DE57189C

DE57189C - Heating and cooling device with circulating fluids

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Publication number: DE57189C
Application number: DENDAT57189D
Authority: DE
Original assignee: P. MARIX in Paris, Nr. 49 Rue le Peletier, Frankreich
Anticipated expiration: 1910-06-04

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

KLASSE 36 £*Heizungsanlagen,CLASS £ 36 * heating systems,

, Die Erfindung betrifft ein Heizverfahren, welches durch den Kreislauf geeigneter Flüssigkeiten in Gas, Dampf oder tropfbar flüssigem Zustande bethätigt wird und den Zweck verfolgt, entweder die zu erhitzende Masse während ihrer Zuleitung allmälig auf bestimmte, selbst sehr hohe Wärmegrade zu erhitzen oder Gase bezw. Dämpfe auf beliebige bestimmte Wärmegrade zu bringen., The invention relates to a heating method, which by the circuit of suitable liquids is operated in gas, vapor or dripping liquid state and pursues the purpose, either gradually reducing the mass to be heated as it is being fed in, to heat even very high degrees of heat or gases respectively. Vapors on any particular one Bring degrees of warmth.

Das Verfahren besteht im wesentlichen in der Herstellung eines vielfachen Kreislaufes einer Flüssigkeit durch eine Röhrenanordnung, welche abwechselnd der Feuerung ausgesetzt und durch den Raum geführt wird, welcher die zu erhitzende Masse enthält.The process essentially consists in creating a multiple cycle a liquid through a pipe arrangement which is alternately exposed to the furnace and is passed through the space containing the mass to be heated.

Es unterscheidet sich dieses Verfahren von anderen, durch flüssige Körper bewirkten Heizmethoden wesentlich dadurch, dafs die zur Abgabe von Wärme dienende Heizflüssigkeit abwechselnd in der Feuerung erhitzt und dann ' durch Abgabe ihres Wärmegehaltes an die zu erhitzende Masse gekühlt wird; diese Erhitzung und Abkühlung wiederholt sich in regelmäfsigen Abschnitten, während sonst die Heizflüssigkeit in ununterbrochener Folge erhitzt zu werden pflegt.This procedure differs from other heating methods produced by liquid bodies essentially because the heating fluid used to give off heat alternately heated in the furnace and then 'by releasing their heat content to the heating mass is cooled; this heating and cooling is repeated at regular intervals Sections, while otherwise the heating fluid is heated in uninterrupted sequence are cared for.

Um den Kreislauf der Flüssigkeit in der Röhrenanordnung hervorzubringen, können die hierfür gebräuchlichen Mittel Anwendung finden.In order to bring about the circulation of the liquid in the tube arrangement, can the means commonly used for this are used.

Wenn z. B. ein tropfbar flüssiger Körper als Heizflüssigkeit dient, so kann der Kreislauf dadurch bewirkt werden, dafs man die Flüssigkeit entweder am Schlufs ihrer zu durchlaufenden Strecke ausfliefsen läfst oder ihr einen in sich geschlossenen Kreislauf giebt, derart, dafs sie nach mehrmaligem abwechselnden Hindurchgehen durch die Feuerung und die zu erhitzende Masse schliefslich an ihrem Ausgangspunkt wieder anlangt.If z. B. a drip liquid body is used as heating fluid, the circuit can be effected by either adding the liquid at the end of it flowing through the route or giving it a closed circuit, in such a way that after several alternating passes through the furnace and the mass to be heated finally arrives at its starting point again.

Besteht die Heizflüssigkeit aus Gas oder Dampf, so kann man sie gleichfalls am Ende der Leitung ausströmen lassen, um sie ■ noch änderweit nutzbar zu machen, oder man kann sie condensiren und nach dem Ausgangsbehälter zurückführen, wo sie wiederum in Gas oder Dampf verwandelt wird.If the heating fluid consists of gas or steam, it can also be used at the end let the line flow out in order to make it ■ still usable elsewhere, or you can they condense and lead back to the source container, where they are again converted into gas or steam.

