DE20839C - Neuerungen in der Uebertragung von Wärme durch Transmissionsröhren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die dargestellten Einrichtungen von Wärmetransmissionsgefä'fsen zur Erzielung einer Circulation innerhalb dieser Röhren können mit Vortheil zur Anwendung kommen, wenn das Wärmetransmissionsrohr abgeschnitten und der im Kessel liegende Theil weggenommen ist. Es tritt dann das Kesselwasser in dem Transmissionsrohr in der Weise, wie dies durch Pfeile in sämmtlichen Figuren angedeutet ist, welche die Transmissionsröhren im Verticalschnitt zeigen, in Circulation, indem das-Wasser durch die Durchbrechungen des inneren Circulationsrohres in.letzteres hineinfällt, in dem ringförmigen Raum zwischen Circülationsrohr und Transmissionsrohr in die Höhe steigt, durch die Durchbrechungen des Circulationsrohres in letzteres hineintritt, in demselben in die Höhe steigt und oben aus dem Circulations-, rohr in der Nähe des Niveaustandes im Kessel in den letzteren austritt.
Es zeigen:

Fig. ι den Längenschnitt eines Wärmetransmissionsrohres A A₁ mit Ansicht des Circulationsrohres a O₁,

Fig. ι a den Längenschnitt durch beide,
Fig. ι b den Längenschnitt durch ersteres mit perspectivischer Ansicht des zweiten,

Fig. ic den Querschnitt nach M-M, Fig. ia, Fig. id den Querschnitt nach N-N, Fig. 1, Fig. ie den Querschnitt nach N₁-N₁, Fig. 1, Fig. 2 den Längenschnitl und die Ansicht durch ein anderes Wärmetransmissionsgefäis,

Fig. 3 den Längenschnitt durch das Wärmetransmissionsrohr A A₁ A₂ A_s und durch die Circulationseinrichtungen a Ct₁ a₂ α_Ά,

Fig. 3 a den Querschnitt nach N-N, Fig. 3, Fig. 3 b den Querschnitt nach M₁-M₁, Fig. 3, Fig. 3 c den Querschnitt nach L-L, Fig. 3, Fig. 4 die Längenschnitte der Wärmetransmissionsrohre A A₁ A₂ A_& und die Circulationseinrichtung a Ci₁ a₂ a₃ und eine Ansicht,

Fig. 4 a den Querschnitt nach M-M, Fig. 4, Fig. 4 b den Querschnitt nach N-N, Fig. 4, Fig. 4 c den Querschnitt nach M₁-M₁, Fig. 4, Fig. 4d einen Grundrifs der Fig. 4,
Fig. 4e den Querschnitt nach N₁-N₁, Fig. 4, Fig. 4f den Längenschnitt nach N₂-N₂,

Fig· 4g,

Fig. 4 g den Querschnitt nach M₂ - M₂,

Fig· 4f,

Fig". 4h den Längenschnitt nach O-O,

Fig- 41,

Fig. 41 den Querschnitt, linksseitig nach O₁-O₁, rechtsseitig nach O₂-O₂, Fig. 4h,

Fig. 5 den Längenschnitt eines aufrecht stehenden Kessels mit Wärmetransmissionsröhren und Circulationseinrichtung,

Fig. 6 bis 9 verschiedene Querschnitte eines liegenden 'Kessels.

Das in Fig. 1 bis ie dargestellte Wärmetransmissionsrohr A A₁ steht mit der zu erwärmenden Materie in offener Verbindung. An seinem oberen Theil ist dasselbe in der Kesselwand etc. eingedichtet und ragt im Innern derselben vor; das Circülationsrohr a Ci₁ ist weitergeführt und ist an seinem oberen Theil mit dem oben geschlossenen, unten offenen Rohr A₂, Fig. 1 bis ib, versehen. Im Innern dieses Rohres ist der Hut H befestigt, um den bei Ci₁ austretenden Strom noch wirksamer umzuwenden. Der Strom d.₂ d_s tritt nun, aus dem Rohr a₂ kommend, in die zu erwärmende Materie und der Strom d± d_b, in der beschriebenen Weise durch die Kanäle C₁ absteigend, in das untere Ende des Circulationsrohres ein, um von neuem Wärme aufzunehmen.

