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Überhitzer für Lokomotiven, insbesondere Hochdrucklokomotiven Die
Erfindung bezieht sich auf einen Überhitzer für Lokomotiven, insbesondere Hochdrucklokomotiven,
deren Feuerbüchse und anschließende Verbrennungskammer auf minclestens drei Seiten
durch Wasserrohre begrenzt sind. Der Überhitzer soll dabei in bekannter Weise am
Ende der Verbrennungskammer im Zuge der Rauchgase angeordnet sein.
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Es ist bekannt, bei Lokomotiven dieser Bauart den Überhitzer aus lauter
gleichen Spiralrohrelementen zusammenzusetzen, die im Rauchgasstrom als Rohrtafeln
hintereinander angeordnet sind. DieseBauart erfordert jedoch zum wärme- und gasdichten
Abschluß des Rauchgaszuges besondere, den hohen Temperaturen der Feuergaseausgesetzte
feuerfeste Verschalungen, die der Gefahr rascher Zerstörung ausgesetzt sind. Auch
ist es schwierig, diesen den SpiralÜberhitzerelementen angepaßten Rauchgaszug an
die einen rechteckigen Kanal bildenden Wasserrohre der Verbrennungskammer anzuschließen.
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Ferner ist es bekannt, an Stelle dieses Spiralrohrüberhitzers einen
Überhitzer mit waagerecht und quer verlaufenden Rohrschlangen zu setzen, dessen
Rohrschlangen in seitlichen wassergefüllten Plattenwänden gelagert sind, wobei diese
Plattenwände zugleich zum Abschluß des Rauchgasstromes nach außen dienen. Diese
Bauart weist jedoch den Nachteil auf, daß die wassergefüllten Plattenwände sehr
schwer und teuer sowohl in der Anschaffung wie im Unterhalt sind, und daß noch ein
Teil der Kesselummantelung der hohen Temperatur der Feuergase und damit einer raschen
Zerstörung ausgesetzt ist.
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Gemäß der Erfindung wird angestrebt, für solche Lokomotiven eine Überhitzerbauart
zu schaffen, die einen wärme- und gasdichten und gleichzeitig auch einen den leichten
Ein- und Ausbau des Überhitzers ermöglichenden Abschluß des Rauchgasstromes nach
außen erlaubt.
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Zu diesem Zwecke sollen nach der Erfindung in der Richtung des Rauchgaszuges
Rohrrahmenelemente mit gleichem Rahmenrohrdurchmesser, die in Ouerebenen der Kessellängsachse
liegen, derart aneinandergereiht und ausgebildet werden, daß sie den Rauchgaszug
mindestens auf den beiden Seiten und an der Decke begrenzen sowie als-Zu- und gegebenenfalls
Abführungsrohre und als Verteil- und Sammelkammern für die den Rauchgaszug durchquerenden
Überhitzerrohre dienen.
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Es wird dabei in der Überhitzerausbildung von einem Mittel Gebrauch
gemacht, das an sich nicht neu ist. So wurde für Niederdrucklol;omotivkessel schon
vorgeschlagen, vor den Rauchrohren des Langkessels in der Rauchkammer einen Überhitzer
einzubauen, dessen waagerecht quer liegendes Rohrbündel mit zwei seitlichen Sammelkammern
und einer oberen Verteilkammer in Verbindung steht. Der von den Kammern gebildete
Rahmen
hat jedoch nicht die Aufgabe, einen wärme-und gasdichtenAbschluß
derRauchgasführung zu bilden wie bei einem am Ende der Verbrennungskammer angeordneten
Überhitzer gemäß der Erfindung. Weiterhin ist es 1yr ortsfesten Wasserrohrkesseln
bekanntgeworden, aus Rohrkammern Begrenzungswände für den Verdampfer und den Überhitzer
zu bilden. Hierbei sind jedoch nur seitliche Begrenzungswände vorgesehen, und es
fehlen die oberen und gegebenenfalls unteren Begrenzungswände, die'gemäß der Erfindung
von den Zu- und Abführungsröhren gebildet werden.
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Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
ein Lokomotivhochdruckröhrenkessel dargestellt, und zwar -zeigt: Fig. i den Röhrenkessel
im Längsschnitt im Aufriß, Fig. 2 im Querschnitt, Fig.3 ein Überhitzerelement in
größerem Maßstab, Fig.4 eine andere Form eines Überhitzerelementes, Fig. 5 Überhitzerelemente
in Seitenansicht, Fig. 6 und 7 weitere Ausführungsformen von Überhitzerelementen.
