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Elektrisch beheizter Dampfüberhitzer. Den Gegenstand der Erfindung
bildet ein elektrisch beheizter Dampfüberhitzer. Bei Dampfüberhitzern für kohleheheizte
Anlagen wird durch Führung der Heizgase und des Dampfes nach dem Gegenstromprinzip
an der Oberfläche des gesamten Dampfüberhitzers eine fast vollkon %men gleichmäßige
Wärmeentnahme bewirkt. Der heißeste Dampf kommt mit den heißesten Heizgasen, der
kühlere Dampf mit den schon etwas abgekühlten Heizgasen in Berührung. Es ist auch
bereits vorgeschlagen worden, die Geschwindigkeit des Dampfes in seiner Ausströmrichtung
allinählich zu vergrößern, wobei jedoch, um eine gleichmäßige Wärmeentnahme zu erreichen,
die Geschwindigkeit der Heizgase in dieser Richtung allmählich verkleinert werden
mußte.
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Bei den elektrischen Da@m;pfüberhitzern erfolgt nun die Zufuhr der
elektrischen Energie und somit auch der erzeugten Wärme überall gleichmäßig. Bei
den bisher bekannten elektrischen Dampfüberhitzern, bei welchen die Dampfgeschwindigkeit
an allen Stellen gleichmäßig ist, ist eine gleichmäßige Wärmeentnahme nicht möglich.
Diejenigen Heizelemente, welche an der Einmündungsstelle des Dampfes liegen, werden
mehr gekühlt als diejenigen, welche der Austrittsstelle des Dampfes näher liegen.
Die Arbeitsverteilung in einer solchen Anordnung ist demnach schlecht und die Beanspruchung
der Heizdrähte ungünstig.
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Zur Beseitigung dieser Übelstände und zwecks guter Ausnutzung des
gesamten Heizmaterials wird erfindungsgemäß die Dampfgeschwindigkeit in dem Gberhitzer
der Wärmeaufnahmefähigkeit des Dampfes angepaßt, und zwar derart, daß an der Stelle
des Dampfüberhitzers, an welcher der Dampf noch eine niedrigere Temperatur besitzt,
die Wärmeaufnahmefähigkeit des Dampfes also noch groß ist, die Dampfgeschwindigkeit
möglichst klein gehalten wird, während sie in dem mittleren oder dem Teile nahe
der Austrittsstelle .des Dampfes aus dem Überhitzer, wo die Wärmeaufnahmefähigkeit
des Dampfes geringer ist, vergrößert wird. Es wird dadurch bewirkt, daß im gleichen
Zeitabschnitt die
Heizelemente nahe der Einmündungsstelle des Dampfes
einen geringeren Teil der Wärme an den weniger erhitzten Dampf abgeben, wobei die
Temperaturdifferenz zwischen Heizelement und Dampf hoch ist, oder mit anderen Worten,
die Wärmeabgabe von den Heizelementen an den Dampf erfolgt dort in einem größeren
Zeitabschnitt. Dahingegen erfolgt infolge der höheren Dampfgeschwindigkeit nahe
der Austrittsstelle des Dampfes, selbst bei geringerer Temperaturdifferenz, eine
Wärmeentnahme von dem Heizelement, welche derjenigen an anderen Stellen des Überhitzers
vollkommen gleichkommt.
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Die Art der elektrischen Beheizung spielt hierbei keine Rolle, es
kann der Heizdraht unmittelbar im Dampfe liegen, oder es kann die elektrische Beheizung
auch nach Art der Heizröhrenkessel erfolgen, bei der die Heizelemente innerhalb
der Heizröhren außerhalb des Dampfes liegen. Wesentlich ist nur, daß der Dampf beim
Eintritt in den Überhitzer eine kleinere Geschwindigkeit besitzt als bei seinem
Austritt. Zur Herbeiführung dieser Geschwindigkeitsunterschiede des Dampfes ist
es zweckmäßig, dem vom Dampf innerhalb des überhitzers. durchströmten Raume entsprechende
Gestaltung oder Abmessungen zu geben. So können beispielsweise in einem Überhitzer,
in welchem die elektrischen Heizelemente in Röhren der Länge nach den Kessel durchsetzen,
zwischen den Heizelementen Zwischenwände eingefügt werden, welche dem Dampf einen
Zickzack-weg vorschreiben. Die Abstände der Zwischenwände von der Kesselwand und
unter sich sind dabei so zu wählen, daß der Querschnitt der unterteilten Räume,
vom Dampfeintritt an gerechnet, allmählich kleiner wird. Gemäß der weiteren Erfindung
erhält der Überhitzerkessel zweckmäßig eine konische Form, z. B. die eines abgestumpften
Kegels, wobei die Dampfeintrittsstelle an Teilen des größeren Durchmessers und die
Dampfaustrittsstelle an denen des kleineren Durchmessers verlegt ist. In beiden
Fällen ist die Dampfgeschwindigkeit anfangs klein und am Ende groß, so daß entsprechend
den obenstehenden Ausführungen eine gleichmäßige Wärmeabgabe der Heizelemente gewährleistet
ist. Bei der konischen oder ähnlichen Form des Überhitzers wird zweckmäßig die Anordnung
der elektrischen Heizelemente der Form des Überhitzers angepaßt.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Dampfüberhitzern
in Abb. i und 2 im Längsschnitt dargestellt.
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Abb. i zeigt einen zylindrischen Überhitzerkessel a, welcher von Heizröhren
b durchsetzt ist, in denen die elektrischen Heizelemente c untergebracht sind. Der
Dampfeintritt erfolgt durch die Zuleitung d und der Dampfaustritt durch den Stutzen
e. Zwischen den Heizelementen c sind in den Überhitzerkessela Zwischenwände f und
g eingebaut, welche den Dampf zwingen, den durch Pfeile lt angedeuteten Zickzackweg
einzuschlagen. Die Zwischenwände f und g sind in dem Kessel a so angeordnet,
daß der Abstand i zwischen Kesselwand und der Wand f am größten, der Abstand
h zwischen den Wänden f und g kleiner und der Abstand l zwischen Wand
g und der oberen Kesselwand am kleinsten ist. Durch diese Anordnung wird erreicht,
daß die Dampfgeschwindigkeit vom Eintritt d zum Austritt e allmählich zunimmt.
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In Abb.2 der Zeichnung ist der Dampfüberhitzerkessel a als konisches
Rohr in Form eines abgestumpften Kegels dargestellt. Die in beliebägerWeise eingebautenHeizelementec
sind zweckmäßig möglichst nahe der Kesselwandung angeordnet, und ihre Anordnung
paßt sich der Form der Kesselwandung an. Der Dampfeintritt erfolgt bei d, der Austritt
durch den Stutzen e. Durch die konische Form wird erreicht, daß der Dampf bei d
die kleinste, bei e d ie größte Geschwindigkeit erhält.