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Heißdampfkühler Gegenstand der Erfindung ist ein Heißdampfkühler mit
von dem Dampf durchströmten U-förmigen Rohren, die in einem Gehäuse mit Kühlwasser
mit den U-Bogen so in das Kühlwasser eintauchen, daß die offenen Enden nach oben
gerichtet sind. Bei einem bekannten Heißdampfkühler dieser Art ist die Anordnung
so getroffen, daß die U-förmigen Rohre mit ihren offenen Enden in eine Rohrplatte
eingewalzt sind, während der in dem Kühler aus dem Kühlwasser erzeugte Dampf sich
in einer besonderen Kammer des Kühlwasserbehälters sammelt und von dort durch eine
besondere Leitung abgeführt wird. Derartige Heißdampfkühler sind wegen der Kosten
des Einwalzens oder sonstigen Befestigens der Rohre in der Rohrplatte und auch wegen
der Dampfkammer mit den Anschlüssen für die Abführung des aus dem Kühlwasser erzeugten
Dampfes verhältnismäßig kostspielig. Es sind zwar auch Heißdampfkühler bekannt,
bei denen eine besondere Dampfkammer mit Anschlüssen zum Abführen des im Kühler
erzeugten Dampfes vermieden ist, indem die geraden Kühlrohre mit ihren oberen offenen
Enden in den Kühlwasserbehälter einmünden, so daß der in dem Kühlwasserbehälter
erzeugte Dampf durch die Rohre selbst entweichen kann. Aber auch hier sind die Rohre
mit ihren unteren Enden in eine Rohrplatte eingewalzt.
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Um die Herstellungskosten zu verringern und den Kühler einfacher zu
gestalten, ist gemäß der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß die Einmündungen
der U-Rohre auf der einen und die Ausmündungen derselben auf der anderen Seite einer
den Kühlwasserbehälter unterteilenden senkrechten Zwischenwand liegen, die sich
bis unterhalb de--; tiefsten Spiegels des Kühlwassers erstreckt. Man vermeidet hierbei
also nicht allein die besondere Dampfkammer mit den Anschlüssen zum Abkühlen des
im Kühler erzeugten Dampfes, sondern auch die Rohrplatte und die Arbeit zum Befestigen
der Kühlrohre.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die U-Rohre beispielsweise
an ihren oberen und unteren Enden in dem Kühlergehäuse durch querlaufende Schienen
gehalten, welche in ihren waagerechten Flanschen mit Ausschnitten versehen sind
und z. B. abwechselnd U-förmigen und L-förmigen Ouerschnitt besitzen. Um einen Übertritt
des
Kühlwassers aus der Zuleitungskammer in die nächste Kammer zu vermeiden, können
die Zwischenräume zwischen den unteren Tragschienen in der Zuleitungskammer des
Kühlwassergehäuses durch ein geeignetes Dichtungsmaterial, wie z. B. Gummi o. dgl.,
verschlossen werden, welches mit diesen Schienen eine an die senkrechte, den Behälter
unterteilende Wand sich anschließende waagerechte Trennungswand bildet.
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Die Zeichnung stellt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
dar.
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Fig. i zeigt den Heißdampfkühler in einem senkrechten Mittellängsschnitt.
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Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. I.
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Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. i, und Fig. 4 ist ein
Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. i.
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Die Fig. 5 und 6 bezeichnen Einzelheiten. Der Heißdampfkühler enthält
ein zylindrisches Gehäuse io mit einer senkrechten, mittleren Trennungswand 12,
die sich von dem oberen Deckel des Gehäuses io nach unten bis zum Boden oder bis
zu einem gewissen Abstand von diesem erstreckt, so daß zu beiden Seiten derselben
Kammern 14 und 16 gebildet werden. Die Kammer 14 ist mit einem Einlaßstutzen 18
und die Kammer 16 mit einem Auslaßstutzen 2o für den Heißdampf versehen. Diese beiden
Stutzen befinden sich vorteilhaft am oberen Ende des Gehäuses io, in welchem ein
Bündel aus U-förmigen Rohren 22 so angeordnet ist, daß die offenen Enden dieser
Rohre 22 nach oben gerichtet sind. Der zu kühlende Dampf strömt aus dem oberen Teil
der Kammer 14 durch die in dieser befindlichen Schenkel der Rohre 22 unterhalb der
unteren Kante der Trennungswand 12 und dann durch die anderen Schenkel der Rohre
22 nach dem oberen Teil der Kammer 16. Wie sich aus Fig. i ergibt, befinden sich
die Schenkel der Rohre 22 beiderseits der Trennungswand und das unmittelbare übertreten
von Dampf aus der Kammer 14 nach der Kammer 16 wird durch diese Trennungswand verhindert,
welche in das Kühlwasser 17 eintaucht, das die Rohre 22 zum Teil umgibt und
die überschüssige Wärme des durch den Stutzen 18 zugeführten Dampfes aufnimmt. Es
kann jedoch der Fall eintreten, daß noch zusätzliche Mittel vorgesehen werden müßten,
um die Kammer 1,4 und 16 voneinander zu trennen, worauf noch später eingegangen
wird.
