DE181886C

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Publication number: DE181886C
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ι. Q η ι. Q η

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 181886 KLASSE XJd. GRUPPE- M 181886 CLASS XJd. GROUP

Röhrenoberflächenkondensator. Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. September 1904 ab. Tubular surface capacitor. Patented in the German Empire on September 22, 1904.

Die Erfindung bezieht sich auf Röhrenoberflächenkondensatoren, bei welchen der Dampf aus einer Verteilungskammer durch einen über die ganze Breite bezw. Länge des Kondensators sich erstreckenden Schlitz in den Kondensatorraum eintritt und durch eingebaute Zwischenwände gezwungen wird, die Vorrichtung im Zickzack zu durchströmen, wobei er senkrecht auf die Kühlrohre auftrifft, die zwischen den Zwischenwänden liegen oder durch dieselben hindurch sich erstrecken. The invention relates to tubular surface capacitors, in which the steam from a distribution chamber through a BEZW over the entire width. Length of Condenser extending slot enters the condenser chamber and built through Partitions are forced to flow through the device in a zigzag, where it strikes the cooling tubes perpendicularly, which lie between the partition walls or extend through them.

Bezweckt wird mit der Erfindung die Schaffung eines äußerst wirksamen Kondensators bezw. einer hohen Wirksamkeit der den Wärmedurchgang vermittelnden Flächen durch Sicherung eines gleichmäßigen Durchflusses des Dampfes durch den Kondensator bezw. dessen einzelne Abteile. Ferner soll durch die Erfindung der Rückdruck, der durch den Richtungswechsel des Dampfes beim Überströmen von einem Abteil in das andere entsteht, beseitigt bezw. wesentlich verringert werden, auch sollen örtliche An-Sammlungen von stillstehenden Dampf- und Luftschichten, welche die Luftverdünnung im Kondensator beeinträchtigten, verhindert werden ; schließlich wird eine Vergrößerung bezw. bessere Ausnutzung der Wirksamkeit des Kondensators in thermischer Hinsicht bezweckt, damit das Niederschlagwasser angenähert eine Temperatur erhält, die dem Druck in den Abteilen des Kondensators entspricht.The invention aims to provide an extremely efficient capacitor respectively a high effectiveness of the surfaces mediating the heat transfer by ensuring an even flow of the steam respectively through the condenser. its individual compartments. Furthermore, the invention of the back pressure, the arises due to the change in direction of the steam when flowing over from one compartment to the other, respectively. essential are to be reduced, local accumulations of standing steam and Air layers, which impaired air dilution in the condenser, can be prevented ; finally, an enlargement is respectively. better use of the effectiveness of the The purpose of the condenser from a thermal point of view is to approximate the rainwater maintains a temperature equal to the pressure in the compartments of the condenser is equivalent to.

Der angestrebte Zweck wird dadurch erreicht, daß die Aufteilung des Kondensatorinnenraumes mittels Zwischenwände erfolgt, die parallel zu den Mittellinien der Kühlrohre laufen, daß die einzelnen Abteile miteinander durch sich über die ganze Länge des Kondensators erstreckende Verbindungsschlitze verbunden sind, deren Durchgangsquerschnitte sich allmählich im Verhältnis zu der sich verringernden Dampfmenge verengen, wobei zur Vermeidung des Rückdruckes beim Richtungswechsel des Dampfes vor und hinter den Verbindungsschlitzen rohrlose Räume vorgesehen sein können, welche das gleichmäßige Überströmen des Dampfes von einem Abteil in das nächste Abteil wesentlich unterstützen, und daß das sich bildende Dampfwasser sofort nach seiner Bildung aus jedem Abteil durch unter Wasserverschluß stehende Ausläufe von nur geringem Durchgangsquerschnitt in einen Sammelkanal abgeführt wird.The intended purpose is achieved by dividing the interior of the condenser by means of partitions, which run parallel to the center lines of the cooling tubes, that the individual compartments with each other are connected by connecting slots extending over the entire length of the capacitor, the passage cross-sections of which gradually increase in relation to Narrow the decreasing amount of steam, thereby avoiding the back pressure When the direction of the steam changes in front of and behind the connecting slots, tubeless spaces can be provided, which substantially support the uniform overflow of the steam from one compartment to the next, and that the formed steam water immediately after its formation from each compartment through under Water seal standing outlets with only a small passage cross-section in one Collective channel is discharged.