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In Fig. i wird das feste Gerüst des Röhrenkessels -durch die drei
wassergefülltenPlattenwände a1, a=, as, die Obertrommel b und die Untertrommeln
cl, c2 und. dl, d2 gebildet. Die Wasserröhren e :bilden zusammen mit Rost f und
Boden g die Feuerbüchse und den Verbrennungsraum, an den sich das Überhitzerrohrpaket
h anschließt. Dieses Paket h setzt sich aus einzelnen Elementen i. zusammen,
die an gemeinsame Zu- und Ableitungen k1, k= angeschlossen sind.
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Jedes Element i besteht nach Fig. 2 aus den senkrechten, die Seitenwände
des Rauchgaskanals bildenden Rohrkammern 11, 12, welche durchQuerrohre m
verbunden sind. DieRohrkammern 11, 1, sind durch Querwände n so abgeteilt,
daß der bei hl eintretende Dampf gezwungen wird, das Element im Zickzack zu durchströmen
und bei k2 das Element zu verlassen. Die inneren Querrohre n sind mit kleinerem
Durchmesser ausgeführt als die außenliegenden Zu- und Abführungsrohre in, und nag,
so daß die nebeneinanderliegenden Rohre ml aller Elemente i eine geschlossene Decke
bilden. Das gleiche gilt für das unterste Rohr m2; nur kann es bei diesen Rohren
unter Umständen vorteilhafter sein, sie ein Gitter bilden zu lassen, das Flugasche
in einen besonders verschlossenen Raum nach unten austreten läßt.
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Bei dem Element nach Fig. 2 strömt der Dampf stets nur durch ein Rohr
in von einem Längsrohr 11 zum anderen h. Es können aber auch zwei oder mehrere oder
alle Rohre m für die Leitung -des Dampfes von h nach L= oder umgekehrt dienen. Hinundherführung
des Dampfes in zwei Rohren m ist in Fig. 3 gezeigt. Die Führung in mehreren Querrohren
:kann auch nur in einem Teil -des Überhitzer-@elementes durchgeführt sein, nämlich
dort, wo der Dampf infolge seiner Volumenzunahme durch die Überhitzung bei Anordnung
nach Fig. 2 rascher strömen muß. Die Rohre m können alle fluchtend, wie Fig. i zeigt,
oder versetzt, wie in Fig. 5, angeordnet werden.
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Elemente nach Fig. 2 und 3 werden infolge der von Querstrang -in
zu Querstrang m wachsenden Temperatur -des Dampfes gewissen Wärmespannungen
ausgesetzt sein. Diese lassen sich vermeiden, wenn die Anordnung nach Fig. 4 getroffen
wird. Die Führung des Dampfes ist die gleiche wie in Fig. 2. Die Rohre l1, Z= sind
ebenfalls in Umkehrkammern o unterteilt, aber zwischen benachbarten Kammern o völlig
durchschnitten :und der Zusammenhalt der einzelnen Kammern durch elastische Verbindungsteile
p gewahrt. Der in Fig.4 gezeigte Spalt zwischen den einzelnen Umkehrkammern ist
nur zur Verdeutlichung groß gezeichnet. Die Teile p können an den Rohren h,
1, angeschweißt oder sonstwie befestigt sein und müssen eine gewisse Elastizität
aufweisen, damit die heißeren Rohrstränge in sich unabhängig von den kühleren ausdehnen
können. DieVerbindungsteile p können benachbarte Kammern verbinden, aber auch über
mehrere oder alle Kammernhinwegreichenund diese zusammenfassen. Um den Wirkungen
der Wärmespannungen zu begegnen, können die Querrohre na
in bekannter Weise
flach bogenförmig gewölbt ausgeführt werden, was in der Zeichnung nicht besonders
dargestellt ist.
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Eine weitere Anordnung, welche dem Erfindungsgedanken entspricht,
ist in Fig.6 gezeigt, nach welcher der Raum zwischen den Rahmenrohren
h, 12, ml, m2 durch spiralenartig geführte Innenrohre na, ausgefüllt ist.
Das Rahmenrohr kann auch hier vollständig geschlossen und ider Übertritt des Dampfes
unmittelbar von der Zuleitung zur Ableitung durch Zwischenwände n verhindert werden.
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Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der -die Rohre
1, in des EIementes halbkreisförmig gebogen sind und auf der einen Seite
des Rahmens l die Zuführung, auf der andern die Abführung des Dampfes erfolgt.
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Ein Element nach Fig.6 kann auch mit rundem Umriß, ein solches nach
Fig. 7 mit rechteckigem Umriß ausgeführt werden. Die Form des Umrisses der Elemente
richtet sich vorteilhaft nachdem Umriß der benachbarten Kesselteile.
Statt
alle Elemente i nebeneinander anzuordnen, können auch einzelne solcher Elemente
i zwischen die Wasserrohrelemente e eingeschoben sein.