DE1020042B - Waermeaustauschergefaess, insbesondere Heizkammer fuer Seewasserverdampfer - Google Patents

Description

Es ist bekannt, bei Seewasserverdampfern zur Steigerung der Verdampfungsleistung die Dampfheizkammer mit besonders tief gewellter Wand zu versehen zur Schaffung einer entsprechend großen Wärmeaustauschfläche zwischen dem innen zur Wirkung kommenden Heizdampf und dem sie außen, bespülenden zu verdampfenden Seewasser. Dabei muß dafür gesorgt werden, daß der in den wassergefüllten tiefen äußeren, Wellentälern entstehende Dampf möglichst frei und schnell abfließen kann, also» keine ortliehen Dampfansammlungen auftreten, die das Wasser von der Berührung mit der Heizfläche abhalten und dadurch den Wirkungsgrad der Verdampfung herabsetzen. Zu diesem Zwecke müssen die äußeren. Wellentäler zwischen den nach außen als Hohlrippen vorstehenden inneren Wellentälern sich nach außen deutlich erweitern. Die mit Dampf angefüllten Hohlrippen können dagegen in sich durchweg gleich eng gehalten werden, d. h. parallele Seitenwände besitzen, ao

Außerdem ist aber bei der Formgebung der Heizflächenwellen, der Notwendigkeit Rechnung zu tragen, die mit dem Seewasser in Berührung stehenden Außenseiten der wellenförmigen, Heizflächen von Zeit zu Zeit von Kesselstein zu befreien. Da dies bei den gegebenen Verhältnissen nicht mechanisch von außen her geschehen kann, hat man es durch deformierende Einwirkung auf die Heizfläche von der Heizkammer aus durch vorübergehende Druckänderungen, versucht. Damit hat man bei dem üblichen symmetrischen Wellenverlauf keine günstigen, Erfahrungen gemacht, weil symmetrische Wellen, zu stabil sind. Dagegen sichert eine erfindungsgemäße unsymmetrische Wellenform die Möglichkeit einer Befreiung von Kesselstein durch zur Absplitterung führende vorübergehende Formänderungen der tiefgerippten Heizflächen.. Eine besonders vorteilhafte Form der Unsymmetrie besteht darin, daß die beiden, Wandungen jeder Hohlrippe in derselben Richtung gekrümmt sind, d. h. in im wesentlichen paralleler Krümmung verlaufen. Die einseitig abgebogenen Hohlrippen sprechen durch verhältnismäßig starke Formänderungen auf Änderungen des in der Heizkammer herrschenden Druckes an und können somit leicht durch solche Änderungen von Kesselstein befreit werden.

Einen, Teil der Erfindung bildet das Gesenk zur Herstellung des Wellblechmantels, mit dessen Hilfe die einseitige Krümmung der Rippen, erreicht wird. Wesentlich ist dabei, daß die beiden Gesenkteile tiefe V-förmige Einschnitte aufweisen und sowohl die Gipfel der Einschnitte als auch, die Enden der Stempel abgerundet sind.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel.

Wärmeaustauschergefäß,
insbesondere Heizkammer
für Seewasserverdampfer

Anmelder:

The Maxim Silencer Company,
Hartford, Conn. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Trautmann, Patentanwalt,
Berlin-Zehlendorf, Prinz-Handjery-Str. 68

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. März 1954

Leslie Eugene Knapp, Rocky Hill, Conn. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 1 ist eine Ansicht der Heizkammer eines Seewasserverdampfers,

Fig. 2 eine entsprechende Draufsicht,

Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1 in größerem Maß stäbe;

Fig. 4 stellt ein Gesenk zur Ausführung des Herstellungsverfahrens dar;

Fig. 5 und 6 zeigen die Gesenkteile in einer zweiten und dritten Arbeitsstellung;

Fig. 7 ist eine Darstellung des durch das Verfahren erzeugten gewellten Metallbleches;

Fig. 8 zeigt das gewellte Blech in verdichtetem Zustand.

Die Heizkammer gemäß Fig. 1, 2 und 3 besitzt einen im ganzen, zylindrischen Blechmantel 10 mit tiefen rippenartigen, im wesentlichen, radial vorstehenden hohlen Wärmeübertragungswellen 12 mit Wänden 20. Jede der durch Biegen des Bleches gebildeten Hohlrippen 12 ist oben und unten durch eine Schweißnaht 14 abgeschlossen,. Der mittlere offene Teil des Mantels ist zur Bildung einer Kammer oben durch eine kreisförmige Platte 16 und unten durch einen Ring 18 abgeschlossen.