Auf den Zeichnungen ist in den Fig. 1 bis 4 ein der Erfindung gemäß eingerichteter Kondensator dargestellt, welcher unter gewöhnlichem Luftdruck arbeitet und sich besonders als Hilfskondensator für Dampfwinden usw. an Bord von Dampfschiffen eignet, aber auch als mittels Auspuffdampf zu betreibender Speisewasservorwärmer benutzt werden kann, und zwar ist Fig. 1 eine Längsansicht, Fig. 2 ein Querschnitt nach Linie A-A und Fig. 3 ein solcher nach Linie B-B; Fig. 4 ist ein Längsschnitt nach Linie C-C. In den Fig. 3 bis 8 ist ein unter Luftverdünnung arbeitender Rohroberflächenkondensator dargestellt; Fig. 5 ist ein. Querschnitt nach Linie. D-D und Fig. 6 ein solcherIn the drawings, in FIGS. 1 to 4, a condenser set up according to the invention is shown, which operates under normal air pressure and is particularly suitable as an auxiliary condenser for steam winches etc. on board steam ships, but can also be used as a feed water preheater to be operated by means of exhaust steam 1 is a longitudinal view, FIG. 2 is a cross section along line AA and FIG. 3 is a cross section along line BB; Fig. 4 is a longitudinal section along line CC. 3 to 8 show a pipe surface condenser operating with air dilution; Fig. 5 is a. Cross-section by line. DD and FIG. 6 one such

nach Linie E-E; Fig. 7 ist ein senkrechter Längsschnitt nach Linie F-F und Fig. 8 ein wagerechter Schnitt durch den Kondensator nach Linie G-G. In Fig. 7 und 8 sind der Deutlichkeit wegen die Kühlrohre nicht dargestellt. to line EE; FIG. 7 is a vertical longitudinal section along line FF and FIG. 8 is a horizontal section through the capacitor along line GG. In Fig. 7 and 8, the cooling tubes are not shown for the sake of clarity.

Bezugnehmend auf das in den Fig. 5 bis 8 veranschaulichte Ausführungsbeispiel ist der Innenraum des Kondensatorgehäuses a¹ durch leicht geneigte Zwischenwände c in einzelne verschieden große Abteile geteilt, die durch Schlitze e in Verbindung stehen. Diese Schlitze erstrecken sich über die. ganze Länge der Abteile und laufen parallel zu den Wasserrohren d. Der Dampf tritt aus der an den Kondensator a^l angeschlossenen Verteilungskammer α durch einen sich über die ganze Länge des Kondensators erstreckenden Schlitz b in das unterste Abteil ein, durchfließt die einzelnen Abteile der Reihe nach im Zickzack und wird schließlich zusammen mit der Luft aus dem obersten und kleinsten Abteil durch eine an den Stutzen/" angeschlossene Luftpumpe abgesaugt. Die die einzelnen Abteile durchsetzenden Kühl- oder Wasserrohre d laufen den Zwischenwänden c parallel und werden von dem Dampf unter ungefähr rechtem Winkel getroffen. Die Kühlrohre d der einzelnen Abteile sind in der üblichen Weise an den Enden durch Kanäle g verbunden, die sich in den Verschlußböden h befinden. Der Zutrittsstutzen i für das Kühlwasser befindet sich an dem vom Dampf zuletzt durchströmten Abteil, der Austrittsstutzen k an dem Abteil, in welches der Dampf zuerst einströmt, so daß also das Kühlwasser im Gegenstrom zu dem Dampfweg durch die Kondensatorabteile geführt wird. Die Rohre d in dem größeren Dampfeintrittsabteil sind zweckmäßig in zwei hintereinander geschaltete Gruppen geteilt, um einen gleichmäßig schnellen Wasserdurchfluß durch sämtliche Röhren zu erhalten.Referring to the embodiment illustrated in FIGS. 5 to 8, the interior of the capacitor housing a ^{1 is divided} by slightly inclined partition walls c into individual compartments of different sizes, which are connected by slots e . These slots extend across the. entire length of the compartments and run parallel to the water pipes d. The steam enters the lowest compartment from the distribution chamber α connected to the condenser a ^l through a slot b extending over the entire length of the condenser, flows through the individual compartments in a zigzag sequence and finally, together with the air, comes out of the uppermost and the smallest compartment sucked off by an air pump connected to the nozzle / ". The cooling or water pipes d passing through the individual compartments run parallel to the partition walls c and are hit by the steam at approximately right angles. The cooling pipes d of the individual compartments are in the usual Connected at the ends by channels g which are located in the closure bottoms h . The inlet connection i for the cooling water is located on the compartment through which the steam flows last, the outlet connection k on the compartment into which the steam flows first, so that the cooling water is passed in countercurrent to the steam path through the condenser compartments The pipes d in the larger steam inlet compartment are expediently divided into two groups connected in series in order to obtain a uniformly rapid flow of water through all the tubes.

