeschweisst werden. Weil alle diese Rohre 1 und 5 je unter sich gleich lang sind, werden Stauun gen der Wasserströmung und Zirkulations- störungen in diesen Rohren vermieden.
Die Feuerbüchse kann sehr breit gemacht werden. Ferner kann dieser Kessel, der aus relativ einfachen und billigen Elementen her gestellt werden kann, für höheren Druck bis 30 at und leichter als ein gewöhnlicher Lo komotivkessel gebaut werden. Die teure Kupferfeuerbüchse und die Schwierigkeiten der Stahlfeuerbüchse sind dabei vermieden. Die Dampftrommel 3 kann z. B. hinten mit einem Mannloch versehen werden, so dass alle Verdampferrohre der Feuerbüchse vom Innern der Dampftrommel 3 aus auch me chanisch gereinigt werden können.
Durch den Stutzen 8 ist ausserdem das Innere des Vorwärmers zugänglich.
Tubular boiler. The invention relates to a tubular boiler which should be suitable for stationary and mobile systems, including for Lokomo tives. The common stationary flame tube boilers have the disadvantage that they are only suitable for low steam pressure. around 18 at can be built. The usual locomotive fire-box boilers, on the other hand, have the disadvantage that the fire-boxes are made of plate walls, the stiffening of which by studs makes difficulties due to the thermal expansion. Copper fire rifles are very expensive and those made of steel are not very durable.
Known proposals for the replacement of the fire box by a tubular fire box have the lack of low rigidity of the whole boiler due to the omission of the stei fen, with the long boiler permanently connected fire box walls.
The invention is based on the known boiler design with a tubular fire box with at least one lower, longitudinal water tube chamber and an upper drum, which extends above the rear part of the expediently built in the manner of a long boiler, with smoke tubes versehe NEN preheater and firmly connected to the same ben is.
The present boiler is characterized by the fact that the bottom .; Longitudinal pipe chambers designed as straight pipes, which connect the water-bearing firebox rear wall with the rear pipe wall of the preheater, which are provided with plate walls and open into this Rinterwand- within the clear width of the cylindrical jacket of the preheater.
The drawing shows two execution farms of such a boiler, the first of which is particularly suitable for locomotives, the second for stationary purposes. It shows:
Fig. 1 shows the boiler of the first example in longitudinal section, Fig. 2 shows the cross section along the line II-II of Fig. 1, Fig. 3 shows the rear wall of the fire box, Fig. 4 shows the cross section along the line IV-IV Fig. 1, Fig. 5 a plan view in section along the line VV of Fig. 1,
FIG. 6 shows the boiler of the second example in longitudinal section, FIG. 7 shows the plan for this in section along line VII-VII in FIG. 6, FIG. 8 shows the cross section for this along line VIII-VIII in FIG. 6.
The outer evaporator tubes 1 of the fire box rise from the longitudinal tube chambers 2, ver running under the grate at the beginning, to the upper drum 3 on. The inner evaporator tubes 5, arranged only in a row and arranged in the longitudinal center plane of the boiler, are alternately connected to one of the two tube chambers 2 at the bottom and also open directly into the upper drum 3 at the top.
The tube chambers 2 are fixed at the rear with the plate-walled, water-bearing rear wall 6 of the fire box, at the front with the rear tube wall 7 of the long boiler-like preheater 9 firmly connected. They open vertically into the rear pipe wall 7, in such a way that their continuation in the preheater lies within the clear width of the cylindrical jacket of the preheater.
The upper drum 3 is firmly connected to the front warmer by a short connector 8.
In. A fire bridge 10 made of refractory bricks is built into the fire box. Between this and the rear wall 6, the grate is seen in front of the main thing consisting of the longitudinally arranged grate rods 11 in several rows. In front of the middle of the Ilinter wall 6 is a tilting grate 12 with z. B. arranged transverse grate bars. In the area of this tilting grate no vertical inner evaporator tubes 5 are arranged, so that there even the space between the tube chambers 2 for the z.
B. downward swingable tilting grate 12 is kept free. In order to allow the combustion air access to the grate upwards and the axis to fall down through the grate and the water pipes, the water pipes 1 and 5 are retracted in the area under the grate in the part designated 14 and 15 to a smaller diameter.
