DE337324C

DE337324C - Schutzvorrichtung an Fluessigkeitserhitzern

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Publication number: DE337324C
Application number: DE1919337324D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1919-01-14
Filing date: 1919-01-14
Publication date: 1921-05-30
Also published as: US1500456A

Description

Die Erfindung betrifft Anordnungen, bei welchen Verbrennungsgase an gekühlten Metallwandungen entlanggeführt werden, also beispielsweise. Flüssigkeitserhitzer, Dampferzeuger u. dgl. mit einem gekühlten Auftriebsschacht für die Heizgase. Bei den bisher bekannten Einrichtungen dieser Art bestand der Ubelstand, daß infolge der Kühlung dieser Führungswände deren Tempera-ίο tür auf der den Heizgasen zugekehrten Seite niedriger war als der Taupunkt der Verbrennungsgase, so daß sich Feuchtigkeit aus diesen Gasen auf der Innenwand des Schachtes niederschlug. Dieser Feuchtigkeitsniederschlag begünstigt erfahrungsgemäß in hohem Maße chemische Einwirkungen der Heizgase auf die Schachtwandungen, bildet also die Ursache ihrer vorzeitigen Zerstörung.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur 'Vermeidung des Wasserniederschlags die den Heizgasen "ausgesetzten gekühlten Wandungen mit einer Bekleidung aus^ einem Material von geringer Wärmeleitfähigkeit zu versehen und diese Isolierschicht weiterhin, um sie gegen Verletzungen zu sichern, mit einem Metallblech zu bekleiden. Dieser Anordnung haften aber verschiedene Nachteile an: Die. wärmeisolierend wirkende Bekleidung verringert den Wert der so geschützten Wand als Heizfläche; die Befestigung der Bekleidung und des zu ihrem Schütze dienenden Metallblechs an der Wand ist schwierig durchzuführen, erschwert und verteuert also die Herstellung des betreffenden Apparats. Die HaItbarkeit der Schutzvorrichtung dürfte beschränkt sein, da der Isolierstoff (Asbest) in der Wärme erfahrungsgemäß zusammenschrumpft und brüchig wird, während das den Heizgasen ausgesetzte Metallschutzblech, von welchem Wärme nur unter Durchdringung der Asbestlage, also unter Überwindung eines höhen Widerstandes abströmen kann, im Betriebe so hohe Temperaturen annehmen wird, daß mit seiner vorzeitigen Zerstörung gerechnet werden muß.

Nach der Erfindung wird, die Anordnung nun so getroffen, daß an Stelle der für die Fabrikation unbequemen und für den Gebrauch wegen ihrer geringen Haltbarkeit gleichfalls ungeeigneten Isoliermaterialschicht eine Metallwand Verwendung findet, die auf der Heizgasseite in geringem Abstand vor der zu schützenden Wand angebracht wird. Diese Metallwand soll nun einerseits vor zu hoher Temperatur.und daraus folgender vorschneller Zerstörung geschützt werden, anderseits aber ist ihre Temperatur im Betriebe über dem Taupunkt der Heizgase zu halten. Die Erfüllung dieser Forderungen macht eine genaue Regelung der Wärmeabfuhr aus dieser Metallwand erforderlich. Diese Regelung wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, daß die Metallwand in gewissen Abständen mit der zu schützenden Wand wärmeleitend verbunden ist.

Die Wirkung dieser Anordnung ergibt sich aus folgendem: Bei der ungeschützten Wand tritt die Wärme aus den Heizgasen an Jeder Stelle unmittelbar durch die Wand in die Flüssigkeit über, sie hat also nur den verhältnismäßig geringen·, der Wanddicke entsprechenden Durchströmwiderstand der Wand