Das in Fig. 2 im Schnitt und in theilweiser Ansicht dargestellte Wärmetransmissionsgefäfs

unterscheidet sich dem Aeufseren nach wesent-lich von dem vorhin beschriebenen. Die Theile des äufseren Wärmetransmissionsrohres sind hier nicht über einander, sondern neben einander, und zwar parallel angeordnet. Der Theil A A₁ nimmt Wärme auf, der Theil A₀ A₃ giebt Wärme ab. Das Circulationsrohr liegt mit seinem Theil α a_x und a₂ a₃ im Innern des äufseren Rohres AA₁, aber mit seinem Theil a_i a_s aufserhalb desselben, und dieser aufserhalb liegende Theil mündet bei a₅ in U₁ wieder ein, indem er durch das äufsere Rohr hindurchgeht und in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise bei A₁ befestigt ist. Das Circulationsrohr ist durch einen Behälter FF geführt und mit a₆ bezeichnet. Dasselbe ist da, wo es im Behälter FF über dem zweiten Theil des äufseren Rohres A₀ A₃ einmündet, offen; dasselbe kann aber auch an dieser Stelle geschlossen sein und dann fällt der Behälter FF weg.

Wenn aus derselben Wärmequelle Wärme nach verschiedenen Plätzen abgegeben werden soll, so wird an dem Rohr des aufsteigenden Wärmestromes (hier α_β) eine Abzweigung M angebracht, die in einer Rohrleitung M₀ fortgeführt wird und mit einem Abschlufs M₁ versehen ist.

Nachdem die Wärme von dem Inhalt des Rohres M₁ abgegeben ist, kehrt derselbe durch das Rohr M₂ und die Mündung Af₃ in die Circulation zurück, wie aus der Zeichnung ersichtlich. Die Pfeilrichtung giebt den Weg der Strömungen an. Von d bis d_x wird die Wärme aufgenommen, von d_o bis d₃ wird die Wärme abgegeben und auch hier von oben nach unten in das zu erwärmende Material gebracht, von <i₄ bis d. aber wird die Flüssigkeit wieder zu neuer Erwärmung zurückgeleitet.

Der wärmeabgebende Theil des Wärmetransmissionsgefäfses ist hier in ein Gefäfs G G₁ gestellt und die Seitenwände desselben sind nicht durchbrochen, wie dieses bei Granit-, Schieferoder Chamottegefäfsen nöthig ist.

Das in Fig. 3 dargestellte Wärmetransmissionsgefäfs unterscheidet sich von den bisher angeführten dadurch, dafs es aus zwei Röhren A A₁ und A₂ A₃ hergestellt ist, in seinem unteren Theil bis zur Wand W Wärme von aufs'en und innen aufnimmt, während am oberen Theil die Wärme nur von innen durch das Rohr A.2 A₃ aufgenommen wird. Das Rohr A A₁ ist aber nur bis durch die Wand W W geführt und hört hinter derselben in passender Entfernung auf. Dadurch ist ermöglicht, dafs das zu erwärmende Material direct im Wärmetransmissionsgefäfs circulirt. Das Uebrige ist aus dem Vorhergehenden und der Zeichnung ersichtlich.

Die in den Fig. 4, 4a, 4b und 4c dargestellten Wärmetransmissionsgefäfse unterscheiden sich dadurch von den vorhin beschriebenen, dafs hier der untere Theil der Gefäfse, mit welchem sie dem Feuer ausgesetzt sind, erweitert ist. Durch diese Erweiterung wird am Zusammenstofs des engeren und weiteren Theiles ein Ansatz gebildet, der die Dichtungsfläche abgiebt, mit welcher die Gefäfse an dem Behälter, in welchen sie hineintreten, abgedichtet werden. Der erweiterte Theil der Wärmetransmissionsgefäfse kann dazu dienen, in dem Feuerraum Wände zu bilden, durch welche die Feuergase ihre Richtung erhalten, wie in den Fig. 4d und 4 ε dargestellt ist. Die erweiterten Theile A A stofsen zusammen und bedingen dadurch den Strom der Feuergase in dör durch Pfeile angedeuteten Richtung.

