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Vorrichtung zum tberhitzen, insbesondere von Dampf, durch überhitzten Dampf od. dgl.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Überhitzen, insbesondere von Dampf, z. B. zum Überhitzen des Zwisehendampfes von Dampfkraftmaschinen durch überhitzten Dampf od. dgl. unter Anwendung des Gegenstromprinzips, mit in einem Behälter untergebrachten Heizkörpern.
Gemäss der Erfindung besitzt der an den Eintrittsstutzen des Heizdampfes sieh anschliessende Teil der Heizkörper einen kleinen und der restliche Teil der Heizkörper einen grossen Durchgangsquerschnitt, derart, dass der Heizdampf in dem ersten Teil der Heizkörper seine Überhitzungswärme bei
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abgibt. Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wird der Teil der Heizkörper mit dem kleineren Durchgangsquerschnitt aus Rohrschlangen und der Teil mit dem grösseren Durchgangsquerschnitt von an einem Ende geschlossenen Rohren gebildet, an deren offenen Enden sieh der Ein-und Austritt des Heizdampfes befindet.
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Der Erfindung liegt folgende Erwägung zugrunde : Nach einem bekannten Gesetz steigt die Wärmeübertragung mit der Geschwindigkeit, bei welcher sich das wärmeabgebende Mittel bewegt.
Bei überhitztem Dampf z. B. ist es insbesondere wichtig, diesem eine grosse Geschwindigkeit zu geben, wenn eine wirtschaftliche Wärmeübertragung erwünscht wird. Anderseits geht die Wärme- übertragung von gesättigtem Dampf sehr viel rascher und leichter vor sich als die von überhitztem Dampf. Der Dampf gibt bekanntlich seine latente Verdampfungswärme sehr rasch ab. Der Gewinn, der sich aus einer Vergrösserung der Geschwindigkeit des Dampfes im gesättigten Zustande ergibt, kann jedoch vernachlässigt werden, während die Reibungsverluste verhältnismässig sehr gross sind und mehr als ausreichend, um den geringen möglichen Gewinn wieder illusorisch zu machen. Infolgedessen kann die Geschwindigkeit des Dampfes, im gesättigten Zustande verringert werden bzw. der Dampf kann auch ruhen.
Die Zeichnung stellt auch eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung gemäss der Erfindung dar. Fig. 1 zeigt die Vorrichtung im Längsschnitt, Fig. 2 ist in der oberen Hälfte ein Schnitt
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grösserem Massstabe den Teil der Wärmeaustauschvorrichtung mit den einseitig geschlossenen Rohren.
Durch den Behälter a strömt der zu beheizende Dampf, insbesondere Zwisehendampf, welcher durch den Rohrstutzen cl zugeführt und nach seiner Überhitzung durch den Rohrstutzen abgeleitet wird. Im Innern des Behälters ist eine senkrechte Lenkwand f derart angeordnet, dass der zu überhitzende Dampf von der Eintrittsstelle d nach oben steigt, oberhalb der Lenkwand f seine Bewegungs- richtung umkehrt und sich in der Richtung nach unten zum Auslassstutzen 9 hin bewegt.
Der Heizdampf wird durch einen im oberen Teile des Behälters a angeordneten Sammelkasten e zugeführt, an welchem in Parallelschaltung Rohrschlangen b angeschlossen sind, die einen kleinen Durchgangsquerschnitt besitzen, um den Heizdampf eine möglichst grosse Strömungsgeschwindigkeit zu erteilen. Dieser gibt in den Rohrschlangen b seine Überhitzungswärme an den zu überhitzenden Dampf ab. Jede dieser Rohrschlangen b ist durch ein Rohr i an einen Sammler h von grossem Quer-
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Kondensationsrohre von ebenfalls grossem Durchgangsquerschnitt besitzt.
Nachdem der Heizdampf seine Überhitzungswärme in den Rohrschlangen b abgegeben hat, gelangt er durch die Verbindungsrohre i in die Sammelkästen h und kondensiert unter Abgabe seiner Verdampfungswärme in den Rohren '.
Das Kondensat rieselt an den inneren Wänden dieser Rohre k nach unten, sammelt sich in dem unteren Teile der Sammelkästen k und fliesst von dort durch die Verbindungsrohre l in einen gemeinsamen Sammelbehälter m, aus welchem es nach seiner Verwendungsstelle abgeführt wird, z. B. nach einem Dampfkessel oder nach einer andern Vorrichtung zur Ausnutzung der in ihm noch enthaltenen Wärme.
Der zu überhitzende Dampf, welcher zuerst mit den Aussenflächen der Rohre k und dann mit denen der Rohrschlangen b in Berührung kommt, erfährt also eine von unten nach oben zunehmende Steigerung seiner Temperatur und verlässt die Wärmeaustauschvorrichtung im oberen Teile in der Nähe des Sammlers e mit seiner höchsten Temperatur.
Die Rohre der einzelnen Teile des Wärmeaustauschers können auch anders ausgeführt werden als bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel. In jedem Fall muss aber der Durchgangsquersehnitt
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letzteren sieh mit sehr grosser Geschwindigkeit bewegen soll, um bei geringstmöglicher Heizfläche den günstigsten Wärmeaustausch zu erzielen, während das Umgekehrte bei den Kondensationsrohren k vorteilhaft ist, um unnötige Reibungsverluste zu vermeiden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Überhitzen, insbesondere von Dampf, durch überhitzten Dampf od. dgl. unter Anwendung des Gegenstromprinzips mit in einem Behälter untergebrachten Heizkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass der an den Eintrittsstutzen (e) des Heizdampfes sich anschliessende Teil (b) der Heizkörper einen kleinen und der restliche Teil der Heizkörper einen grossen Durehgangsquerselinitt besitzt, derart, dass der Heizdampf in dem ersten Teil der Heizkörper seine Uberhitzungswärme bei grosser Geschwindigkeit und in dem restlichen Teil seine Verdampfungswärme bei geringer Geschwindig-
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