In front of the bridge 10, the combustion chamber extends up to the vertical rear wall of the preheater 7; In this, as in the fire box, the upper drum 3 can be protected against direct heating on its underside by insulation made of fire-resistant material.
The preheater has the same design as the usual long locomotive boiler. It consists of one or more cylindri's boiler sections 17, which are completed by two vertical pipe walls 7 and 18 sen. Boiling tubes 4 and the smoke tubes 19 are rolled into these tube walls, which house the superheater tubes 20 inside. The superheater coils extend with their reversal ends 21 into the combustion chamber and are connected in front of the boiler on the one hand to an upper distributor 22 and on the other hand to a lower collector 23; After loosening the connections 30, the superheater tubes can be pulled out of the smoke tubes forwards.
The superheater coils located in a row of flue pipes 19 lying one below the other are each combined into a single pipe string, as is indicated in the left half of FIG. The United divider 22 is in turn connected to the controller 24 and the steam extraction pipe 25, which is placed in the upper part of the drum 3 under. From the lower collector 23, the steam can be guided to the cylinders by the shortest route.
Four openings are provided in the rear wall 6 of the fire box, of which the two upper ones, 26, are used to load the grate, the two lower, 27, to remove the slag. The smoke chamber and the smoke outlet are not shown in the drawing and are adapted to the purpose of the boiler. In the case of oil firing, the middle evaporator tubes 5 can fall ent, and only a single lower water chamber 2 is necessary.
The embodiment of Fig. 6 to 8 differs from that of Fig. 1 to 5 mainly in that the lower part of the combustion chamber with the tube chambers 2 by a fireproof partition wall 28 extending over the entire width of the combustion chamber, which is between the Fire bridge 10 and the rear pipe wall 7 of the preheater is installed, is closed at the top;
while the fire gases flow in the upper part of the preheater to the front, who diverted the in the smoke chamber 31 in the direction of arrow 32 and flow in the lower part of the preheater backwards to the same in the direction of arrow 29 sen to leave. The exhaust gases exiting here can still be used to preheat the combustion air flowing to the grate, which is not shown in the drawing; In any case, it can be seen that the air preheater can be installed in the immediate vicinity of the grate, which is very cheap.
It is also advantageous that with this arrangement the superheater coils 20 are coated only by the hotter gases in the smoke tubes of the upper boiler pass. A reversal of the heat transfer from the gases to the superheater, that is, a cooling of the superheated steam, as is possible with the arrangement according to FIG. 1 at the front end of the smoke tubes, can therefore be avoided with the arrangement according to FIGS. 6-8.
As can be seen in FIG. 8, the lower tube chambers 2 are set apart far apart from the first exemplary embodiment and the grate 11 is installed between them. The middle row of tubes 5 comes out of this case. This design is a substitute for flame tube boilers. In this embodiment, for example, a number of smaller nozzles 33 are also provided as a connection between the preheater and upper drum 3 instead of a single large nozzle.
It is easy to see that the boiler described above forms a very stiff whole due to the design with inside the clear width of the cylindri's jacket of the preheater in these a set lower tube chambers, despite the fact that a fire box with noisy stud plate walls is avoided. There is also good water circulation, as the water rises in the evaporator tubes and both in the firebox rear wall and in the. Can descend before warmer.
Another advantage for the manufacture of the boiler is that the entire fire box only requires one or two different tube shapes; each tube can be used individually at the top and bottom and z. B. rolled in at the top, welded in at the bottom. Because all these pipes 1 and 5 are each of the same length, congestion in the water flow and circulation disturbances in these pipes are avoided.
The fire box can be made very wide. Furthermore, this boiler, which can be made from relatively simple and cheap elements, can be built komotivkessel for higher pressures up to 30 at and lighter than an ordinary Lo. The expensive copper fire rifle and the difficulties of the steel fire rifle are avoided. The steam drum 3 can, for. B. be provided with a manhole at the rear, so that all the evaporator pipes of the firebox from the inside of the steam drum 3 can also be mechanically cleaned me.
The interior of the preheater is also accessible through the connector 8.