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Wärmeübertragungstrommel Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine
mit einer mit einem Mantel versehenen Walze oder Trommele der eine Flüssigkeit mit
einem niedrigen Verdampfungsbeiwert zugeführt wird, wobei die Trommel gedreht wird,
um eine gleichmäßige Verteilung der Temperatur über die gesamte Umfangsfläche der
Trommel zu erzielen; solche Walzen oder Trommeln sind insbesondere zum Trocknen
und/oder Härten und/oder Nachbehandeln von natürlichen und synthetischen Textilmaterialien
geeignet. Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Maschine der genannten
Art vorzusehen, doch sei bemerkt, da6 sich die Erfindung nicht auf den angegebenen
Verwendungszweck beschränkt.
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Bei bekannten Maschinen der vorstehend genannten Art ist
es
bis jetzt erforderlich, die 2denge der in dem Mantel enthaltenen Flüssigkeit kleiner-zu
halten als das. Fassungsvermögen .degMantels, um die auftretende Wärmeausdehnung
der Flüssigkeit zu berücksichtigen. Dies bedeutet, da3 der Temperaturfühler,
der
den Betrieb des Brennere regelt, bei jeder Umdrehung der
Trommel aus der Flüssigkeit
auftaucht, so daB Schwenkungen bezüglich der ,oärmezufuhr auftreten, die sich entsprechend
auf die Temperatur der Flüssigkeit in dem Mantel auswirken.
Solche
Sch@,vankungen sind in jedem Fall unerwünscht, doch wirken sie sich dann besonders
ungünstig aus, wenn die Trommel nur mit einer niedrigen Geschwindigkeit gedreht
wird.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht nunmehr darin, eine verbesserte
Maschine der genannten Art vorzusehen, bei welcher der Temperaturfühler ständig
und bei jeder beliebigen Trommeldrehzahl von der Flüssigkeit umspült wird.
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Bei bekannten Maschinen ist der Brenner nahe einem Ende der Trommel
angeordnet, und es sind innenliegende Schaufeln oder Flügel vorgesehen, um die Flüssigkeit
umzuwälzen und so eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung zu erzielen.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht nunmehr darin, eine verbesserte
Maschine der erwähnten Art vorzusehen, bei welcher die mit Hilfe des Brenners erzeugte
4ärme gleichmäßiger über die ganze Länge des Trommelmantels verteilt wird.
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In neuzeitlichen Industriebetrieben wird ein Betrieb mit hoher Trommeldrehzahl
gefordert; wenn eine bekannte Maschine der erwähnten Art mit hoher Drehzahl
betrieben wird, bildet sich aus unbekannten Gründen ein Temperaturunterschied zwischen
den Enden der Trommel aus. Es wurden verschiedene Untersuchungen und Versuche durchgeführt,
um den Sachverhalt zu klären, doch wurden keine brauchbaren Ergebnisse erzielt.
Während
diese Untersuchungen durchgeführt wurden, ging eine Meldung ein, daß auch
bei einer in Taamanien aufgestellten Maschine ein ähnlicher Temperaturunterschied,
jedoch in der entgegengesetzten Richtung, auftrat. Die daraufhin durchgeführten
weiteren Untersuchungen zeigten, daß die in Tasmanien betriebene Maschine
von gleicher Bauart war wie die Maschinen, die in Breiten nördlich von Mezico
betrieben wurden, und daß die Trommel in der gleichen Richtung gedreht wurde. Die
weiter-hin angestellten Überlegungen legten nahe, daß der gleich
große,
jedoch entgegengesetzt gerichtete Temperaturunterschied auf den Goriolie-Dffekt
zurückzuführen-sein könnte, der be-wirkt, daß sich eine Flüssigkeit in einer
umlaufenden Trommel,-die sich- südlich des Äquators befindet und im Uhrzeigersinne
gedreht wird, in einer bestimmten Richtung bewegt, während sich die Flüssigkeit
dann in der entgegengesetzten Richtung bewegt, wenn sich die im Uhrzeigersinne umlaufende
Trommel nördlich des Äquators befindet.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht nunmehr darin, eine
verbesserte Maschine der genannten Art vorzusehen, bei der ein solcher Coriolis-Effekt
nicht auftritt.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen.
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Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Maschine der Trommelbauart zum
Erwärmen von Material oder dergleichen im Längsschnitt.
Fig. 2 ist
ein vergrößerter Schnitt längs der Linie.2-2 in Fig. 1.
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Fig. 3 ist ein vergrößerter Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1.
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Bei der hier gezeigten Maschine handelt es sich um eine Maschine der
Bauart, die einen inneren Zylinder 10, einen äußeren Zylinder 12 und Stirnwände
14 und 16 umfallt, welche einen Raum 18 abgrenzen; der ttaum 18 dient zum Aufnehmen
eines Wärmetibertragungamediuma, das. einen hohen Siedepunkt besitzt; bei dem Wärmeübertragungsmedium
kann es sich z.B. um das unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung Dowthern erhältliche
Material oder um eine andere geeignete Flüssigkeit handeln.