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Die Rohre 22 werden in dem Gehäuse io an ihren oberen und unteren
Enden durch besondere Haltevorrichtungen gesichert. An den unteren Enden sind zu
diesem Zweck U-förmige Schienen 24 vorgesehen, welche oben und unten breite, waagerechte,
einseitig vorstehende Flanschen 24a und außerdem, aber nur an der Oberseite, einen
einseitig vorstehenden, schmalen waagerechten Flansch 24b besitzen. Die Schienen
24 sind paarweise angeordnet, und zwar so, daß die breiten. Flanschen 24a sich gegenüberstehen.
Zwischen den Paaren von Schienen 24 sind Schienen 26 von geringerer Höhe und von
L-förmigem Querschnitt angebracht, und zwar so, daß ihre unteren Flansche 26a mit
den unteren Flanschen 24a der Schienen 24 sich auf gleicher Höhe befinden. Die Schienen
26 sind ebenfalls paarweise angeordnet, so daß ihre waagerechten Flansche 26a sich
gegenüberstehen. jede der Schienen 24 und 26 ist an den waagerechten Flanschen mit
Ausnehmungen 25 versehen, in welche die Schenkel der Rohre 22 sich einlegen. je
zwei Reihen der U-Rohre 22 werden von je einem Paar Schienen 24 bzw. 26 gehalten.
Die Ausschnitte 25 sind in der einen Schiene mit Bezug auf diejenigen in der anderen
Schiene desselben Paares versetzt, so daß die Kanten der Flansche zwischen den Ausschnitten
derselben Schiene gegen die Seiten der Rohre drücken und diese fest in die Ausschnitte
der gegenüberliegenden Schiene klemmen. Die Schienen jedes Paares werden durch Bolzen
27 zusammengehalten, durch welche die Rohre fest genug eingeklemmt werden, um ihr
Gewicht zu halten. jeder Bolzen 27 ist mit seinem einen Ende in den senkrechten
Flansch einer Schiene 24 oder 26 eingeschraubt. -Der Kopf des Bolzens ist in den
senkrechten Flansch der anderen Schiene desselben Schienenpaares versenkt. Diese
Anordnung ist gewählt, damit die Schienenpaare 26 den Raum zwischen den Schienen
24, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, möglichst ausfüllen. Die Schienen 24 und 26 erstrecken
sich unterhalb der Trennungswand 12 quer durch den Behälter io und werden durch
Unterlegscheiben 28 sowie Muttern 29 an den unteren Enden von Bolzen 30 und
30a gehalten. Die Bolzen 30 sind in einen Flansch 31 an dem unteren
Ende des Gehäuses io eingeschraubt, während die Bolzen 30a in eine Schiene 32 eingeschraubt
sind, die an dem unteren Ende der Trennungswand 12 befestigt ist. An ihrem oberen
Ende werden die Rohre 22 an einer seitlichen Bewegung durch den Schienen 24 entsprechende
Schienen 24' gehindert. Diese Schienen werden an ihren Enden durch U-förmige Führungen
36 gehalten, die an der Innenseite des Gehäuses io und an der Trennungswand i2 befestigt
sind. Da die Führungen 36 die Enden der Schienen 24' umgreifen, so ist nicht genügend
Raum vorhanden,
um benachbarte Paare von Schienen 24' mit ihren
Führungen 36 in derselben waagerechten Ebene anzubringen. Die aufeinanderfolgenden
Paare von Schienen 24' sind daher in der Höhenrichtung gegeneinander versetzt, wie
sich aus Fig. i ergibt.