Obgleich das vorliegende Verfahren von einer bestimmt begrenzten praktischen Ausführungsform unabhängig ist, so dient zu dessen Erläuterung die in der Zeichnung beispielsweise verdeutlichte Anordnung einer Anlage, welche die zwei hauptsächlichen Anwendungen darstellt, nämlich:Although the present method is independent of a certain limited practical embodiment, it serves to the explanation of which is the arrangement of a system illustrated in the drawing, for example, which represents the two main uses, namely:

ι. die Heizung durch in Kreislauf gesetzte Flüssigkeit,ι. the heating by circulating fluid,

2. die Heizung durch Gas oder Dampf.2. Heating by gas or steam.

Es ist ferner die Anwendung der Heizvorrichtung in Verbindung mit einer Destillationsanlage dargestellt. The application of the heating device in connection with a distillation plant is also shown.

Die Heizung mittelst circulirender Flüssigkeit ist zunächst in einer Ausführung durch Fig. ι verdeutlicht, welche einen senkrechten Querschnitt nach G-H der Fig. 3 darstellt; Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt in der Längenlinie I-J-K-L der Fig. 3, und Fig. 3 ein Horizontalschnitt nach der Linie A-B-C-D-E der Fig. 2. In Fig. 2 und 3 ist die eigentliche Heizvorrichtung nur in dem links von der Linie Z- Z gezeichneten Theil der Anlage enthalten, die Theile rechts von dieser LinieThe heating by means of circulating liquid is initially illustrated in one embodiment by FIG. 1, which shows a vertical cross section according to GH of FIG. 3; Fig. 2 is a vertical section in the length of line IJKL of Fig. 3, and Fig. 3 is a horizontal section along the line ABCDE of Fig. 2. In Fig. 2 and 3 is the actual heater only to the left of the line Z Z drawn part of the system, the parts to the right of this line

LagerexempiarStorage evidence

enthalten die Destillirvorrichtungen, auf welche die Heizung beispielsweise einwirken soll.contain the distillation devices on which the heating is to act, for example.

Der Feuerraum B ist von einer Anzahl von Gufsstücken überwölbt, welche Röhren A bilden oder in welche Röhren eingelegt sein können. Ueber dieser Wölbung befindet sich ein trogförmiger Raum E₁ welcher durch Scheidewände in der Längenrichtung in.mehrere Abtheilungen getheilt ist, die oben und .unten mit einander in Verbindung stehen, wie aus Fig. ι ersichtlich, um der ununterbrochen zufliefsenden und ablaufenden zu erhitzenden Masse einen möglichst langen Weg zwischen Eintritt und Ausflufs zu geben. Auf diese Weise wird eine allmälig zunehmende Erhitzung auf dem Wege von der ersten bis zur letzten Abtheilung erzielt.The furnace B is vaulted by a number of cast pieces, which form tubes A or into which tubes can be inserted. Above this vault there is a trough-shaped space E ₁ which is divided in the longitudinal direction into several sections by partitions, which are connected to each other above and below, as can be seen from FIG to give as long a path as possible between entry and exit. In this way a gradually increasing heating is achieved on the way from the first to the last division.

In den Abtheilungen des Troges E liegen der Längenrichtungen nach Röhren G mit mehr oder weniger ausgedehnter Flächenentfaltung; diese Röhren G stehen mit den Röhren A so in Verbindung, dafs die in letzteren circulirende Heizflüssigkeit abwechselnd die Röhren G und A durchfliefst. Es wird also die Heizflüssigkeit aus den unter unmittelbarer Einwirkung , des Feuerraumes B stehenden Röhren A in die Röhren G erhitzt einströmen, dort an die umgebende Masse im Trog E einen Theil ihrer Wärme abgeben, dann gekühlt in die nächste Röhre A zurückfliefsen, wiederum erhitzt werden, dann die nächste Röhre G im Trog durchfliefsen und so fort. Am Ausgang der letzten Röhre G im Trog befindet sich ein Hahn, dessen Stellung die Auslaufgeschwindigkeit regelt.In the divisions of the trough E , the longitudinal directions lie in the direction of tubes G with a more or less extensive surface development; These tubes G are connected to tubes A in such a way that the heating fluid circulating in the latter flows alternately through tubes G and A. The heating fluid from the tubes A , which are under direct influence from the furnace B , will flow into the tubes G in a heated manner, there will give off part of its heat to the surrounding mass in the trough E , then flow back cooled into the next tube A , where it will be heated again , then flow through the next tube G in the trough and so on. At the exit of the last tube G in the trough there is a tap, the position of which regulates the discharge speed.