Sind diese Walrnetransmissionsgefäfse im Kreise angeordnet, wie in den Fig. 4f und 4g dargestellt ist, so können die von unten in der durch die Gefäfse gebildeten Centralöffnung aufsteigenden Feuergase in der Pfeilrichtung zwischen zwei Gefäfsen austreten, die Gefäfse äufserlich umspülen und dann wieder nach unten abgezogen werden. Wenn die unteren erweiterten Theile der Rohre einen vollständig geschlossenen Kreis, also ohne jeden Zwischenraum, bilden, wie in Fig. 4 h und 41 dargestellt ist, und es befindet sich die Erweiterung der Rohre in einiger Entfernung von der Kesselwänd, so gehen die Feuergase erst aufsteigend an dem erweiterten Theil der Rohre in die Höhe und von da ab rechtwinklig durch die von dem engeren Theil der Transmissionsröhren gebildeten Oeffnungen, die Rohre äufserlich umspülend , nach unten, wie durch Pfeile angedeutet ist.

Der Kessel A A₁ , Fig. 5, erhält eine für sich bestehende Circulationseinrichtung, die im wesentlichen ein Transmissionsrohr darstellt. Das Circulationsrohr a ^₁ ist an seinem oberen Theil von dem zweiten Circulationsrohr a₂ a₃ umgeben. Hierdurch und unter Berücksichtigung des Abschlusses in der Höhe der Kanäle C und C₁, von denen hier je vier vorhanden sind, wird der aufsteigende Strom in zwei über einander liegende getrennt. Die Wärme, welche von A bis C aufgenommen wird, wird durch das Rohr a U₁ direct nach oben geleitet. Die Wärme, welche von C bis A₁ aufgenommen wird, steigt aber an der Kesselwand entlang direct nach oben, wie aus den Pfeilen in Fig. 5 ersichtlich. An den Aufsenseiten des Kessels sind die Wärmetransmissionsrohre A₂ A₃ A_i A_s angebracht. Die unteren A₂ A₃ sind geschlossen, die oberen A₁ A₅ sind offen. In ihnen circulirt das Kesselwasser direct.

Durch beide Arten'der Circulationsrohre wird die Circulation im Kessel wesentlich beschleunigt und dadurch die direct dem Feuer ausgesetzten Flächen schnell abgekühlt. Diese Circulationsbeschleunigung wird verursacht bei A₂ A₃ durch grofse Wärmeübertragung in das Innere des Kesselwassers und bei d_i d_s aufserdem noch durch die lebendige Kraft, welche dem aus

den Circulationsröhren von Aⁱ A⁵ schnell ausströmenden Gemisch von Dampf und Wasser innewohnt. Beide Wirkungen verstärken die Strömung. ■

Die in Fig. 6 dargestellte Einrichtung sowie die in Fig. 7 dargestellte beziehen sich auf liegende Cylinderkessel. Durch Blechwände, die aus einzelnen Theilen hergestellt sind, damit dieselben bei der Reinigung des Kessels leicht beseitigt werden können, werden im Kessel Strömungen erzeugt. Diese Strömungen werden durch die angebrachten Wärmetransmissionsrohre auf die vorhin beschriebene Weise beschleunigt.

Fig. 8 und 9 stellen die Einrichtung an Cornwall-Kesseln dar.

In den in Fig. 6,7, 8 und 9 dargestellten Einrichtungen können die Wärmetransmissionsrohre auch parallel zur Kesselwänd angeordnet werden, wie in Fig. 5 dargestellt.