β. Auflage, ausgegeben am ti. Juli igstJ

zu überwinden, so daß in der Wand nur ein kleines Temperaturgefälle entsteht. Bei der Anordnung nach der Erfindung dagegen muß die an die Schutzwand übergehende Wärme erst eine größere Strecke in dieser Schutzwand zurücklegen, ehe sie an den Berührungsstellen der Schutzwand mit der gekühlten Wand in letztere und von dort in die Flüssigkeit übertreten kann. Infolge dieses ίο längeren Wärmeweges ist zum Transport der Wärme eine höhere Temperaturdifferenz erfoderlich, d. h. die Schutzwand nimmt eine höhere Temperatur als die zu schützende Wand an.' Da nun auch die, gesamte in die Schutzwand eindringende Wärme an den verhältnismäßig kleinen Berührungsstellen zwischen Schutzwand und gekühlter Wand überströmen muß, so ergibt sich an diesen Stellen ein besonders starker Wärmestrom, zu dessen Aufrechterhaltung sich eine höhere Temperaturdifferenz einstellen muß, so daß auch an diesen Berührungsstellen die Wandtemperatur auf der Gasseite beträchtlich höher liegt als bei einer den Heizgasen -unmittelbar ausg-esetzten gekühlten · Schachtwand. Die Verhältnisse lassen "sich durch Versuch oder Berechnung so bestimmen, daß die zum Wärmetransport von der Schutzwand nach der Flüssigkeit nötigen Temperturunterschiede' so hoch werden, daß die Temperatur der Schutzwand den Taupunkt , der Heizgase übertrifft. Die Schutzwand bleibt alsdann vollkommen trocken und ist dadurch gegen chemische Einwirkung der Heizgase wirksam geschützt. Anderseits kann die Temperatur dieser Schutzwand auch nicht unzulässig hoch werden, da. die an die Schutzwand übergehende Wärme durch die Berührungsstellen zwischen Schutzwand und zu schützender Wand hindurch an das die letztere bespülende Kühlmittel abgeleitet wird. Zur genaueren Regelung der Temperatur der Schutzwand können an den Stellen, wo das Kühlmittel noch niedere Temperatur besitzt, die Berührungsstellen weiter auseinanderliegen, so daß. der Wärmeweg in der Schutzwand länger und die Temperatur der letzteren gegenüber der Kühlmitteltemperatur höher wird als an den Stellen, wo das Kühlmittel höhere Temperatür besitzt.

Da die.zu schützende Wand von den Heizgasen jetzt nicht mehr bespült wird, kann sich auch auf ihr keine Feuchtigkeit niederschlagen.

Um diese Wirkung besonders sicherzustellen und jegliches Eindringen von Verbrennungsgasen in den schmalen Raum hinter der Schutzwand zu verhüten, kann die Anordnung noch dadurch weiter vervollkommnet werden, daß dieser Raum an den Rändern der • Schutzwand abgeschlossen wird.

Auf der Zeichnung sind· Ausführungsbeispiele für den Gegenstand der Erfindung dar-' gestellt. -

. Die Fig. 1 und 2 zeigen einen gemäß der Erfindung gebauten Flüssigkeitserhitzer. Dabei ist Fig. ι ein senkrechter Schnitt nach Linie I-I der Fig. 2, Fig. 2 ein Horizontalschnitt nach Linie II-II der Fig. 1. .

Der Erhitzer besteht aus dem ringförmigen , Flüssigkeitsbehälter, der von der Innenwand ι und der Außenwand 2 begrenzt wird. Am unteren Ende dieses Behälters ist der Brenner 3 angeordnet. Die Heizgase durchströmen zunächst den durch den unteren Teil des Erhitzers gebildeten freien Auftriebsschacht s und treten sodann in den Rippenheizkörper 4 ein, wo sie ihre Wärme größten- , teils abgeben. Sie verlassen den Erhitzer durch die obere Öffnung der Abzugshaube 6. Auf der Innenseite des Schachtes 5, ■ in -geringem Abstand von der Innenwand 1 des Flüssigkeitsbehälters, ist eine zweite Wand, die Schutzwand 7, angeordnet, welche gleichfalls aus Metall besteht. Die Schutzwand besitzt senkrecht verlaufende Rillen 8, deren " Rückenflächen mit der gekühlten Wand 1 wärmeleitend verbunden sind. Um ein Eindringen der Heizgase in den Zwischenraum zwischen den Wänden 1 und 7 zu verhindern, ist die Wand 7 an ihrem oberen Ende bei 9 nach der Wand 1 hin abgebogen.

Der Abschluß dieses Zwischenraumes kann natürlich auch auf beliebige andere Weise erfolgen, beispielsweise, wie in Fig. 3 dargestellt, durch Einlegen einer Schnur 10 aus wärmebeständigem Material.