Die Hohlrippen besitzen, im wesentlichen parallel zueinander verlaufende! Seitenwände und sind aus der radialen Richtung nach einer Seite abgebogen. Es hat sich gezeigt, daß sie in dieser Form Vibrationen, wie sie im Betrieb z. B. durch die Arbeit der Seewasserspeisepumpe eintreten, gut widerstehen, dagegen

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durch länger andauernde kräftigere Druckstöße, z. B. durch Erhöhen, des Dampfdruckes in der Heizkammer bei entleertem Seewasserbehältier bzw. durch Erzeugen eines Unterdruckes in, der Heizkammer durch Einlassen kalten Wassers in den Wasserbehälter bei mit Dampf gefüllter Heizkammer, so stark deformiert werden, daß der bei leerem Seewasserbehälter durch die Dampfwärme eingetrocknete Kesselstein, abspringt.

Beim Betrieb des Seewasserverdampfers wird in die Heizkammer durch die öffnung in der unteren Ringplatte 18 Heizdampf eingeführt, der auch in alle Hohlrippen. 12 eindringt und seine Wärme auf das die Hohlrippen umgebende Seewasser überträgt.

Die Herstellung des gewellten Blechmantels der Heizkammer geschieht in an sich, bekannter Weise durch welliges Biegen einer Blechbahn in einem Gesenk. Dieses besteht aus zum Eingriff miteinander zu bringenden Gesenkteilen mit V-förmigen Einschnitten und Stempeln. Bei festgehaltenem einem Bahnende wird die zur Bildung einer ganzen Hohlrippe nötige Bahnlänge durch einen V-Stempel des einen Gesenkte! 1 es in. einen V-Einschnitt des anderen Teiles hineingezogen. Das Blech wird dabei mit erheblicher Kraft über die Kanten, der beteiligten Gesenkteile gezogen und erfährt durch Überschreiten der Elastizitätsgrenze in. beiden. Wänden der gebildeten Hohlrippe eine bleibende Krümmung in gleicher Richtung. Obgleich sie nach dem vollständigen Einziehen zwischen, den flachen Seitenwänden der Gesenkteile einem erheblichen. Druck unterliegen, wird doch durch diesen Druck ihre Krümmung nicht vollständig aufgehoben, so daß sie nach Herausnahme aus dem Gesenk eine deutliche Bogenform zeigen.

Der Herstellungsvorgang ergibt sich aus Fig. 4, 5 und 6, in denen die Blechbahn, mit 22 und das Ober- und Untergesenk mit 23 und 24 bezeichnet sind.

Das Untergesenk 24 ist schematisch als ein zusammenhängendes Stück mit mehreren mit ihrer Längsrichtung senkrecht zur Zeichenebene und. quer zur Blechbahn. 22 verlaufenden rippenförmigen Teilen von V-förmigem Querschnitt dargestellt. Die aufwärts gerichteten Rippen sind in den Gipfeln 25, 26,, 27, 28 und 29 nach ziemlich kleinen, gleichen Radien gekrümmt und durch V-förmige Einschnitte¹30, 31, 32 und 33 mit ebenfalls nach ungefähr gleichen kleinen Radien gekrümmten Böden voneinander getrennt.

Von rechts nach links nehmen die V-förmigen Gesenkteile und Einschnitte in der Breite ab. Dabei haben die flachen Seiten aller Gesenkteile und Einschnitte im wesentlichen gleiche Länge, während, die Tiefen der Einschnitte in ihrer Länge von rechts nach links ein wenig zunehmen,. Der Einschnitt 30 ist also am flachsten und der Einschnitt 33 am tiefsten..

Das obere Gesenk 23 enthält abwärts ragende V-förmige Stempel 34, 35, 36, 37, die genau in die Einschnitte 30, 31, 32 und 33 passen.

Die Gesenkteile werden so in eine Presse eingesetzt, daß alle Teile des Obergesenks 23 gleichzeitig in Eingriff mit denen, des Bodengesenks gebracht werden können, aber der Stempel 35 auch allein bewegt und mit dem Einschnitt 31 des Untergesenks in Eingriff gebracht werden kann.

Zunächst wird die Blechbahn, 22 mit der Vorderkante 38 von rechts so weit zwischen, das Unter- und Obergesenk eingeführt, daß sie über den Gipfeln 25 und 26 des Untergesenks liegt (Fig. 4). Wird dann das ganze Obergesenk niederbewegt, so erfaßt sein rechter Stempel 34 die Bahn 22 und drückt sie in den Einschnitt 30 unter Bildung der Falte 40.