Wie bei den Flächen der Dampfkessel, die dem Feuer direct ausgesetzt sind, durch die Circulations- und Wärmetransmissionsrohre eine schnelle Wärmeableitung in das Innere und dadurch gröfsere Sicherheit gegen das Durchbrennen erzielt, werden soll, wird dasselbe Verfahren auch für die Sicherung von anderen dem Feuer ausgesetzten Constructionstheilen, wie Wandungen von Feuerungsanlagen u. dergl., angewendet. ' ,

Claims (9)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Die Anordnung von Einlagen in nicht geschlossenen Wärme transmissionsröhren, durch welche die infolge von Wärmeaufnahme einerseits und von Wärmeabgabe andererseits hervorgerufenen Strömungen der darin befindlichen tropfbaren oder gasförmigen Flüssigkeiten in bestimmten, sich kreuzenden oder parallel an einander vorbeigehenden Bahnen geführt werden.
2. 2. Die in den Fig. 1 bis 1 e dargestellten Wärmetransmissionseinrichtüngen (charakterisirt durch die Durchbrechungen G C₁ des inneren Circulationsrohres α Ci₁ in dem offenen Wärmetransmissionsrohr A A₁ in Verbindung mit dem Hut H und haubenartigen Rohr A_n über dem oberen Austrittsende des inneren Circulationsrohres) zum Zweck des Austrittes des erwärmten Stromes an oder nahe an der Oberfläche der zu erwärmenden Flüssigkeit.
3. 3. Die in Fig. 2 dargestellte Modification der Wärmetransmissionseinrichtung mit den parallel zu einander gestellten Wärmetransmissionsröhren A A₁ und A₂ Α_Ά, von denen das erste Wärme aufnimmt, das zweite Wärme abgiebt, und bei welcher Einrichtung das innere Circulationsrohr theils innerhalb, theils aufserhalb der Transmissionsröhren liegen; die Anordnung, dafs das wärmeabgebende Transmissionsrohr in einen Behälter G G¹ geführt ist, ohne die Wandungen der letzteren zu durchbrechen; die Anordnung des Behälters FF bei unterbrochenem Wärmetransmissionsrohr und Weglassung des Behälters bei ununterbrochenem Transmissionsrohr; die Einführung des erhitzten Stromes an der Oberfläche der zu erwärmenden Flüssigkeit.
4. 4. Die in Fig. 3, 3 a, 3 b und 3 c dargestellte Anordnung eines ringförmigen Wä'rmetransmissionsrohres mit innerer und äufserer Wärmeaufnahme; mit dem Circulationsrohr von ringförmigem Querschnitt innerhalb des

   ■ unteren, erweiterten Transmissionsrohres A₁ A₂ , ebenfalls von ringförmigem Querschnitt, zur Durchführung des niedergehenden , abgekühlten Stromes zwischen zwei erhitzten, aufsteigenden Strömen; mit der Haube L an dem oberen offenen Ende und der Anordnung zur Ausströmung des erhitzten Stromes an oder nahe an der Oberfläche der zu erwärmenden Flüssigkeit.
5. 5. Die unter 4. beschriebene Anordnung von Wärmetransmissionseinrichtungen mit der Modification, dafs die unteren, im Feuer liegenden Transmissionsröhren Wände für die Leitung des Feuers bilden, wie in Fig. 4 bis 41 dargestellt ist.
6. 6. An stehenden Kesseln die Anordnung einer Wärmetransmissionseinrichtung a Ci₁ a,₂ a₃ mit zwei oder mehr Kanälen C C₁ in Combination mit den Wärmetransmissionsrohren A_t A₅ und A.₂ A_s, welche neben der Wärmetransmission zur Bewegungsbeschleunigung der aufsteigenden, erhitzten Ströme dienen, Fig. 5.
7. 7. In' Cylinderkesseln die Anordnung von Wärmetransmissionsröliren in Combination mit Blechwänden, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt ist, zum Zweck, die Wärme'in den Kessel zu übertragen, den Wärmeströmungen bestimmte Richtungen zu geben, die Bewegungen der Wärmeströmungen zu beschleunigen und aus den an dem Wasserniveau ausmündenden Transmissionsröhren die erhitzen Flüssigkeitsströme hier austreten zu lassen.
8. 8. Die in Fig. 8 dargestellte gleiche Anordnung bei Cornwall-Kesseln zu den nämlichen Zwecken.
9. 9. Bei Cornwall-Kesseln die Combination von Blechwänden und Transmissionsröhren, welche letzteren die Wärme sowohl aus den Flammenröhren als aus den den Kessel umgebenden Feuerzügen übertragen, zu den unter 7. angegebenen Zwecken.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.