Einrichtung zum Überwachen des Heizmittelumlaufes eines mittelbar
beheizten Wärmeaustauschers Die Erfindung bezieht sich auf Wärmeaustauscher, deren
Beheizung durch ein geschlossenes Umlaufsystem erfolgt, in welchem unter ständigem
Wechsel des dampfförmigen und flüssigen Aggregatzustandes ein Heizmittel, beispielsweise
destilliertesWasser oder eine hochsiedende Flüssigkeit, kreist. Der Wärmeaustauscher
kann beispielsweise die mittelbar beheizte Trommel eines Verdampfers, Flüssigkeitserhitzers
oder Zwischendampfüberhitzers sein. Zwischen dem außen beheizten Verdampfungsteil
dieses geschlossenen Umlaufsystems und dem in dem Behälter des Wärmeaustauschers
liegenden Heizkörper eines solchen Umlaufsystems ist vorteilhafterweise ein Zwischenbehälter
eingeschaltet, der als Flüssigkeitsabscheider, Dampftrockner und Ausgleicher dient.
Aus diesem Zwischenbehälter strömt bei dem Umlauf das flüssige Heizmittel, das nebenDampf
stets auch aus den Verdampferrohren heraustritt, durch eine Anzahl von Fallrohren
in einen unteren Flüssigkeitssammler, in den gleichzeitig durch eine andere Gruppe
von Fallrohren das Kondensat aus den Heizkörpern des Wärmeaustauschers gelangt.
Von diesem Flüssigkeitssammler gehen die beheizten Verdampfungsrohre aus, die in
den erwähnten Zwischenbehälter münden. Bei einem derartigen System ist es von größter
Bedeutung, den Flüssigkeitsinhalt des Umlaufsystems zu überwachen, um bei Flüssigkeitsmangel
rechtzeitig den Flüssigkeitsinhalt durch Nachspeisen zu ergänzen. Es ist bereits
eine Einrichtung zum überwachen des Flüssigkeitsinhaltes eines solchen geschlossenen
Heizmittelumlaufsystems bekannt, bei welchem zwischen den Heizkörpern und dem V
erdampfungsteil eine Temperaturanzeigevorrichtung eingeschaltet ist, die inWirkung
tritt, sobald sich infolge Flüssigkeitsmangels in dem System der Dampf des Heizmittels
überhitzt und infolgedessen die gemessene Temperatur höher ist, als es der dem betreffenden
Druck zugehörigen Siedetemperatur der Heizflüssigkeit entspricht. Die vorliegende
Erfindung soll die gleiche Aufgabe auf einem anderen Wege lösen und dabei einen
etwaigen Flüssigkeitsmangel bereits vor Eintritt einer Überhitzungstemperatur nämlich
dann anzeigen und gegebenenfalls eine Alarmvorrichtung auslösen, wenn die Heizflüssigkeit
im Zwischenbehälter um ein gewisses Maß gesunken ist. Sie bedient sich hierzu, wie
es an sich für andere Überwachungszwecke bekannt ist, der üblichen auf Drucktlnterschiedsmessung
beruhenden und auf Differentialmanometer einwirkenden Strömungsmesser (Staurohr,
Venturirohr). Gemäß der Erfindung ist der die Anzeigevorrichtung
beeinflussende
Strömungsmesser in ein Fallrohr, das vorteilhaft nach oben um eine entsprechende
Strecke verlängert ist, an beliebiger Stelle zwischen Zwischenbehälter und Wassersammler
eingebaut. Solange Flüssigkeit noch in dem Zwischenbehälter über der oberen Mündung
des Fallrohres steht, liegt die ordnungsgemäße Flüssigkeitströmung vor, so daß das
mit dem Strömungsmesser verbundene Differentialmanometer einen entsprechenden Druckunterschied
anzeigt. Mit der Abnahme des Flüssigkeitsinhaltes wird dieser Druckunterschied immer
kleiner, um in dem Augenblick, wo .der Wasserspiegel die obere Mündung des Fallrohres
erreicht, Null zu werden, da dann die Strömung in diesem Fallrohr aufhört, weil
keine Flüssigkeit mehr -nachfließt. Die Einrichtung gemäß der Erfindung soll demnach
dadurch, daß sie einen Flüssigkeitsmangel, der leicht gefährlich werden kann, bereits
im Entstehen anzeigt, den Betrieb eines solchen geschlossenen Heizsystems in erhöhtem
Maße sicherstellen.Device for monitoring the heating medium circulation of an indirect
heated heat exchanger The invention relates to heat exchangers whose
Heating takes place through a closed circulation system in which under constant
Change of the vapor and liquid state of aggregation a heating means, for example
distilled water or a high-boiling liquid. The heat exchanger
can for example be the indirectly heated drum of an evaporator, liquid heater
or intermediate steam superheater. Between the externally heated evaporation part
this closed circulation system and that in the tank of the heat exchanger
lying radiator of such a circulation system is advantageously an intermediate container
switched on, which serves as a liquid separator, steam dryer and equalizer.
