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Verdampfer und Dampfkraftimlage zur Ausnützung des in ihm erzeugten Dampfes.
Gegenstand der Erfindung ist ein direkt oder indirekt beheizter Verdampfer für hohe Ver- dampfungsleistung je beheizter Flächeneinheit, der durch einen äusserst geringen Wasserraum eine besondere Sicherheit gegen die Auswirkung eines etwaigen Bruches der Verdampferwände bietet und daher im besonderen Masse für die Erzeugung hoher Dampfdrücke geeignet ist.
Die Notwendigkeit zur Erhöhung der Verdampfungsleistung besteht überall dort, wo am Raum- bedarf und am Gewicht des Verdampfers gespart werden soll. d. i. vor allem bei Dampftriebfahrzeugen.
Der Zweck der vorliegenden Verdampferkonstruktion ist es, ein Mehrfaches der üblichen Verdampfungleistung zu erhalten. Es sind bereits mehrwandige Verdampferkonstruktionen bekannt, bei denen zur Herstellung eines dünnschichtigen Führungsweges für die zu verdampfende Flüssigkeit hohlkegelige Verdampfungskörper von einer festen, inneren Scheidewand durchsetzt sind.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nicht nur eine Verdampfung durch den unmittelbaren Wärmeübergang von den beheizten Verdampferwänden an das Wasser herbeizuführen, sondern es soll gleichzeitig der entstehende Dampf an den beheizten Verdampferwänden überhitzt werden, so dass durch eine darauffolgende Vermischung dieses überhitzten Dampfes mit dem restlichen, noch nicht verdampften Wasser in besonderen Vermischungsräumen auch noch dieses zur Verdampfung gebracht wird.
Dieser Vorgang kann entweder in einer derartigen Stufe erfolgen oder es kann der Enderfolg in mehreren, hintereinandergeschalteten
Stufen erreicht werden, wobei von Stufe zu Stufe die Menge des noch nicht verdampften Wassers abnimmt und die Menge des gebildeten und jeweils zur ueberhitzung gelangenden Dampfes zunimmt.
Das Speisewasser wird. wie später ausgeführt, zwischen einer festen, beheizten Verdampferwand und einem nachgiebig an die Verdampferwand gedrückten Körper in äusserst dünner Spaltform eingebracht. so dass eine den Wärmeübergang an Wasser und Dampf begünstigende hohe Durchströmgesehwindigkeit erreicht wird und sieh jeweils nicht wesentlich mehr Wasser im Verdampfer befindet, als zur Verdampfung gelangt. Dadurch ist es möglich, die Verdampferwände auf einer wesentlich höheren Temperatur zu halten, als der Sättigungstemperatur des Dampfes entspricht, wobei der sich bildende Dampf sofort an den Verdampferwänden überhitzt wird.
Bei gewissen bekannten Dampfkessel mit ständigem Wasserraum wird beim Anstreben derartiger Kesselwandübertemperaturen durch das überschüssig vorhandene Wasser immer wieder eine solche Kühlung der Kesselwände erfolgen, dass der gebildete Dampf daran nicht mehr überhitzt wird. Vielmehr entsteht durch das mächtige Aufschäumen des Wassers eine grosse Dampfnässe. Dadurch, dass der vorliegende Verdampfer nur das jeweils zur Verdampfung gelangende Wasser enthält, wird ein solcher sofortiger Entzug einer Cbertemperatur aus den Verdampferwänden und auch ein Aufschäumen des Wassers vermieden.
Zufolge der die Sättigungtemperatur des Dampfes wesentlich überschreitenden Temperatur der Verdampferwände tritt eine iiberaus rasche Verdampfung des diese Wände benetzenden Wassers ein, die die spezifischen Verdampfungswerte der bekannten Dampfkesselbauarten um ein Vielfaches übertrifft. Allerdings nimmt mit der fortschreitenden Verdampfung des jeweils eingepumpten Wassers die von diesem benetzte Oberfläche ab. Um den gleichen Betrag nimmt jedoch die vom Dampf berührte Oberfläche des Verdampers zu, so dass gegen Ende des Verdampfungsvorganges hauptsächlich der Dampf die Wärme aus den Verdampferwänden zieht.
