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Anordnung zur Verhütung der Wasserabscheidung aus Heizgasen an flüssigkeit- gekühlten Wandungen.
Die Erfindung betrifft Anordnungen, bei welchen Verbrennungsgase an gekühlten Metallwandungen entlang geführt werden, also beispielsweise Flüssigkeitserhitzer, Dampferzeuger u. dgl. mit einem gekühlten Schacht für die Heizgase. Bei den bisher bekannten Einrichtungen dieser Art bestand der Übelstand, dass infolge der Kühlung der Führungswände deren Temperatur auf der den Heizgasen zugekehrten Seite niedriger war als der Taupunkt der Verbrennungsgase, so dass sich Feuchtigkeit aus diesen Gasen auf der Innenwand des Schachtes niederschlug. Dieser Feuchtigkeitsniedersehlag begünstigt erfahrunggemäss in hohem Masse chemische Einwirkungen der Heizgase auf die Schachtwandungen, bildet also die Ursache ihrer vorzeitigen Zerstörung.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Vermeidung des Wasserniederschlages die den Heizgasen ausgesetzten gekühlten Wandungen mit einer Bekleidung aus einem Material von geringer Wärmeleitungsfähigkeit zu versehen. Eine solche Anordnung bringt aber verschiedene Nachteile mit sich ; das zu solchen Verkleidungen zur Verfügung stehende Material (z. B.
Asbest) besitzt nur geringe Festigkeit und wird deshalb leicht verletzt. Es müssen daher noch besondere Vorkehrungen zu seinem Schutz getroffen werden. Ferner ist die Befestigung einer derartigen Verkleidung an den Wänden des Flüssigkeitserhitzers schwierig durchzuführen. Da eine solche Verkleidung auch wärmeisolierend wirkt, wird der Wert der gekühlten Wand als Heizfläche sehr stark herabgesetzt.
Nach der Erfindung wird der Feuchtigkeitsniederschlag an den gekühlten Wänden dadurch vermieden, dass auf der Heizgasseite, in einigem Abstand von der. zu schützenden Wand, eine weitere Metallwand angeordnet ist, welche in gewissen Abständen mit der zu schützenden Wand wärmeleitend verbunden ist. Die Wirkung dieser Anordnung ergibt sich aus folgendem : Bei der ungeschützten Wand tritt die Wärme aus den Heizgasen an jeder Stelle unmittelbar durch die Wand in die Flüssigkeit über, sie hat also nur den verhältnismässig geringen, der Wanddicke entsrechenden Durchströmwiderstand der Wand zu überwinden, so dass in der Wand nur ein kleines Temperaturgefälle entsteht. Bei der Anordnung nach der Erfindung dagegen muss die an die Schutzwand übergehende Wärme erst eine
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wand nimmt eine höhere Temperatur als die zu schützende Wand an.
Da nun auch die gesamte in die Schutzwand eindringende Wärme an den verhältnismässig kleinen Berührungsstellen zwischen Schutzwand und gekühlter Wand überströmen muss, so ergibt sich an diesen Stellen ein besonders starker Wärmestrom, zu dessen Aufrechterhaltung sich eine höhere Temperaturdifferenz einstellen muss, so dass auch an diesen Berührungsstellen die Wandtemperatur auf der Gasseite beträchtlich höher liegt als bei einer den Heizgasen unmittelbar ausgesetzten gekühlten Schachtwand. Die Verhältnisse lassen sich durch Versuch oder Berechnung so bestimmen, dass die zum Wärmetransport von der Schutzwand nach der Flüssigkeit nötigen Temperaturunterschiede so hoch werden, dass die Temperatur der Schutzwand den Taupunkt der Heizgase übertrifft.
Die Schutzwand bleibt dann vollkommen trocken und ist dadurch gegen chemische Einwirkung der Heizgase wirksam geschützt. Anderseits kann die Temperatur dieser Schutzwand auch nicht unzulässig hoch werden, da die an die Schutzwand übergehende Wärme durch die Berührungsstellen zwischen Schutzwand und zu schützender Wand hindurch an das die letztere
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bespülende Kühlmittel abgeleitet wird. Zur genaueren Regelung der Temperatur der Schutzwand können an den Stellen, wo das Kühlmittel noch niedere Temperatur besitzt, die Berührungsstellen weiter auseinanderliegen, so dass der Wärmeweg in der Schutzwand länger und die Temperatur der letzteren gegen- über der Kühlmitteltemperatur höher wird als an den Stellen, wo das Kühlmittel höhere Temperatur besitzt.
Da die zu schützende Wand von den Heizgasen jetzt nicht mehr bespült wird, kann sich auch auf ihr keine Feuchtigkeit niederschlagen. Um diese Wirkung besonders sicherzustellen und jegliches Eindringen von Verbrennungsgasen in den schmalen Raum hinter der Schutzwand zu verhüten, kann die Anordnung noch dadurch weiter vervollkommnet werden, dass dieser Raum an den Rändern der Schutzwand abgeschlossen wird.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für den Gegenstand der Erfindung dargestellt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen gemäss der Erfindung gebauten Flüssigkeitserhitzer. Dabei ist Fig. 1 ein senkrechter Schnitt nach Linie 1-1 der Fig. 2, Fig. 2 ein Horizontalschnitt nach Linie 11-11 der Fig. J.