Damit der Dampf beim Übergang aus dem einen in das nächste Abteil keinen größeren Widerstand findet und die Rohre d der Abteile möglichst rechtwinklig trifft, besitzt der je zwei Abteile verbindende Raum n, welcher sich unterhalb und oberhalb der Verbindungsschlitze e befindet, keine Rohre und nimmt im unteren Teil nach oben hin im Querschnitt an Weite zu, während derselbe im oberen Teil, also oberhalb des zum nächsten Abteil führenden Schlitzes e, an Weite abnimmt. Diese Räume η werden zweckmäßig als Ausbauchungen der Kondensatorlängswände gestaltet. Um das von den Zwischenwänden c herabrinnende Dampfwasser an gewissen Kantenpunkten gesammelt herabfließen zu lassen, damit dasselbe dem aufsteigenden Dampf weniger Widerstand bietet, sind die Zwischenwände auf der oberen Fläche mit V-förmigen Rippen ο versehen, die zwischen ihren an den Kanten auslaufenden Enden Kanäle zum Abfluß des Dampfwassers bilden (Fig. 5 und 8).So that the steam does not encounter any greater resistance when passing from one compartment to the next and meets the pipes d of the compartments as at right angles as possible, the space n connecting two compartments, which is located below and above the connecting slots e , has no pipes and takes in lower part upwards in cross-section in width, while the same in the upper part, i.e. above the slot e leading to the next compartment, decreases in width. These spaces η are expediently designed as bulges in the longitudinal walls of the condenser. In order to allow the steam water trickling down from the partition walls c to flow down collectively at certain edge points, so that it offers less resistance to the rising steam, the partition walls on the upper surface are provided with V-shaped ribs ο , the channels to the between their ends running out at the edges Form the drain of the steam water (Fig. 5 and 8).