Dieser Wärmeentzug kann durch hohen Dampfdruck und durch hohe Dampfgeschwindigkeit überaus hoch gesteigert werden, so dass bei der darauffolgenden Abkühlung des überhitzten Dampfes in den Mischräumen eine gesteigerte Verdampfung der restlichen. zerstäubenden Speisewassermenge erfolgt. Entsprechend der hohen Verdampfungsleistung des Verdampfers werden die Wände desselben auf der feuerberüluten Seite zwecks Vergrösserung der Oberfläche für den Wärme- übergang mit Rippen ausgeführt.
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An dem mit einem Wärmeschutz umgebenen Dampfrohr H (Fig. 3, 1, 5), das die jeweilige Dampf temperatur rasch annimmt, sind im Abstand In ? (Fig. 3) zwei Konsolen T1, T2 befestigt, die
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Enden dieser Hebel sind die Stangen , ,/g usw. angelenkt. Diese Stangen sind in bekannter Weise aus zwei verschiedenen Metallen zusammengesetzt, so dass ihre Länge bei Temperaturschwankungen keiner Änderung unterliegt. Die erste Stange ist an die Konsole T2 angelenkt, die letzte Stange r2 (allgemein rn) stösst gegen die Drosselklappe S der Verdampferfeuerung.
Durch eine entsprechende Einstellung des Regulierweges der Stange rn kann erreicht werden. dass beim Ubergang von der Vollleistung auf eine Teilleistung, die für das Zustandekommen des Regulierweges notwendige Wärmedehnung von ici il auf 111 tl1 (Fig. 3) und damit auch die dafür notwendige Zunahme der Dampftemperatur nur einen solchen Betrag erreicht, dass die Temperatur der Verdampferwände selbst nicht oder nicht wesentlich höher sich einstellt und die volle Betriebsbereitschaft des Verdampfers für die sofortige Rückkehr zur vollen Verdampfungsleistullg gegeben ist. Die Drehpunkte 0"0"0, usw. können zwecks Platzersparnis auf je einen Bolzen auf jeder Konsole tel bzw. 1'2 aneinandergereiht werden.
Die jeweilige Dampferzeugung. das ist gleich zu setzen der jeweilig geförderten Speisewassermenge, sowie die jeweilige Feueranfachung und die Rostbeschickung stehen zueinander in einem proportionalen Verhältnis. Ein selbsttätiger Verdampferbetrieb kann bei Verwendung der Drosselregulierung nach Fig. 3 erreicht werden, wenn die Speisewasserpumpe, das Gebläse für die Feuerung und die Rost- beschickungseinriehtung von dem gleichen Hilfsmotor angetrieben werden. dessen Drehzahlregler vom Dampfdruck in bekannter Weise so beeinflusst wird. dass bei sinkendem Dampfdruck die Drehzahl erhöht wird.
Die vorliegende Verdampferbanart kann zum Betrieb einer solchen Eolbendampfmaschine benutzt werden, die ein bewegtes Einströmsteuerorgan nicht besitzt. Eine solche ist in Fig. 4 dargestellt. Die Einströmöffnung des Zylinders C ist mittels des Rohres 11 dauernd mit der Dampfseite des Verdampfers A in Verbindung. Es wird für jede Kolbenseite ein besonderer Verdampfer oder eine besondere Verdampferbatterie angeordnet. Die Speisung der Verdampfer mit Wasser wird bei jeder Umdrehung der Dampfmaschinenwelle auf die Dauer der Volldruckfüllung der betreffenden Zylinderseite beschränkt.
Bei Anwendung der mehrfachen Dampfdehnung mit hohen wirtschaftlichen Füllungsgraden erhöht
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welle, so dass sich eine günstigere Belastungsdauer des Verdampfers gegenüber der einfachen Dampfdehnung ergibt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verdampfer, bei dem das Speisewasser in einen dünnen Spaltraum zwischen den beheizten Verdampferwänden und einem zwischen diesen Wänden liegenden, festen Körper gedrückt wird und
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für die Verdampfung öffnet.