Wenn die Flüssigkeit beim Austritt aus der letzten Röhre G wieder Von neuem circuliren soll, so bildet die Röhrenanordnung A G ' ein Rohr ohne Ende, so dafs die Flüssigkeit zuletzt wieder am Ausgangspunkt anlangt, nachdem sie wiederholt den Feuerraum und den . Trog wechselweise berührt hat.If the liquid is to circulate again when it emerges from the last tube G, the tube arrangement AG 'forms a tube without an end, so that the liquid finally arrives again at the starting point, after having repeatedly passed the furnace and the. Has touched trough alternately.

Um den Umlauf der Flüssigkeit zu befördern, wird es zweckmäfsig sein, die Röhren in geneigter Lage anzuordnen, und dem Unterschied der Dichtigkeit der heifsen und gekühlten Flüssigkeit dadurch Rechnung zu tragen, dafs die senkrechten Verbindungsröhren die geeigneten Mafse erhalten, die den Uebergang erleichtern. In order to promote the circulation of the liquid, it will be expedient to use the tubes to be arranged in an inclined position, and the difference in the tightness of the hot and cooled Liquid must be taken into account by making the vertical connecting tubes suitable Maintain dimensions that facilitate the transition.

Als Heizflüssigkeit verwendet man 'aiii besten eine solche, die nur bei sehr hohen Wärmegraden verdampft, z. B-. OeI oder sogar- geschmolzenes Metall. Bei Anwendung von Wasser als Heizflüssigkeit würde ■ man den . Röhren nur eine geeignete Stärke zu geben brauchen.The best way to use heating fluid is to use it one that evaporates only at very high degrees of heat, e.g. B-. OeI or even-melted Metal. If water was used as the heating fluid, the . Tubes only need to be given a suitable strength.

Die Rohrverbindungen befinden sich, wie aus der Zeichnung ersichtlich, sämmtlich aufser der unmittelbaren Berührung mit der Flamme, wie der zu erhitzenden Masse; die Unzuträglichkeiten , welche durch den aus der ^ hohen Wärme entstehenden inneren Druck in den Röhren entstehen könnten, sind zum gröfsten Theil beseitigt.As can be seen from the drawing, the pipe connections are all on the top the direct contact with the flame, like the mass to be heated; the inconveniences which through the internal pressure arising from the high heat in the Tubes that could arise have for the most part been eliminated.

Bei Anwendung von Dampf oder Gas als Heizflüssigkeit besteht weiter kein Unterschied, als dafs die Röhrenanordnung AG, anstatt von einem tropfbar flüssigen Körper, von Dampf oder Gas durchströmt wird. Nachdem der Dampf oder das Gas beim Durchgang durch eine der Röhren G einen Theil^ seiner" Wärme an die umgebende zu erhitzende Masse abgegeben hat, nimmt er im nächsten Rohr A aus dem Feuerraum wiederum Wärme an und strömt dann in das nächste Rohr G. Beim Ausströmen aus der letzten Röhre G wird der Dampf noch hochgradig erhitzt sein, weil die letzte Strecke der Röhren G in der letzten, mit stark erhitzter Masse beschickten .Abtheilung des Troges E liegt. Bringt man an verschiedenen Punkten der Röhren G, entsprechend den verschiedenen Abtheilungen des Troges, Dampfablafsventile an, so. kann man der Leitung Dampf von verschiedenen Wärmegraden entnehmen; letztere entsprechen der in der betreffenden Abtheilung vorhandenen Temperatur. . JT-UWhen steam or gas is used as the heating fluid, there is no further difference than that the tube arrangement AG is flowed through by steam or gas instead of a drip-able liquid body. After the steam or gas has given up part of its heat to the surrounding mass to be heated when passing through one of the tubes G, it again takes on heat in the next tube A from the furnace and then flows into the next tube G. When flowing out of the last tube G , the steam will still be extremely heated, because the last section of the tubes G lies in the last section of the trough E, which is charged with strongly heated mass. If the tubes G are brought to different points, corresponding to the different sections of the trough, steam outlet valves on, so one can take steam of various degrees of warmth from the pipe; the latter correspond to the temperature in the relevant department