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Durch die Stirnwand 16 hindurch ragt in den inneren Zalinder 10 ein
Reihenbrenner 20 hinein, dem der Brennstoff von einer geeigneten, hier nicht gezeigten
Quelle aus zugeführt wird, wobei die Brennstoffzufuhr durch eine thermische Sonde
22 geregelt wird, die, wie im folgenden erläutert, ständig in die Flüssigkeit in
dem Raum 18 eintaucht und dazu dient, den Strom des dem Brenner zugeführten Brennstoffs
zu regeln. Die-elektrische Schaltung der negelsonde bzw. des Temperaturfühlers 22
ist. von bekannter Art, so daß sich eine nähere Beschreibung erübrigen dürfte. Ba
sei lediglich bemerkt, daß jeder Rückgang der Temperatur der Küssigkeit in dem Haum
18 den TemperaturfUhler 22 veranlaßt, die Zufuhr von Brennstoff zudem Brenner zu
vergrößern, und umgekehrt.
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Durch die andere Stirnwand 14 ragt in die Verbrennungskammeroein Abgasrohr
28 hinein, das iffnungen 30 aufweist, die zu einer Leitung 32 zum Abführen der Abgase
führ«n.
Da die Wärmedehnung und Verdampfung der Flüssigkeit berücksichtigt
werden muß, kann man einen allseitig abgeschlossenen t@aum -wie den baum 1 £i gemäß
Fig. @ nur bis zu einer -besitimm ten Höhe füllen, wie es in Fig. 2 durch eine strichpunktierte
Linie angedeutet ist; wie weiter oben erwähnt, ergeben sich aus dieser Beschränkung
die eingangs beschriebenen Schwierigkeiten.
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Die Erfindung ermöglicht es nunmehr, den Hantelraum 18 vollständig
mit der Flüssigkeit zu füllen und gleichzeitig einen ausreichenden Raum vorzusehen,
der es ermöglicht, die Ausdehnung der erhitzten Flüssigkeit auszugleichen.
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Zu dem genannten Zweck wird gemäß der Erfindung ein Behälter 34 vorgesehen,
der mit dem Mantelraum 18 über Öffnungen 36 in Verbindung steht, die es der Flüssigkeit
ermöglichen zwischen dem Raum 18 und dem Behälter 34 hin- und herzuströmen. Es sei
bemerkt, daß der Rehälter 34 mit den Zylindern 10 und 12 drehfest verbunden ist,
und daß dieses Aggregat mit Hilfe eines Motors Iä über ein geeignetes, hier nicht
näher zu beschreibendes Getriebe in Drehung versetzt wird. Ferner sei bemerkt,-daß
das 2assungsvermögen des Behälters 34 so gewählt ist, daß der Behältereine Flüssigkeitsmenge
aufnehmen kann, die ausreicht, um den Raum 18 zu füllen, oder die etwas mehr als
ausreichend ist, um den Raum 18 zu füllen.
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Nachstehend ist die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Maschine beschrieben.
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Befindet sich die Maschine im Stillstand, strömt ein .Teil der Flüssigkeit
aus dem Ringraum 18 in den Behtlter 34s so daß die Standhöhe der Plssigkeit in dem
Raum 1:8 etwa
der strichpunktierten Linie in Fig. 2 entspricht.
@Jird die Trommel gedreht, bewirken Fliehkräfte, daß die in dem Behälter 34 befindliche
Flüssigkeit über die Offnungen 36 nach außen gedrückt und in den Raum 18 geleitet
wird, bis dieser Raum . vollständig gefüllt Test. Die noch verbleibende Flüssigkeit
legt sich an die Innenfläche der Wandung des Behälters 34 an, so daß der mittlere
seil des Behälters 34 leer ist und gegebenenfalls Dampf aufnehmen kann; außerdem
ermöölicht es der Behälter 34, den-2lüssigkeitsdruck herabzusetzen, der anderenfalls
bei einer Äusdehnung der r@lüssigkeit in dem Raum 18 auftreten würde. Bei der beschriebenen
Anordnung wird der Mantelraum 18 vollständig gefüllt, wenn sich die Laschine in
Betrieb befindet, und der Temperaturfühler 22 taucht ständig in die Flüssigkeit
ein, so daß die gärmezufuhr ununterbrochen geregelt werden kann. Die Tatsache, daß
der Trommelmantel vollständig gefüllt ist, wirkt dem Coriolis Effekt entgegen und
führt daher zu einem gleichmäßigeren aärmeübergang.
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Gegebenenfalls kann man r'lügel oder Schaufeln 38 bekannter Art vorsehen,
um die Zirkulation der 2-lüssigkeit in dem Ringraum 18 weiter zu verbessern.