Dampferzeuger mit einem im Feuerraum liegenden Kühlschirm. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dampferzeuger mit einem im Feuerraum liegenden Kühlschirm, dessen Rohre an einen obern und einen untern Sammler angeschlossen sind, wobei die bei den Sammler durch Rücklaufrohre mitein ander in Verbindung stehen. Aus der Kessel trommel wird durch Rohre dem untern Sammler Frischwasser zugeführt, während die Abführungsrohre von dem obern Samm ler ausgehen und in den Dampfraum der Kesseltrommel münden.
Bei den bisher bekannt gewordenen Dampferzeugern der vorbeschriebenen Art ergaben sich verschiedene schwerwiegende Nachteile. Oft brannten schon nach kurzer Zeit einzelne Rohre des Kühlsystemes durch, was auf Störungen des Wasserumlaufes (Stagnationen und Umkehrungen der Strö mungsrichtung) zurückzuführen ist. Um diese Schwierigkeiten zu beheben, war man bestrebt, den Wasserumlauf zu begünstigen, und man hat zu diesem Zweck die Strö mungswiderstände, insbesondere in den Zu- und Ableitungen, durch Vergrösserung der Querschnitte möglichst gering gehalten.
Das hatte aber den andern Nachteil zur Folge, dass aus den Steigrohren des Kühlsystemes in die Kesseltrommel grosse Wassermengen einströmten, die den Wasserumlauf im Kes sel störten und darüber hinaus die Abschei- dung des Dampfes erschwerten, so dass sehr viel Wasserteilchen mit dem abziehenden Dampf mitgerissen wurden.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, in die Lei tung, die von dem obern Sammler in den Dampfraum der Kesseltrommel führt, einen Drosselwiderstand von solcher Grösse vorzu sehen, dass sich in dem obern Sammler ein Wasserstand bildet. Auf diese Weise erhält die Kesseltrommel aus dem Kühlsystem in. der Regel nur Dampf, so dass die Dampfer zeugung des eigentlichen Kessels nicht ge- stört wird. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass der vom Kessel gelieferte Dampf viel trockener ist. Ferner ergibt sich ein ein wandfreier Wasserkreislauf.
Der durch die Beheizung des Kühlschirmes hervorgerufene Auftrieb wird hauptsächlich dazu benutzt, um das Wasser durch die Rohre des Kühl- systemes und durch die Rücklaufrohre um zupumpen. Durch die Zulaufrohre braucht jetzt nur soviel Wasser zugeführt zu wer den, wie durch die Ableitungsrohre Dampf abströmt.
Dadurch wird der Querschnitt bezw. die Anzahl der Zu- und Ableitungs rohre wesentlich kleiner. Der vorgeschlagene Kühlschirm lässt sich insbesondere dort mit grossem Vorteil anwenden, wo die Leistung eines bestehenden Dampferzeugers durch An ordnung eines der strahlenden Wärme der Flamme ausgesetzten Kühlschirmes vergrö ssert werden soll.
Man hat zwar schon angestrebt, eine Trennung des Dampfes von dem Umlauf wasser zu erreichen. Die in dieser Richtung unternommenen Schritte hatten aber nicht den erwünschten Erfolg. Es fehlte die Er kenntnis, dass die Trennung zwischen Dampf und Wasser dadurch erreicht werden kann. dass in die Abfiihrungsleitung ein Wider stand eingebaut wird.
Es empfiehlt sich, den in die Abfüh- rungsleitung einzuschaltenden Widerstand so zu bemessen, dass er mindestens annähernd gleich ist der Differenz zwischen der Summe aus der Druckhöhe des Wasserstandes über der Abführungsstelle und Druckhöhe des in den Kühlrohren erzeugten Auftriebes und der Summe aus Widerstand der Kessel wasserzuführung zum Kühlschirm und Widerstand des Kühlschirmkreislaufes. Die Bemessung der Widerstände bezw. der Lei tungsquerschnitte wird in der Regel für den Fall der Höchstlast erfolgen.
Bei geringerer Belastung und dementsprechend geringerer Dampferzeugung wird dann allerdings die Geschwindigkeit und damit auch der Wider stand in den Abführungsrohren geringer sein, so dass bei geringerer Belastung unter Umständen Kühlschirmwasser in den Kessel mitgerissen werden kann. Dieser Umstand wirkt sich jedoch nicht nachteilig aus. Der Kühlschirm gemäss der Erfindung weist nämlich gegenüber dem eigentlichen Dampf erzeuger eine umgekehrte Charakteristik auf, indem er umso trockeneren Dampf liefert, je höher er belastet ist. Da der Kessel gerade umgekehrt arbeitet und bei geringerer Be lastung trockeneren Dampf erzeugt, erfolgt ein Ausgleich der Dampffeuchtigkeit.