Die Ausgestaltung* der Berührungsstellen zwischen der gekühlten Wand 1 und der Schutzwand 7 ist auf verschiedene Weise möglich. An Stelle der senkrechten Rillen können beispielsweise horizontal verlaufende Rillen angeordnet sein. Ein weiteres Aus^ führungsbeispiel zeigen die Fig. 4 und 5. Hiernach ist die Schutzwand 7 mit näpfchen- .105 . artigen Vertiefungen 12 versehen, welche mit ihrem Rücken an die gekühlte Wand 1 ange- ' schlossen sind.

Die zur Verbindung der beiden Wände dienenden Vorsprünge, Rillen u. dgl. können no natürlich auch in der gekühlten Wand 1 vor- . gesehen sein.

Zur Übertragung der Wärme von der Schutzwand 7 auf die Wand 1 können auch· besondere Zwischenkörper angeordnet sein, welche mit beiden Wänden in wärmeleitender Verbindung stehen. Ein Beispiel hierfür zeigt Fig. 6. Hier· ist zwischen die Wände I und 7 eine dritte, gewellte Wand 13 eingeschoben, welche die Weiterleitung der Wärme aus der Wand 7 nach der Wand 1 bewirkt. Die Herstellung der wärmeleitenden Ver-

Claims

bindung zwischen der Schutzwand und der gekühlten Wand kann auf beliebige Weise, beispielsweise durch Anlöten, Schweißen oder auch durch bloßes Zusammenpressen, erfolgen. Ein Ausführungsbeispiel für die _ letztere Möglichkeit zeigt Fig. 7. Hier ist die Schutzwand 7 eines runden Auftriebsschachtes in einzelne segmentartige Teile aufgelöst, die an den Enden mit kurzen Umbiegungen 15 versehen sind, mit welchen sie sich gegen die Wand 1 anlegen. Durch die federnde Wirkung der gekrümmten Rückenflächen der mit Spannung eingepaßten Schutzwandteile ergibt sich eine dauernde Anpressung der Umbiegungen 15 gegen die gekühlte Wand 1. Fig. 8 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Erfindung bei einer nicht fortlaufend, sondern zonenweise gekühlten Wand 1. Die Wandungskühlung ""' erfolgt durch Flüssigkeit, welche in Röhren 16 geführt ist, die in gewissen Abständen auf Wand 1 aufgelötet sind.

Die Schutzwand 7 ist bei diesem Beispiel mit der Wand 1 derart verbunden, daß die Berührungsstellen der beiden Wände zwischen je zwei Kühlröhren 16 zu liegen kommen. Die in die Schutzwand 7 eindringende Wärme muß also zunächst in dieser Wand nach dieser Berührungsstelle, sodann durch Wand ι nach der Anschlußstelle der Röhren 16 strömen, um erst dort in die Flüssigkeit überzutreten. Durch diesen langen Wärmeweg wird die Einhaltung einer über dem Taupunkt der Heizgase liegenden Temperatur der Schutzwand εφτ sicher erreicht.

β
Patent-Ansprüche:

i. Schutzvorrichtung an Flüssigkeitserhitzern zur Verhütung 'der Wasserabscheidung aus Heizgasen an flüssigkeitsgekühlten Schachtwandungen mittels einer auf der Heizgasseite angeordneten Schutzschicht, deren den Heizgasen zugekehrte Seite im Betriebe eine über dem Taupunkt der Heizgase liegende Temperatur annimmt, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schutzschicht lediglich von einem mit Abstand von der zu schützenden Wand angeordneten Metallmantel gebildet wird, der zwecks Regelung seiner Temperatur in gewissen Abständen mit der zu schützenden Wand wärmeleitend verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder des Zwischenraumes zwischen Schutzwand und gekühlter Wand so weit abgeschlossen sind, daß ein Durchströmen von Heizgasen durch diesen Zwischenraum verhütet wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der wärmeleitenden Verbindungsstellen zwischen Schutzwand und gekühlter Wand an den Stellen, wo das Kühlmittel noch niedere Temperatur besitzt, größer gewählt wird als an den Stellen, wo das Kühlmittel wärmer ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzwand eines runden oder elliptischen Schachtes aus 'segmentförmigen Einzelteilen mit abgebogenen Seitenkanten besteht, die mit Spannung in den Schacht eingesetzt und durch ihre eigene Federwirkung mit den Abbiegungen ständig gegen die Schachtwand gepreßt werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei zonenweise gekühlten Wänden (Fig. 8) «lie Berührungsstellen zwischen Schutzwand und. gekühlter Wand zwischen den Kühlstellen der letzteren liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen. _#