DE284443C

DE284443C -

Info

Publication number: DE284443C
Application number: DENDAT284443D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHKIFT

Vr 284443 KLASSE 13g. GRUPPE

ERWIN HERZ in DRESDEN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. Februar 1914 ab.

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Rohrelement für Einrichtungen zur mittelbaren Erzeugung von Dampf. Bei derartigen Anlagen wird die Wärme entweder durch Flüssigkeiten oder durch Dämpfe aufgenommen und an das zu verdampfende Wasser übertragen. Geschieht die Wärmeaufnahme und Übertragung durch Flüssigkeiten, die durch besondere Zirkulationsrohre entsprechend geleitet werden, so ist der Wirkungsgrad ein zu geringer. Daher ist vorgeschlagen worden, gewisse Mengen von Flüssigkeit in den geschlossenen Rohren zu verdampfen und diesen gesättigten Dampf zur Übertragung von Wärme zu benutzen. Bei der Verwirklichung dieses Gedankens ergab sich jedoch der Übelstand, daß der Dampf aus dem gesättigten in den überhitzten Zustand überging und daher die Rohre verbrannten, da keine genügende Zirkulation vorhanden war. Diese Erfindung bezweckt nun, das Durchbrennen der Rohre zu verhindern, und zwar geschieht dies durch die besondere Ausgestaltung eines Einsatzrohres, das einen starken Umlauf des Wassers und Dampfes hervorruft. Die Erfindung ist auf der Zeichnung durch Fig. ι und Fig. 2 näher veranschaulicht.,

Fig. ι zeigt ein einzelnes Rohrelement im Längsschnitt,

Fig. 2 eine Anlage zur mittelbaren Erzeugung von Dampf im teilweisen Längsschnitt.

Wie Fig. 2 zeigt, ist eine Anzahl geschlossener Wärmeübertragungsrohre R, R angeordnet und mit dem die Flüssigkeit enthaltenden Behälter (Kesselkörper) von der Höhe H verbunden. Die Rohre werden oben von der zu erwärmenden Flüssigkeit (Kesselwasser) umspült, während sie unten in die Wärmequelle, d. i. den Feuerraum, hineinragen.

Die Unterteile der Rohre R vom Durchmesser d (s. Fig. 1) enthalten eine begrenzte Menge einer Flüssigkeit, z.. B. destilliertes Wasser, welche —; vor Inbetriebsetzung — unter möglichst vollkommener Luftleere steht und die Rohre R₁R bis zur gekennzeichneten Höhe (ft" + f'l) ausfüllt. In diese Flüssigkeit ist ein zweites, engeres Rohr r eingeführt, welches über dem oben offenen Rohrende in bestimmter Höhenlage einen Ablenkteller t trägt, während im Unterteil bei der Grenzlinie zwischen f." und f'l Langschlitzlöcher O, O vorhanden sind oder es ganz offen bleibt.

Wird bei einer solchen Einrichtung den unteren Teilen der Rohre Wärme zugeführt, so verwandelt sich ein begrenzter Teil der Flüssigkeit im Rohre in Dampf, der den ganzen verfügbar verbleibenden Teil des Rohres auszufüllen bestrebt ist und sonach auch nach den oberen Teilen übertritt. Da diese Oberteile f₁ mit dem Durchmesser D von der zu erwärmenden Flüssigkeit umspült werden, wird der dorthin eintretende Dampf unter Wärmeabgabe an die umgebende Flüssigkeit niedergeschlagen, und das spezifisch schwerere Kondensat läuft nach den unteren Teilen der Rohre zurück, von wo aus es zur neuerlichen Verdampfung gebracht wird.