Hin zu kommt, dass sich die Bka.stungsände- rungen auf dem der strahlenden Wärme aus gesetzten Kühlschirm weniger auswirkt als auf dem durch Berührung beheizten Dampf kessel. Indessen lässt sich auch eine über den ge samten Lastbereich gleichmässige Arbeits weise dadurch erzielen, dass der Widerstand in den Ableitungsrohren veränderlich ge macht wird.
Zu diesem Zweck kann die An ordnung so getroffen sein, dass die Abfüh- rungsrohre in den obern Sammler hinein ragen, und zwar derart, dass sie mit zuneh mender Eintauchtiefe einen grösseren Ab- strömquerschnitt freigeben. Bei dieser Aus bildung stellt sich in dem Sammler ein Wasserstand ein, und zwar in der Höhe, bei der der Widerstand in den freibleibenden Abströmquerschnitten der oben wiedergege benen Bedingung entspricht.
Auf diese Weise wird auch bei geringeren Belastungen das Zurückhalten des Kühlschirmwassers sichergestellt.
Für die Eintauchverlängerung der Ab- strömrohre können mit Schlitzen oder Lö chern versehene Rohre ähnlich Brunnen saugern oder schräg abgeschnittene Rohre verwendet werden. Die Abführungsleitungen der Kühl schirme werden zweckmässig im Rauchgas strom des Kessels zur Wasserstandstrommel des Kessels hochgeführt, da diese Rohre als Dampfüberhitzerrohre wirken und somit der Dampf nachgetrocknet und überhitzt in den Dampfkessel gelangt und dort bezw. in den Dampfleitungen zur Trocknung des Kessel dampfes beiträgt.
Vorteilhafterweise werden die Kühlrohre mehrerer gegenüberliegender Feuerkammer wände in einen gemeinsamen Abführungs- kasten geführt, wodurch grössere Dampf mengen in einem Abführungskasten anfallen und bei der geringen Anzahl von notwen digen Abführungsrohren eine gleichmässigere Verteilung der Abführungsleitungen sowohl auf den Abführungskasten als auf die Kessel wasserstandstrommel erzielt werden kann.
Der Gegenstand der Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen beispielsvreise dar gestellt. Es zeigt: Fig. 1 die Anordnung des Kühlschirmes an einer Feuerraumwand, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Abführungskasten des Kühlschirmes, Fig. 3 einen Dampfkessel mit einem Kühlschirm nach der Erfindung.
Der Kühlschirm besteht aus den im Feuerraum liegenden Kühlrohren 1, dem untern Anschlusskasten oder Sammler 10, dem obern Anschluss- bezw. Abführungs- kasten oder Sammler 9 und den Kurzschluss- rohren. Vom Abführungskasten 9 gehen die Abführungsleitungen 3 in die Kesselwasser st.andstrommel 5 und enden bei 8, also im Dampfraum 7 oberhalb des Flüssigkeits inhaltes 6. Vom Wasserraum 6 führen Kesselwasserspeiseleitungen 2 zu dem untern Sammler 10 des Kühlschirmes.
In den Ab- strömrohren 3 ist ein Widerstand von solcher Grösse eingebaut, dass sich in dem Sammler 9 ein Wasserstand bildet. Der Widerstand kann auch durch geeignete Bemessung der Rohre 3 bewirkt werden. Gemäss Fig. 2 ragen die Abströmrohre 3 in den Abfüh- rungskasten 9 hinein, und zwar mittelst in geeigneter Weise übergeschobener Lochkörbe 11.
Im kalten Zustand des Kessels sind sämt liche Leitungen des Kühlschirmes bis zum Wasserstand des Kessels mit Nasser gefüllt. Beim Anheizen nehmen die Rohre 1 Wärme vom Feuer auf, und es entwickelt sich in diesen Rohren Dampf, der vermischt mit Nasser in den Abführungsleitungen 3 auf steigt. Mit zunehmender Belastung bezw. Dampfentwicklung stellt sich im Kasten 9 zufolge des in den Leitungen 3 vorgesehenen Widerstandes ein Wasserstand ein, so dass nur Dampf durch den Lochkorb 11 abströmt, der nach und nach das restliche Wasser in der Abführungsleitung austreibt, so dass diese Leitung schliesslich nur noch Dampf führt.
Beim Kessel nach Fig. 3 liegen die Abführungsrohre 3 im Rauchgasweg des Kessels und nehmen somit noch Wärme auf. Ferner sind die Kühlrohre gegenüberliegen der Feuerkammerwände in dem obern Samm ler 9 zusammengeführt und durch eine Reihe von Rohren 3 mit dem Dampfraum des Kes sels verbunden.