Nach Wiederanheben des Obergesenks wird die Falte 40 aus dem Einschnitt 36 herausgehoben und die Blechbahn weiter vorwärts bewegt in die Stellung gemäß Fig. 5, in der die Falte im Einschnitt 31 liegt. Sodann wird zunächst der Stempel 35 allein niederbewegt, so daß er die Falte 40 im Einschnitt 31 festklemmt (Fig. 6). Wird dann das übrige. Obergesenk niederbewegt, so erfaßt sein Stempel 34 die Bahn 22 und zieht sie in den Einschnitt 30 von rechts

ίο hinein. Dabei wird sie mit erheblicher Kraft zugleich über den Gipfel des Stempels 34 und den Gipfel 25 des Untergesenks gezogen und unter Überschreitung ihrer Elastizitätsgrenze gebogen. Hierdurch werden den über die Gipfel 34 und 25 gezogenen. Teilen, die je eine Seitenwand einer Hohlrippe bilden, bleibende Längskrümmungen erteilt, die in derselben. Richtung verlaufen, nämlich mit ihren konkaven Seiten, nach rechts gerichtet sind. Diese, gebogenen Blechteile werden zwar schließlich zwischen den sich dicht an sie

ao anlegenden flachen Seiten der ineinandergreifenden Gesenkteile gepreßt, jedoch wird dadurch die ihnen erteilte bleibende Krümmung nicht ganz rückgängig gemacht, so daß beim Herausnehmen des V-förmig gestalteten Teiles der Blechbahn. aus dem Gesenk dessen Seitenwände eine beachtliche Krümmung behalten.

Nach Bildung der ersten, sich an die Falte 40 anschließenden V-förmigen Falte in der Blechbahn und Wiederanheben des Obergesenks 23 wird die Bahn weiter vorgeschoben, so daß die Falte 40 in den. Einschnitt 32 und die erste V-förmige Falte in den Einschnitt 31 gelangt. Dann, wird wiederum der Stempel 35 allein niederbewegt und dadurch in Eingriff mit der ersten vollständigen Falte im Einschnitt 31 gebracht. Infolgedessen hält der Stempel 35 die Blechbahn wieder fest, während bei der darauf folgenden Abwärtsbewegung des übrigen Obergesenks der Stempel 34 im Einschnitt 30 des Untergesenks eine weitere V-förmige Rippe bildet. Gleichzeitig kommt der Stempel 36 des Obergesenks im Einschnitt 32 in Eingriff mit der Falte 40, deren Seitenflächen dabei näher zusammengedrückt werden.

Nach Wiederanheben des Obergesenks 23 wird derselbe Arbeitsvorgang wiederholt durch Vorschieben der Vorderkantenfalte 40 in. den nächstfolgenden Einschnitt 33 des Untergesenks und Bildung einer dritten V-förmigen Falte im Einschnitt 30.

Die erwähnten. Arbeitsvorgänge werden, schrittweise wiederholt, bis die gewünschte Anzahl V-Rippen gebildet und die letzte V-Rippe im linken Einschnitt 33 zusammengedrückt worden ist. Die gefaltete Metallbahn, hat dann die Form gemäß Fig. 7, bei der alle Falten genau gleich und ihre Seitenflächen sämtlich in derselben Richtung gekrümmt sind. Diese gefaltete Bahn wird vor dem Verarbeiten allein oder zusammen mit anderen gleichen. Faltenbahnen zu einem Heizkammermantel in der Längsrichtung verdichtet (Fig. 8), um die einzelnen Rippen dichter aufzuschließen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   l.W'ärmeaustauschergefäß, insbesondere Heizkammer für Seewasserverdampfer, mit einem Mantel aus oben und unten, verschlossenen, zueinander parallel verlaufenden und aus einem Wellblech mit besonders tiefen und schmalen Wellen, gebildeten Hohlrippen, die das eine der Wärmeaustauschmittel, insbesondere Heizdampf, aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die vor-

   zugsweise im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Seitenwandungen jeder Hohlrippe in derselben Richtung gekrümmt sind.
2. 2. Gesenk zur Bildung der Hohlrippen nach Anspruch 1, mit dem eine Blechtafel gegen Längsbewegung in der einen Richtung festgehalten, und in der anderen Richtung zwischen quer zu ihm verlaufenden, nach Art einer Verzahnung miteinander im Eingriff stehenden Gesenkteilen gezogen und jede Hohlrippe in einem einzigen Arbeitsgang gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gesenkteile tiefe V-förmige Einschnitte

   aufweisen und daß die Gipfel der Einschnitte und die Enden der Stempel abgerundet sind.
3. 3. Gesenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte und Stempel der beiden Gesenkteile in der Durchgangsrichtung der Blechtafel sich fortschreitend verjüngen.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 2469, 178 326; schweizerische Patentschrift Nr. 180 736; USA.-Patentschriften Nr. 2 649 408, 2 359 650, 264 102, 2 385 080.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ' 709 807/171 11.57