Durch sorgfältige Versuche ist festgestellt worden, daß durch einen plötzlichen, scharfen Richtungswechsel des Dampfstromes in einem Kondensator, welcher unter Ltfftverdünnung arbeitet, also z. B. beim Überströmen des Dampfes von einem Abteil in ein anderes, ein größerer Druck in dem Abteil entsteht, welches der Dampf verläßt, als in dem Abteil, in das der Dampf eintritt. Dieselbe Erscheinung tritt ebenfalls ein, wenn die Geschwindigkeit des Dampfstromes eine plötzliche Änderung erfährt. Dieser Rückdruck ist bei allen in Unterabteile geteilten Kondensatoren vorhanden, und es ist von größter Wichtigkeit, daß er auf das mögliche Mindestmaß verringert wird, besonders bei Kondensatoren, die mit großer Luftverdünnung arbeiten. Es ist also von großer Wichtigkeit, daß der Dampf mit gleichmäßiger Geschwindigkeit die Rohrbündel der einzelnen Abteile durchzieht. Diese technisch neuen und wertvollen Wirkungen werden dadurch erreicht, daß man die Verbindungsschlitze e der einzelnen Abteile im Durchgangsquerschnitt kleiner werden läßt. Hierdurch wird erreicht, daß die Durchgangsquerschnitte in das richtige Verhältnis zu den sie durchfließenden Dampfmengen kommen, so daß Ansammlungen stillstehender Dampf- und Luftmengen in den einzelnen Abteilen nicht vorkommen können, was aber der Fall wäre, wenn man die Durchgangsöffnungen e, ohne auf die Verringerung der Dampfmenge Rücksicht zu nehmen, überall gleich groß machen würde. Noch mehr gesteigert wird die Wirkung der sich verengenden Schlitze e, wenn man den nach einem Schlitz e führenden Teil des Verbindungsraumes η größer und den von diesem Schlitz wegführenden Teil des Verbindungsraumes η kleiner werden läßt, was am besten durch Anordnung ausgebauchter Kondensatorwände a} erreicht wird (Fig. 5 und 6).Careful experiments have shown that a sudden, sharp change in direction of the steam flow in a condenser which works with air dilution, e.g. B. when the steam flows over from one compartment to another, a greater pressure arises in the compartment which the steam leaves than in the compartment into which the steam enters. The same phenomenon occurs when the speed of the steam flow changes suddenly. This back pressure is present in all sub-compartment condensers, and it is of the utmost importance that it be reduced to the minimum possible, especially in condensers that operate with great air dilution. It is therefore of great importance that the steam traverses the tube bundles of the individual compartments at a uniform speed. These technically new and valuable effects are achieved in that the connecting slots e of the individual compartments are made smaller in the passage cross-section. This ensures that the passage cross-sections come into the correct ratio to the steam quantities flowing through them, so that accumulations of stagnant steam and air quantities cannot occur in the individual compartments, but this would be the case if the passage openings e were not reduced taking into account the amount of steam would make everything the same. The effect of the narrowing slots e is increased even more if the part of the connecting space η leading to a slot e is made larger and the part of the connecting space η leading away from this slot is made smaller, which is best achieved by arranging bulged capacitor walls a} (Figures 5 and 6).

Zur Ableitung des sich bildenden Dampfwassers aus den verschiedenen Abteilen ist das Abteil oberhalb der zweiten Zwischenwand c mit dem Warmwassersammelkanal m durch ein besonderes Rohr I¹ verbunden (Fig. 5 und 6), während die Verbindung zwisehen dem untersten Abteil und dem Kanal m durch einen Rohrstutzen / bewirkt ist, dessen Ende in das im Kanal m befindliche Dampfwasser taucht; ebenso steht die Einmündung des Rohres Z¹ in den Kanal m durch das in diesem befindliche Wasser unter Wasserverschluß. Da die Querschnitte der AusläufeTo discharge the steam water that forms from the various compartments, the compartment above the second partition c is connected to the hot water collecting duct m by a special pipe I ¹ (FIGS. 5 and 6), while the connection between the lowest compartment and the duct m is connected by a Pipe socket / is effected, the end of which is immersed in the steam water located in the channel m; likewise, the confluence of the pipe Z ¹ in the channel m is blocked by the water in it. Since the cross sections of the outlets

für das Dampfwasser nur eng sind, so kann das in demselben befindliche Wasser keinen Anlaß zu nachteiliger, die Luftverdünnung beeinträchtigender Dampfbildung geben, wogegen die auf dieses Wasser wirkende Hitze des Dampfes dazu beiträgt, das Dampfwasser im Kanal m auf hoher Temperatur zu erhalten. for the steam water are only narrow, the water contained in it cannot give rise to disadvantageous steam formation which adversely affects the air dilution, whereas the heat of the steam acting on this water helps to keep the steam water in the channel m at a high temperature.