Der Erhitzer besteht aus dem ringförmigen Flüssigkeitsbehälter, der von der Innenwand 1 und der Aussenwand 2 begrenzt wird. Am unteren Ende dieses Behälters ist der Brenner 3 angeordnet. Die Heizgase durchströmen zunächst den durch den unteren Teil des Erhitzers gebildeten freien Auftriebsschacht 5 und treten d1nn in den Rippenheizkörpar 4 ein, wo sie ihre Wärme grösstenteils abgeben. Sie verlassen den Erhitzer dureh die obere Öffnung der Abzugshaube 6. Auf der Innenseite des Schachtes 5, in geringem Abstand von der Innenwand 1 des Flüssigkeitsbehälters ist eine zweite Wand, die Schutzwand 7 angeordnet, welche gleichfalls aus Metall besteht.
Die Schutzwand besitzt senkrecht verlaufende Rillen 8, deren Rückenflächen mit der gekühlten Wand 1 wärmeleitend verbunden sind. Um ein Ein-
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an ihrem oberen Ende bei 9 nach der Wand 1 hin abgebogen. Der Abschluss dieses Zwischenraumes kann natürlich auch auf beliebige andere Weise erfolgen, beispielsweise wie in Fig. 3 dargestellt durch Einlegen einer Schnur 10 aus wärmebeständigem Material. Die Ausgestaltung der Berührungsstellen zwischen der gekühlten Wand 1 und der Schutzwand 7 ist auf verschiedene Weise möglich. An Stelle der senkrechten Rillen können beispielsweise horizontal verlaufende Rillen angeordnet sein. Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 4 und 5.
Hienach ist die Schutzwand 7 mit näpfehenartigen Ver- tiefungen12 versehen, welche mit ihrem Rücken an die gekühlte Wand 1 angeschlossen sind. Die zur Verbindung der beiden Wände dienenden Vorsprünge, Rillen u. dgl. können natürlich auch in der gekühlten Wand 1 vorgesehen sein.
Zur Übertragung der Wärme von der Schutzwand 7 auf die Wand 1 können auch besondere Zwischenkörper angeordnet sein, welche mit beiden Wänden in wärmeleitender Verbindung stehen. Ein Beispiel hiefür zeigt Fig. 6. Hier ist zwischen die Wände 1 und 7 eine dritte gewellte Wand 13 eingeschoben, welche die Weiterleitung der Wärme aus der Wand 7 nach der Wand 1 bewirkt. Die Herstellung der wärmeleitenden Verbindung zwischen der Schutzwand und der gekühlten Wand kann auf beliebige Weise, z. B. durch Anlöten, Schweissen oder auch durch blosses Zusammenpressen erfolgen. Ein Ausführungsbeispiel für die letzte Möglichkeit zeigt Fig. 7. Hier ist die Schutzwand 7 eines runden Auftriebsschachtes in einzelne segmentartige Teile aufgelöst, die an den Enden mit kurzen Umbiegungen 15 versehen sind, mit welchen sie sich gegen die Wand 1 legen.
Durch die federnde Wirkung der gekrümmten Rückenflächen der mit Spannung eingepassten Schutzwandteile ergibt sich eine dauernde Anpressung der Umbiegungen 15 gegen die gekühlte Wand 1. Fig. 8 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Erfindung
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Flüssigkeit, welche in Röhren 16 geführt ist, die in gewissen Abständen auf Wand 1 aufgelötet sind.
Die Schutzwand 7 ist bei diesem Beispiel mit der Wand 1 derart verbunden, dass die Berührungsstellen der beiden Wände zwischen je zwei Kühlrohren 16 zu liegen kommen. Die in die Schutzwand 7 eindringende Wärme muss also zunächst in dieser Wand nach dieser Berührungsstelle, sodann durch Wand Z nach der Anschlussstelle der Röhren 16 strömen, um erst dort in die Flüssigkeit überzutreten. Durch diesen langen Wärmeweg wird die Einhaltung einer über dem Taupunkt der Heizgase liegenden Temperatur der Schutzwand sehr sicher erreicht.
Fig. 9 zeigt als Ausführungsbeispiel den am oberen Ende des Auftriebsschaehtes 17 angeordneten Wärmeaustauschkörper eines Flü3sigkeitserhitzers. Bei diesem sind die beiden Verteilungskammern 22 und 27 durch Rohre 23 miteinander verbunden und über die Rohre sind Rippen oder Lamellen 24 geschoben. In geringem Abstande von den Wänden sind die Schutzwände 7, 7'angeordnet, die gleichfalls rippenartig ausgebildet, jedoch an ihrem unteren Rande nach den Wänden 1, 1'hin abgebogen und mit diesen verbunden sind, so dass Heizgase in den Zwischenraum nicht eindringen können. Eine Überhitzung der Schutzwände 7, 7'ist dadurch vermieden, dass diese mit den Flüssigkeitskanälen 23 wärmeleitend verbunden sind.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 und 11 wird die Temperatur der Schutzwand 28 dadurch
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