-
Dampfbeheizter Wärmeaustauschbehälter Bei dampfbeheizten Wärmeaustauschern,
insbesondere Flüssigkeitserhitzern, ist es bereits bekannt, die U-förmigen Heizelemente
gruppenweise frei ausdehnbar nur an einem Ende einzuspannen, so daß sie sich unter
den wechselnden Temperaturen frei ausdehnen können. Bei den bekannten Wärmeaustauschern
dieser Art bestehen, gleichviel ob die Anordnung eine stehende oder liegende ist,
die Heizelemente aus geraden Rohren, die gruppenweise an der Dampfeintrittskammer
eingespannt sind, die bei stehender Anordnung oben liegt. Das andere Ende der geraden
Rohre, wo sich das Kondensat des Dampfes sammelt, ist entweder unter Vermittlung
einer Sammelkammer an ein enges Schlangenrohr zur Wegführung des Kondensates angeschlossen,
oder jedes einzelne Rohr ist mit einer solchen Kammer versehen, die in der gleichen
Weise an ein enges Schlangenrohr zur `'Wegführung des Kondensates angeschlossen
ist.
-
Demgegenüber sind gemäß der Erfindung unter Ausbildung der Heizelemente
als rückkehrende U-förmige, also haarnadelförmig gebogene, hochkant liegende Schleifen
diese mittels ihrer unteren Kondensatabflußkammern durch ein kurzes Anschlußrohr
gegenüber dem Behälter festgelegt, während die oberen, von den unteren unabhängigen,
frei beweglichen Dampfeintrittskammern durch ein relativ langes, eine oder mehrere
KrüYnmungen aufweisendes Anschlußrohr unter Bewegungsmöglichkeit mit dem Behälter
verbunden sind. Die bekannte Lösung, die Dampfeintrittskammerfestzulegen, dieDampfaustrittskammer
aber durch Kondensatabflußschlangen in ihrer Beweglichkeit zu erhalten, hat den
Nachteil, daß ein Teil der dampfbeheizten Heizfläche ungünstiger ausgenutzt wird
als bei der Ausgestaltung gemäß der Erfindung, weil diese Heizfläche durch nicht
genügend rasch abfließendes Kondensat berührt wird statt mit kondensierendem Dampf,
bei welchem bekanntlich der Wärmeübergang erheblich höher ist als bei Wasser. Insbesondere
ist für mittelbar durch Dampf beheizte Hochdruckdampferzeuger oder ebensolche Speisewasservorwärmer,
die das Speisewasser bis nahe an die Verdampfungstemperatur erhitzen sollen, die
rasche und ungehinderte Abführung des sich aus dem Heizdampf bildenden Kondensates
und die möglichste Verkleinerung der von diesem Kondensat berührten Wärmeaustauschfläche
von wesentlicher Bedeutung.
-
Weiter betrifft die Erfindung vorteilhafte Ausführungsformen, gemäß
welchen einmal die Anschlußstücke für den Heizdampfeintritt und für den Kondensataustritt
an beiden Enden des Behälters vorgesehen sind, und das andere Mal, gemäß welchen
an dem einen Behälterende sämtliche Anschlußstücke für das Kondensat und an dem
anderen sämtliche
Anschlußstücke für den eintretenden Heizdampf
vorgesehen sind. In ersterem Falle ist die obere Kammer gegenüber der unteren in
der Längsrichtung so weit zurückgesetzt, daß das gekrümmte Anschlußrohr für die
Dampfeintrittskammer die zur Ausdehnungsmöglichkeit genügende Länge hat, während
im zweiten Falle das gekrümmte Anschlußrohr für die Dampfeintrittskammer über die
ganze Länge der haarnadelförmig gebogenen Schleifen geführt ist. Die Anordnung der
Anschlußstücke in dem einen oder anderen Sinne ist an sich bekannt, und die besondere
Ausgestaltung des Anschlusses wird naturgemäß nur im Zusammenhang mit dem Gegenstapd
des Hauptanspruches beansprucht.