Die durch die getrennten Abteilungen gesicherte schnelle Abführung des sich bildenden Dampfwassers aus den einzelnen Abteilen vermindert die sich in dem Kondensator in einer gegebenen Zeit aufspeichernde Wärme, welche demnach für das Wasser im Sammelkanal nutzbar wird, so daß das in diesem befindliche Dampfwasser eine höhere Temperatur erhält, also besser angewärmt wird als in anderen Kondensatoren, bei denen eine solche schnelle Dampfwasserabführung nicht vorgesehen ist. Hieraus ergibt sich die neue technische Wirkung einer viel besseren Ausnutzung des Kondensators in thermischer Beziehung, die so groß ist, daß das von der Luftpumpe geförderte Wasser praktisch genommen eine Temperatur erhält, welche dem Druck in dem Kondensator entspricht. Diese thermische Wirkung bedeutet einen Erfolg in der Wirksamkeit des Kondensators und ist ein unmittelbares Ergebnis der schnellen und getrennten Dampfwasserabführung, des gleichmäßigen Dampfdurchflusses und der Verhütung der Bildung stillstehender Dampf- und Luftschichten.The fast removal of the forming, ensured by the separate departments Steam water from the individual compartments reduces that which accumulates in the condenser in a given time Heat, which is therefore usable for the water in the collecting channel, so that the steam water in this is higher Temperature, so it is warmed up better than in other condensers, where such a rapid evacuation of steam water is not provided. This results in the new technical effect of a much better utilization of the condenser in thermal Relationship so great that the water pumped by the air pump is practically taken receives a temperature which corresponds to the pressure in the condenser. This thermal effect means success in the effectiveness of the condenser and is a direct result of the rapid and separate steam water discharge, the even flow of steam and the prevention of the formation of stagnant Layers of vapor and air.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist angenommen worden, daß das Dampfeinlaßabteil unten und das Dampfauslaßabteil oben liegt. In der Praxis wird man aber die Anordnung so wählen, daß die Abteile umgekehrt liegen, d. h. daß der Dampf die Kondensatorabteile von oben nach unten durchströmt, da in einem mit Luftverdünnung arbeitenden Kondensator der Dampf das Bestreben hat, zu fallen und nicht zu steigen. Der Kondensator kann auch eine zylindrische Gestalt mit aufrecht stehenden Kühlröhren haben.In the embodiment described, it has been assumed that the steam inlet compartment at the bottom and the steam outlet compartment at the top. In practice, however, you will choose the arrangement so that the compartments lie upside down, d. H. that the steam enters the condenser compartments from top to bottom flows through it, since in a condenser working with air dilution the steam tends to has to fall and not rise. The condenser can also be cylindrical Have a shape with upright cooling tubes.

Bei dem in Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die durch die Zwischenwände c getrennten Abteile nebeneinander und sind ebenfalls von Kühlrohren d durchzogen. Die Wände c sind abwechselnd unten und oben mit Durchgangsschlitzen e versehen, so daß der durch den Einlaßschlitz b aus der Verteilungskammer a eintretende Dampf die Abteile wieder im Zickzack durchströmt. Das letzte Abteil steht durch die Öffnung / mit der freien Luft in Verbindung. Die Querschnitte der Durchgangsöffnungen e nehmen nach der Auslaß-Öffnung/ hin entsprechend der stattfindenden Dampfverdichtung ab. Das Kühlwasser tritt bei i ein und verläßt den Kondensator bei k, nachdem es im Gegenstrom zum Dampfweg die Rohre d und deren Verbindungskanäle g durchströmt hat. Zur schnellen Ableitung des Dampfwassers aus den einzelnen Abteilen ist im Boden eines jeden Abteils oder je zweier Abteile ein Auslaßtrichter I angeordnet, der eine ziemlich enge Öffnung hat und in einen Sammelkanal m eintaucht und dadurch unter Wasserverschluß steht.In the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the compartments separated by the partition walls c lie next to one another and are also traversed by cooling tubes d. The walls c are provided alternately at the top and bottom with through slots e , so that the steam entering through the inlet slot b from the distribution chamber a again flows through the compartments in a zigzag manner. The last compartment is in communication with the open air through the opening /. The cross-sections of the through openings e decrease towards the outlet opening in accordance with the vapor compression taking place. The cooling water enters at i and leaves the condenser at k after it has flowed through pipes d and their connecting channels g in countercurrent to the steam path. For the rapid discharge of the steam water from the individual compartments, an outlet funnel I is arranged in the bottom of each compartment or two compartments, which has a fairly narrow opening and dips into a collecting channel m and is thus sealed off from water.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4, welches einen Kondensator für atmosphärische Spannung darstellt, der sich besonders zum Gebrauch an Bord von Schiffen für Dampfwinden usw. oder als Abdampfspeisewasservorwärmer eignet, sind die Abteile so eng, wie es nur die Verhältnisse erlauben, und haben alle denselben Rauminhalt, so daß der Dampf mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit über die Kühlflächen streicht und deren Wirksamkeit erhöht wird, wogegen bei Kondensatoren für hohe Luftverdünnung, wie diese z. B. für Dampfturbinen sehr wichtig ist, die Abteile verschiedenen Rauminhalt erhalten und so angeordnet werden, daß der stark verdünnte Dampf in den Abteilen keine solche Geschwindigkeit erhält, die einen seiner Bewegung hinderlichen Widerstand (Rückdruck) ergibt (Fig. 5 bis 8).In the embodiment of FIGS. 1 to 4, which is a capacitor for atmospheric Voltage which is particularly suitable for use on board ships for steam winches etc. or as a waste steam feed water preheater suitable, the compartments are as narrow as the conditions allow and all have the same volume, so that the steam sweeps over the cooling surfaces at a relatively high speed and their effectiveness is increased, whereas with condensers for high air dilution, like this z. B. for steam turbines is very important, the compartments different volume obtained and arranged so that the highly diluted steam in the compartments does not receive such a speed that results in a resistance (back pressure) which hinders its movement (FIGS. 5 to 8).