During the circulation, the liquid heating medium, the additional steam, flows from this intermediate container
always emerges from the evaporator tubes through a number of downpipes
into a lower liquid receiver, into which another group simultaneously
the condensate escapes from the radiators of the heat exchanger through downpipes.
The heated evaporation tubes, which are in
open the mentioned intermediate container. In such a system it is paramount
Importance of monitoring the fluid content of the circulation system in order to avoid fluid depletion
to replenish the liquid content with desserts in good time. It is already
a device for monitoring the liquid content of such a closed one
Heating medium circulation system known, in which between the radiators and the V
evaporation part a temperature display device is switched on, which is in effect
occurs as soon as there is a lack of liquid in the system, the vapor of the heating medium
overheated and as a result the measured temperature is higher than the one in question
Pressure corresponds to the associated boiling temperature of the heating fluid. The present
Invention is to solve the same problem in a different way and thereby one
any lack of fluid even before an overheating temperature occurs
then display and, if necessary, trigger an alarm device when the heating fluid
has decreased by a certain amount in the intermediate container. To do this, she uses how
it is known per se for other monitoring purposes, the usual one on pressure difference measurement
based and acting on differential manometer flow meter (Pitot tube,
Venturi). According to the invention, this is the display device
influencing
Flow meter in a downpipe, which is advantageous upwards around a corresponding
The route is extended at any point between the intermediate container and the water collector
built-in. As long as there is still liquid in the intermediate container above the upper mouth
of the downpipe is, there is the proper flow of liquid, so that the
Differential manometer connected to the flow meter shows a corresponding pressure difference
indicates. With the decrease in the liquid content, this pressure difference always increases
smaller at the moment when the water level hits the upper mouth of the downpipe
reaches zero, because then the flow in this downpipe stops because
no more liquid flows. The device according to the invention should therefore
by having a dehydration that can easily become dangerous
in the making indicates the operation of such a closed heating system in increased
Ensure dimensions.
Die Zeichnung stellt schematisch beispielsweise Ausführungsformen
'der Einrichtung gemäß der Erfindung dar.The drawing shows schematically exemplary embodiments
'of the device according to the invention.
In Fig. i bezeichnet i den außen beheizten Verdampfungsteil des geschlossenen
Umlaufsystems, der nach dem schematischen Beispiel aus einer Gruppe von Verdampfungsschlangen
besteht. 2 ist der Zwischenbehälter, in welchem sich Dampf und Flüssigkeit trennen
und an welchen die Heizkörper 3 angeschlossen sind, die in dem nicht dargestellten
Behälter des Wärmeaustauschers liegen. Von den Heizkörpern 3 führen eine Anzahl
Fallrohre q. in einen unteren Flüssigkeitssammler 5. In diesen führen ferner eine
Anzahl Fallrohre, die an ihrem oberen Ende an den Zwischenbehälter 2 angeschlossen
sind und von denen eines, 6, um eine vorbestimmte Höhe in das Innere des Behälters
ragt.In Fig. I i denotes the externally heated evaporation part of the closed
Circulation system, which, according to the schematic example, consists of a group of evaporation coils
consists. 2 is the intermediate container in which vapor and liquid separate
and to which the radiators 3 are connected, which in the not shown
The heat exchanger container. A number of the radiators 3 lead
Downpipes q. in a lower liquid collector 5. In this also lead a
Number of downpipes that are connected to the intermediate container 2 at their upper end
and one of which, 6, a predetermined height into the interior of the container
protrudes.