Durch die Anordnung des Einhängerohres r mit dem Ablenkteller t in dem unteren Teil der Rohre R, R wird erzielt, daß bei der geringsten Dampfbildung, welche vom tiefstgelegenen Rohrteile beginnt, die im Anfangszustand bis zur Grenzlinie zwischen f'_t und f"·, reichende Flüssigkeit bis zur Flüssigkeitshöhe f'i' nach oben ausgeworfen und vom Teller t wieder nach unten fließend abgelenkt

ίο wird. Durch den mit beträchtlicher Geschwindigkeit aufwärts strömenden Dampf wird diese rückgeleitete Flüssigkeit in stetem Wirbel gehalten, sehr fein zerteilt und bildet so ein in Bewegung erhaltenes Mittel, nämlich ein übersättigtes Dampf-Flüssigkeitsgemisch, welches für eine gute Wärmeaufnahme ganz besonders geeignet ist. Rechnet mäh jetzt für bestehende Kesselsysteme mit einer Wärmeaufnahme für ι ° Temperaturunterschied und für ι qm effektive Kesselheizfläche mit 16 H-20 W. E., die dem zu verdampfenden Kesselwasser stündlich zugeführt werden, so

ergibt sich der Überleitungsköeffizient für die

. besprochene Heizfläche im Unterteile der Rohre je nach der gewählten und durch Konstruktionsverhältnisse festgelegten Spannungsdifferenz zwischen Transmissions- und Betriebsdampf in den Grenzen von etwa 70 bis 300 W. E., also 4-4-15 mal so groß.

Die Wärmeabgabe aus den Oberteilen der Rohre durch die Heizfläche f_v welche vorwiegend nur gesättigten Dampf von höherer Spannung und Temperatur als der Betriebsdampf enthalten, ist, wie allgemein bekannt, gleichfalls eine außerordentlich hohe, da hierbei in erster Linie die bei der Kondensation frei werdende latente Dampfwärme in Wirkung tritt. Der analoge Überleitungskoeffizient für die vorgenannten Einheiten beträgt hierbei nach Prof. Dr. Rietschel, Fischer u. a. 3000 W. E. und stellt sich nach den Ermittelungen des Erfinders — bei den in Frage kommenden Spannungs- bzw. Temperaturgefällen — fast konstant auf 2800 W. E.

Um diese ziffernmäßigen Angaben über das Wärmeübertragungsvermögen der für die Neuerung verwendeten Heizflächen und die damit erzielten Erfolge etwas ersichtlicher zu machen, sei nur noch angeführt, daß — durch die gekennzeichnete Einrichtung einer mittelbaren Wärmeübertragung durch bewegte Dämpfe — die Gesamtheizfläche für Dampfkessel auf etwa den vierten und deren Gewichte auf etwa den dritten Teil der gegenwärtigen Erfordernisse herabgemindert wird, so daß ζ. B. die Gesamtheizfläche eines Torpedokessels für eine 3500 pferdige Dampfmaschine bei 15 at. Ad.-Sp. nur noch 160 qm und dessen Gewicht 23 500 kg beträgt, während bisher hierfür etwa 700 qm effektive Heizfläche vom Gesamtgewicht von etwa 75000 kg benötigt .wurden.

Da die wechselnden Anforderungen, welche an Erwärmungs- oder Verdampfungsanlagen gestellt werden, bei der gekennzeichneten mittelbaren Wärmeübertragung von ganz wesentlichem Einfluß auf das Verhältnis der wärmeaufnehmenden zur abgebenden Heizfläche derselben sind, diese beiden Heizflächen aber aus baulichen und sachlichen Gründen in ihren Längenabmessungen begrenzte sind, so wird es nötig, je nach Erfordernis bald den oberen, bald den unteren Durchmesser der Wärmetransmissionsrohre entsprechend zu vergrößern, und man gelangt hierdurch zu einer Ausgestaltung dieser Rohre, wie beispielsweise die in Fig. 1 skizzierte ist.

Claims

¹ Patent-Anspruch:

Rohrelement für Einrichtungen zur mittelbaren Erzeugung von Dampf durch im Rohrelement selbst erzeugten Dampf, dadurch gekennzeichnet, daß in dem in die Feuerung hineinragenden Teil des Rohrelements (R) ein von beiden Seiten offenes oder unten geschlossenes und dann mit seitlichen Durchtrittsöffnungen (0) versehenes Einsatzrohr (r) angeordnet ist, das am oberen offenen Ende mit einem Ablenkteller (t) versehen ist, so daß in dem unteren Teil des Rohrelements ein übersättigtes Dampf-Flüssigkeitsgemisch umläuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

gedruckt in der reichsdruciucuei.