DE326309C

DE326309C - Geschlossenes eisernes Rohr zum Heizen mit teilweiser Fuellung zum UEbertragen der Waerme von der Feuerstelle an die Nutzungsstelle

Info

Publication number: DE326309C
Application number: DE1913326309D
Authority: DE
Original assignee: WILHELM BOETTGER DR
Current assignee: WILHELM BOETTGER DR
Priority date: 1913-03-12
Filing date: 1913-03-12
Publication date: 1920-09-24

Description

Geschlossenes eisernes Rohr zum Heizen mit teilweiser Füllung zum Übertragen der Wärme von der Feuerstelle an die Nutzungsstelle. Für die Beheizung von Backöfen, Trocken-und Destillationsanlagen werden hermetisch geschlossene und mit Wasser beschickte Rohre verwendet, die zu einem kleinen Teil unter geringer Neigung in den Feuerschacht ragen und zum weit größeren in den Raum, welcher beheizt werden soll. Die Wärmeübertragung vollzieht sich im wesentlichen auf dem Wege der Destillation. Das' flüssige Wasser verdampft an dem geheizten Ende und schlägt sich an den kalten Stellen unter Abgabe der aufgenommenen Wärme nieder. Die dabei auftretenden Drucke können mehr als Zoo Atm. betragen.
Trotz der Verwendung des besten Rohrstoffes ereignen sich ziemlich häufig Explosionen, so daß in der Beseitigung der mit dem Betrieb derartiger Ofen verbundenen Gefahren ein erheblicher gewerblicher Fortschritt zu erblicken wäre. Die Erfolglosigkeit der älteren Versuche beruht darauf, . daß zwei wesentliche Umstände, die das Stattfinden derartiger Explosionen begünstigen; anscheinend von den Fachkreisen nicht erkannt worden sind.
Es ist nämlich zunächst zu beachten, daß Wasser bei etwa 365° C in .den kritischen Zustand übergeht, d. h. bei Überschreitung -der kritischen Temperatur geht das flüssige Wasser ganz in den gasförmigen Zustand über. Die Folge davon ist, daß.die Wärmeübertragung wesentlich langsamer vor sich geht, so daß das den Heizgasen ausgesetzte Ende höhere Temperaturen. annehmen und gegebenenfalls glühend werden kann. Es sind daher als Wärmeüberträger Stoffe zu verwenden, welche eine höhere kritische Temperatur als das Wasser haben.
Außerdem findet bei der Verwendung von Wasser eine Reaktion mit dem Rohrstoff statt, die zur Entwicklung von Wasserstoff unter Ausbildung sehr hoher Drucke führt. Nach Untersuchungen von Deville sind diese bei. 265° bzw. 36o° C auf Ego bzw. x5oo Atm. zu schätzen. Wasser ist an und für sich sehr beständig, aber wenn der Wasserdampf mit-Eisen in Berührung kommt, das mit dem Sauerstoff eine sehr beständige Verbindung bildet, so wird durch diesen Umstand (die Oxydation des Eisens) der fortschreitenden Zersetzung Vorschub geleistet. Es sind daher sauerstoffhaltige Stoffe von der Verwendung auszuschließen.
Beiläufig ist noch darauf hinzuweisen, daß der Wasserstoff den Rohrstoff durchdringen und seine Struktur in ungünstiger Weise beeinflussen kann.
Zur Füllung solcher Rohre sind bereits andere Stoffe, wie Fette, Öle, Glyzerin, schwere Kohlenwasserstoffe, flüssige Legierungen und ähnliche vorgeschlagen worden. Dagegen ist jedoch folgendes geltend zu machen: Fette, Öle, Glyzerin sind sauerstoffhaltige Stoffe, die noch viel leichter der Zersetzung unter Gasbildung unterliegen als Wasser. Die Anwendung flüssiger Legierungen verbietet Sich schon wegen des - Kostenpunktes und bietet außerdem wegen des hohen spezifischen Gewichts technische Schwierigkeiten. Unter der Bezeichnung schwere Kohlenwasserstoffe werden keine einheitlichen Stoffe verstanden, sondern Stoffgemische, die zum Teil ebenfalls unter der Mitwirkühg :M .Rohrstoffes in verhältnismäßig-.y_k-u_r_ zer..Zeit ..-- -de_ r . Zersetzung anheimfallen.-,-Bei der Suche nach geeigneten - Stoffen ist festgestellt worden, daß sich nur ganz wenige Stoffe eignen, deren Konstitution ganz bestimmten Beschränkungen unterliegt, insofern nur diejenigen hinreichend lange der zersetzenden Wirkung hoher Temperaturen widerstehen, welche eine ringförmige Konstitution besitzen. Von den Stoffen dieses Charakters mit einer oberhalb 370° C liegenden kritischen Temperatur kommt dem Naphthalin die größte Beständigkeit zu. Durch Versuche, die sich bis auf 500 ständige Dauer erstrecken, ist festgestellt worden, daß nur eine sehr geringe Zersetzung zu bemerken ist, wenn die Temperatur auf 45o bis 47o° gesteigert wird.
Außer den Kohlenwasserstoffeh ringförmiger Konstitution kommen nur noch solche Derivate von ihnen in Betracht, die frei von Sauerstoff sind und eine genügend hohe kritische Temperatur besitzen. Unter derartigen Stoffen zeichnet sich besonders das Anilin (dessen kritische Temperatur bei 425' liegt) durch Beständigkeit aus. Es besitzt vor Naphthalin den Vorzug, daß es bei tieferer Temperatur siedet und leichter beweglich ist als das flüssige Naphthalin.
Um diese Vorteile mit der höheren kritischen Temperatur und der größeren Beständigkeit des Naphthalins zu: vereinigen, verwendet man- zweckmäßig ein Gemisch aus diesen beiden Stoffen, z. B. aus 40 Prozent Anilin und 6o Prozent Naphthalin. Ein derartiges Gemisch ist bei gewöhnlicher Temperatur fest, wodurch das Zuschweißender Rohre erleichtert wird.. Es wird jedoch schon bei 58° C -flüssig und läßt sich daher leicht in die Rohre einfüllen.
Der besondere Effekt der Kombination dieser beiden Stoffe besteht darin, daß -das beständigere Naphthalin mit der höheren kritischen Temperatur zu einem relativ größeren Anteile an dem den Heizgasen ausgesetzten Rohrende verbleibt, während das leichter verdampfende und auch als Flüssigkeit leichter bewegliche Anilin den raschen Wärmeaustausch gewährleistet. Das Gemisch ist außerdem wesentlich billiger als reines Anilin. Bei Backöfen ist für das erwähnte Gemisch mit Drucken bis zu 3o Atm. zu rechnen.

Claims

PATENT-ANSFRÜcHE: i. Geschlossenes eisernes Rohr zum Hei= zen mit teilweiser Füllung zum Übertragen der Wärme von der Feuerstelle an die Nutzungsstelle,dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung ans Kohlenwasserstoffen von ringförmiger Konstitution oder sauerstofffreien Derivaten davon besteht. a. Heizrohr nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus Naphthalin besteht. 3. Heizrohr nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus Anilin besteht. 4. Heizrohr nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus homogenen Lösungen von Naphthalin und flüssigen Kohlenwasserstoffeh ringförmiger Konstitution oder flüssigen, sauerstoff freien Derivaten solcher Verbindungen besteht, die eine höhere kritische Temperatur haben als Wasser. g. Heizrohr nach Anspruch 4,. dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus einer homogenen Lösung von Naphthalin und Auilin besteht.