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Damit die Flüssigkeit in den Kammern 14 und 16 nicht aus der einen
in die andere Kammer übertreten kann, wenn zwischen diesen Kammern, z. B. beim Inbetriebnehmen,
Druckunterschiede entstehen, kann die Trennungswand 12 von ihrem unteren Ende bis
zum Rande des Gehäuses io verlängert werden, und zwar durch Packungsmaterial 34,
welches man auf der einen Seite der Wand 12 zwischen den Halteschienen 24 und 26
anbringt. Für diesen Zweck ist Gummipackung geeignet, die zwischen je zwei Schienen
24 oder 26 eingeklemmt wird, worauf die Schienen durch die Bolzen 27 zusammengezogen
werden, so daß keine Flüssigkeit zwischen den Schienen eines Paares hindurchgehen
kann. Da die Schienen 26 eine geringere Höhe besitzen als die Schienen 24, so wird
das Packungsmaterial 34 auch an der Stelle 35 zwischen den waagerechten Flanschen
24b der Schienen 24 und den oberen Kanten der senkrechten Flanschen der Schienen
26 eingeklemmt, so daß auch um die Verbindungsstelle zwischen den Schienen 24 und
26 keine Flüssigkeit durchtreten kann. Der in den Kammern 14 und 16 sich entwickelnde
Dampf kann auf der einen Seite oberhalb des Packungsmaterials 34 und auf der anderen
Seite zwischen den Schienen 24 und 26 nach oben steigen und dann zwischen den oberen
Schienen 241 entweichen.
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Beim Betrieb des Heißdampfkühlers ändert sich der Flüssigkeitsspiegel
in den Kammern 14 und 16 entsprechend dem Grade der gewünschten Kühlung des Heißdampfes.
Die aus dem überhitzten Dampf entnommene Wärme verdampft die Flüssigkeit in den
Kammern 14 und 16, und der in der Kammer 14 erzeugte Dampf vermischt sich mit dem
überhitzten Dampf und geht mit diesem in die Einlaßenden der U-förmigen Rohre 22.
Der in der Kammer 16 sich entwickelnde Dampf vermischt sich mit dem aus den Rohren
22 austretenden Dampf und geht mit diesem durch den Auslaßstutzen 2o. Wenn übliche
Betriebsbedingungen hergestellt sind, so besteht ein sehr geringer Unterschied in
dem Druck zwischen den Kammern 14 und 16. Beim Inbetriebnehmen des Heißdampfkühlers,wenn
also die Vorrichtung kalt ist, kann sich ein wesentlicher Druckunterschied zwischen
den beiden Kammern ausbilden, weil die Rohre 22 nicht entwässert werden können.
Wenn in diesem Fall der Dampf in die Rohre 22 geleitet wird, so schlägt er nieder,
und das sich bildende Niederschlagswasser versperrt dem Dampf den Durchgang durch
die Rohre. Dieses Niederschlagswasser muß durch den Dampf ausgeblasen werden. Dann
kann aber der Unterschied des Druckes zwischen den beiden Kammern ausreichend sein,
um das Wasser in dem Gehäuse io aus der Kammer 14 in die Dampfableitung 2o zu drücken.
Dieses wird aber verhütet durch die Zwischenwand 12 und die Packung 34 zwischen
den Schienen 24 und 26.
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Das Kühlwasser wird dem Heißdampfkühler durch ein Rohr 38 zugeführt,
welches mit den Kammern 14 und 16 durch Zweigrohre 39 und 39a verbunden ist. Damit
bei einem Druckunterschiede beiderseits der Trennungswand 12 die Flüssigkeit nicht
durch die Zweigleitung 39 oder 39a in die Dampfleitung zurückgedrückt wird, ist
vorzugsweise in der Zweigleitung 39, welche nach der Einlaßkammer 14 führt, ein
Rückschlagventil4o vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die
Kammern 14 und 16 vollkommen durch eine Zwischenwand getrennt. Unter Umständen kann
jedoch der Teil der Trennungswand, welcher durch die Schienen 24 und 26 sowie durch
das Packungsmaterial 34 o. dgl. gebildet wird, entfallen, so daß die Flüssigkeit
an dem unteren Ende des Gehäuses io in Verbindung mit der Wand 12 die beiden Kammern
14 und 16 voneinander trennt. In diesem Fall wird der Heißdampfkühler mit seiner
Flüssigkeit auf die Temperatur des Dampfes in derAuslaßleitung gebracht, bevor der
überhitzte Dampf durch die Vorrichtung geht. Das Kühlergehäuse io ist an seinem
unteren Ende durch eine vertiefte Bodenplatte loa geschlossen und besitzt an seinem
oberen Ende zwei Mannlöcher mit Deckeln 42 und 44, durch welche man Zutritt zu dem
Inneren der Kammer 14 und 16 hat.
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Bei der Anordnung gemäß der Erfindung wird nicht allein die Rohrwand
zur Aufnahme der offenen Enden der Kühlrohre entbehrlich, sondern auch die D.amp£kammer
mit den äußeren Anschlüssen, um den in dem Kühler erzeugten Dampf abzuführen. Damit
entfällt auch die Arbeit des Einwalzens oder des sonstigen Befestigens der Kühlrohre
in der Rohrplatte.