Anstatt den Kondensator (Fig. 1 bis 4) so anzuordnen, daß der Dampf abwechselnd aufwärts und abwärts fließt, kann die Anordnung auch eine solche sein, daß der Dampf entweder in wagerechtem öder in nach oben gerichtetem Zickzackweg den Kondensator durchströmt; in ersterem Falle müßte man sich den Kondensator auf eine Seite umgelegt, in. letzterem Falle auf eine Stirnseite aufgestellt denken. Die Anordnung und Lage der Dampfwasserableitungen und des Sammelkanals müßte natürlich entsprechend geändert werden.Instead of the condenser (Fig. 1 to 4) to be arranged so that the steam alternately upwards and flowing downwards, the arrangement can also be such that the steam is either flows through the condenser in a horizontal or upward zigzag path; in the first case one would have to the capacitor is turned over on one side, in the latter case on one end think well. The arrangement and location of the steam water drains and the collecting duct would of course have to be changed accordingly.

Claims

Patent-to sayings:

i. Tubular surface condenser, in which the one interspersed with cooling tubes Condenser space is divided by partitions into communicating compartments, which are used by the steam in zigzag or Snake path are flowed through, characterized that all vapor passage slots are 'over the entire width of the condenser extend so that the steam the cooling tube compartments in layers extending over the entire width of the condenser or veils in which the individual lines of motion of the vapor particles run through (Steam threads) run parallel from inlet to outlet, whereby the

Steam purging of the cooling tubes is uniform over their entire length Steam flow through the condenser is made more even and the formation of static steam and air layers is prevented.

2. Tube surface capacitor according to claim i, characterized in that the passage cross-sections of the vapor passage slots in the partition walls gradually increase in relation to that reduce the amount of steam in order to achieve an even more uniform steam flow through the condenser compartments and the formation of standing steam respectively. Layers of air in even more effective Way to avoid.

3. tubular surface capacitor according to claim 1, characterized in that in front of and behind the passage slots located in the partition walls extend over the entire depth of the associated Cooling tube compartments extending tube-free spaces are arranged, the cross-sectional areas decrease in size towards the ends remote from the connecting slot, so that the change of direction of the vapor curtain in a less frictional drag, first larger, then smaller again takes place, whereby the emergence of backprints reduced respectively. avoided and an even transfer of steam from the entire depth of the a compartment in the full depth of the other compartment is made possible.

4. tubular surface capacitor according to claim 1, characterized in that the individual cooling tube compartments through outlets that are sealed off with water a common collecting channel are in communication for the purpose of immediate discharge of the forming in each compartment Steam water, so that this BEZW as possible without heat loss in the collecting channel. the feed line arrives.

1 sheet of drawings.