-
Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele. Die Abb. i,
2 und 3 zeigen unter Herausbrechen des mittleren Teiles des langen Behälters einen
senkrechten Schnitt, einen waagerechten Schnitt und einen Querschnitt mit den Heizelementen
in Ansicht. Die Abb.,., 5 und 6 zeigen entsprechende Schnitte durch eine abgeänderte
Ausführungsform, während die Abb.7 und 8 eine weitere Abänderung an der Ausführungsform
nach den Abb.4 bis 6 im Längsschnitt und Querschnitt durch den Behälter veranschaulichen.
-
In sämtlichen Abbildungen ist i der Wärmeaustauschbehälter, welcher
nach dem Beispiel eine starkwandige Trommel zur mittelbaren Erzeugung von Hochdruckdampf
ist, die beiderseits durch Mannlochöffnungen 2 zum Einbringen der in der Längsrichtung
des ganzen Behälters verlaufenden Heizelemente zugänglich ist. Diese Heizelemente
bestehen aus Gruppen von haarnadelförmtg gebogenen, hochkant liegenden Rohrschleifen
3, die an ihren freien Enden an Gruppen von Sammelkammern 4. und 5 angeschlossen
sind. Die unteren Kammern sind durch kurze, gerade Rohrstücke 6 mit den nach außen
führenden Anschlußstücken 7 im Behälterinnern verbunden, während die Verbindung
der oberen Kästen 5 mit den entsprechenden Anschlußstücken 8 durch relativ lange
S-förmig gekrümmte Rohre 9 erfolgt, die oberhalb der Rohrschleifen an die oberen
Kästen 5 angeschlossen sind. Die unteren Kammern 4. sind demnach gegen den Behälter
i festgelegt, die oberen sind mit Rücksicht auf die langen Anschlußrohre beweglich
mit dem Behälter verbunden. Die zurückgesetzten Kammern 5 haben Verschiebungsmöglichkeit
in derLängsrichtung, wodurch unzulässige Spannungen infolge von starken Temperaturschwankungen
in den Heizelementen vermieden werden.
-
Nach den dargestellten Beispielen sind die Rohrschleifen der Heizelemente
parallel zueinander von beiden Seiten her eingeführt, so daß sich an jedem Ende
des Behälters Anschlußstücke 7 und 8 befinden. Durch erstere erfolgt die Abführung
des Kondensats, während durch letztere der Heizdampf, sei es als Sattdampf oder
überhitzter Dampf, eintritt, um nach Abgabe seiner Verdampfungswärme allein oder
dieser und der zusätzlichen Überhitzungswärme als Kondensat durch die Anschlußstücke
7 abzufließen.
-
Bei der Ausführungsform nach den Abb.4 bis 6 ist die obere Kammer
5 gegen'die untere Kammer d. weniger in der Längsrichtung zurückgesetzt, und das
oben an sie angeschlossene S-förmig gekrümmte Anschlußrohr 9 verläuft über die ganze
Länge der oberen Schenkel der U-förmigen Schleifenrohre. Bei dieser Ausführungsform
liegen die Anschlußstücke 7 für den Kondensatabfluß für alle Heizeietnentgruppen
an demselben Behälterende und die Anschlußstücke 8 für den Heizdampfeintritt sämtlich
an dem anderen Behälterende. Diese Ausführungsform erscheint insofern noch vorteilhafter
als die vorher beschriebene, weil bei gleicher Heizfläche die freie Beweglichkeit
des freien Rohrschleifenendes größer sein kann, indem das Maß der Zurücksetzung
der oberen Kammern gegen die unteren, nicht wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform,
abhängig ist von einer Mindestlänge der S-förmig gekrümmten Anschlußrohre.
-
Bei den Abb. 7 und 8 ist gezeigt, daß es nicht notwendig ist, für
jede Gruppenkammer ein einziges weites Anschlußrohr 9 vorzuehen, sondern daß dieses
auch in eine Gruppe von engeren ausdehnungsfähigen Anschlußrohren io unterteilt
werden kann. Dies gilt sowohl für die zuerst wie für die zuletzt beschriebene Ausführungsform.
Obgleich der Erfindungsgegenstand in erster Linie für mittelbare Hochdruckdampferzeuger
bestimmt ist, ist die Erlindung auch anwendbar für dampfbeheizte überhitzer, Verdampfungsapparate
oder andere dampfbeheizte Wärmeaastauscher.