Gemäß der Erfindung wird in ein solches verlängertes Fallrohr, vorteilhaft
ein zusätzliches, eine Vorrichtung eingebaut, die in Abhängigkeit von der in dem
Rohr herrschenden Strömung einen Druckunterschied anzeigt. Nach Fig. i besteht diese
Vorrichtung aus einem Venturirohr 7. Der engste Querschnitt dieses Venturirohres
und eine andere Stelle des Fallrohres 6, vorteilhaft eine solche vor dem Venturirohr
(in der Strömungsrichtung gesehen), sind durch eine Leitung 8 bzw. 9 an ein Differentialmanometer
io irgendeiner bekannten Bauart angeschlossen. Dieses Differentialmanometer zeigt
demnach in bekannter Weise den Druckabfall an, der durch die Strömung der Heizflüssigkeit
in dem Fallrohr hervorgerufen wird. Sobald der Flüssigkeitsspiegel in dem Zwischenbehälter
2 bis zur oberen Mündung des Fallrohres 6 sinkt, hört die Strömung im Fallrohr und
damit der Druckunterschied auf, der Zeiger des Manometers geht auf Null, bzw. eine
in beliebiger bekannter Weise mit dem Differentialmanometer verbundene elektrische
Alarmvorrichtung tritt in Wirkung und macht den Heizer darauf aufmerksam, daß durch
Undichtheiten sich der Flüssigkeitsinhalt im Umlaufsystem so weit vermindert hat,
daß ein Nachspeisen von Heizflüssigkeit erforderlich ist.According to the invention, such an elongated downpipe is advantageous
an additional, a device built in, which depends on the in the
The prevailing flow in the pipe indicates a pressure difference. According to FIG. I, this exists
Device made from a venturi tube 7. The narrowest cross-section of this venturi tube
and another point of the downpipe 6, advantageously one in front of the Venturi tube
(seen in the direction of flow), are through a line 8 or 9 to a differential manometer
io of any known type. This differential manometer shows
accordingly, in a known manner, the pressure drop caused by the flow of the heating fluid
is caused in the downpipe. As soon as the liquid level is in the intermediate container
2 drops to the upper mouth of the downpipe 6, the flow stops in the downpipe and
so that the pressure difference on, the pointer of the manometer goes to zero or one
electrical connected in any known manner to the differential manometer
Alarm device takes effect and notifies the heater that by
Leaks the fluid content in the circulation system has decreased so much that
that replenishment of heating fluid is necessary.
Bei Fig. 2 ist statt eines Venturirohres an gleicher Stelle ein Staurohr
eingebaut. In der Fig. 2 ist als einfachste Form die eines Staurohres i i gezeigt,
an dessen Stelle auch ein Staurohr mit oder ohne Staukörper von Stromlinienform
bekannter Bauart eingebaut sein kann. Dieses Staurohr ist auch hier, ebenso wie
eine benachbarte Stelle des Fallrohres 6, mit einem Differentialmanometer ro verbunden.
Hier wird also nicht der Druckabfall, sondern die Erhöhung des Druckes durch den
Staudruck angezeigt. Wird ein Venturirohr benutzt, wie bei Fig. i, so kann die zweite
Anschlußöffnung am Fallrohr 6 in der Nähe des Venturirohres vermieden werden und,
wie Fig. 3 zeigt, der zweite Anschluß des Differentialmanometers io mittels einer
Leitung -1q. an den Dampfraum des Zwischenbehälters 2 erfolgen. In diesem Falle
wird nicht genau der durch die Strömung verursachte Druckabfall angezeigt, sondern
unter Einbeziehung der statischen Druckhöhe, die sich aus der Höhe der Flüssigkeitssäule
zwischen Venturirohr und Flüssigkeitsspiegel im Zwischenbehälter 2 ergibt. Da sich
aber am Venturirohr der Druckabfall mit dem Quadrat der Geschwindigkeit bzw. durchgehenden
Flüssigkeitsmenge ändert, so ist bei entsprechender Wahl der Einbaustelle der durch
die verhältnismäßig kleine statische Druckhöhe bedingte Druckunterschied nur von
geringem Einfluß, so daß er vernachlässigt werden kann. Die Anwendung von Venturirohren
und Staurohren in Verbindung mit Differentialmanometern ist an und für sich bei
Gas-, Dampf- oder Flüssigkeitsmessern bekannt. Im vorliegenden Falle handelt es
sich indessen darum, diese an sich bekannten Vorrichtungen zur Verhütung eines betriebsgefährlichen
Flüssigkeitsmangels in einem geschlossenen Heizflüssigkeitsumlaufsystem der eingangs
erwähnten Art nutzbar zu machen.In Fig. 2, instead of a Venturi tube, a pitot tube is at the same point
built-in. In Fig. 2, that of a Pitot tube i i is shown as the simplest form,
in its place there is also a pitot tube with or without a streamlined baffle
known design can be installed. That pitot tube is here too, as well as
an adjacent point of the downpipe 6, connected to a differential manometer ro.
So here is not the pressure drop, but the increase in pressure caused by the
Back pressure displayed. If a Venturi tube is used, as in FIG. I, the second
Connection opening on the downpipe 6 in the vicinity of the Venturi tube can be avoided and,
As shown in FIG. 3, the second connection of the differential manometer io by means of a
Line -1q. to the vapor space of the intermediate container 2. In this case
the pressure drop caused by the flow is not displayed, but rather
taking into account the static pressure head, which results from the height of the liquid column
between the Venturi tube and the liquid level in the intermediate container 2 results. That I
but at the venturi the pressure drop with the square of the velocity or continuous
If the amount of liquid changes, the installation point is selected accordingly
the relatively small static pressure head caused the pressure difference only of
little influence so that it can be neglected. The application of venturi tubes
and Pitot tubes in connection with differential manometers is in and of itself with
Gas, vapor or liquid meters known. In the present case it is
meanwhile, these known devices for preventing an operationally dangerous
Lack of fluid in a closed heating fluid circulation system of the initially introduced
mentioned type to make usable.