Wie schon bemerkt, ist die in der Zeichnung angegebene Anordnung nur als Beispiel zu betrachten; die Röhren können z. B. auch quer zu dem Feuerraum liegen, ebenso der Trog E; das von Röhren A durchgezogene Gewölbe kann aus einem Stück geformt sein u. s. w.; der Trog kann auch seitlich oder am Ende des Feuerraumes liegen; die Scheidewände des Troges können einfach, anstatt doppelt ausgeführt sein, oder sie können auch ganz fortfallen.As already noted, the arrangement given in the drawing is only to be regarded as an example; the tubes can e.g. B. also lie across the combustion chamber, as is the trough E; the vault drawn through by tubes A can be formed in one piece, etc; the trough can also be on the side or at the end of the furnace; the partitions of the trough can be made single instead of double, or they can be omitted entirely.

Die angegebene Röhrenordnung kann ferner durch eine solche ersetzt werden, wiesiez. B. in Röhrenkesseln Anwendung findet, in denen geneigt liegende Röhren reihenweise durch Verbindungskästen zu sogenannten Elementen verbunden sind. Gewöhnlich sind diese Elemente unter sich vorn und oben durch einen Dampfsammeiraum verbunden, während sich an der Rückseite und unten ein Sammelraum für die Zuleitung befindet. Diese Röhrenelemente eines Röhrenkessels können die den Feuerraum umschliefsenden Heizröhren bei dem vorliegenden Verfahren ersetzen. Es wird dann das in der zu erhitzenden Masse bezw. im Trog.E liegende Schlangenrohr je auf der einen Seite mit dem oberen Theil des entsprechenden Röhrenelements und mit dem anderen Ende mit dem unteren Theil des folgenden Röhrenelements, in Verbindung ge-. bracht. Auf diese Weise übt jedes der Röhrenelemente dieselbe Wirkung aus, wie eines der Heizrohre A der Zeichnung.The specified tube order can also be replaced by such as. B. is used in tubular boilers in which inclined tubes are connected in rows by junction boxes to form so-called elements. Usually these elements are connected to each other at the front and at the top by a vapor collection space, while a collection space for the supply line is located at the rear and at the bottom. These tubular elements of a tubular boiler can replace the heating tubes surrounding the furnace in the present method. It will then bezw in the mass to be heated. The serpentine tube lying in the trough E is connected on one side with the upper part of the corresponding tubular element and at the other end with the lower part of the following tubular element. brings. In this way, each of the tube elements exerts the same effect as one of the heating tubes A in the drawing.

In einer solchen Einrichtung würde also die Heizflüssigkeit oder der Dampf wie folgt circuliren: durch das erste 'Röhrenelement des Kessels, durch das erste Schlangenrohr des Troges, durch das zweite Röhrenelement, durch das zweite Schlangenrohr des Troges und so fort, bis die Heizflüssigkeit aus dem letzten Schlangenrohr abgelassen oder aber in das erste Röhrenelement zurückgeleitet wird.
. Die Anwendung des Verfahrens zum Betriebe einer Destillationsanlage wird beispielsweise durch die in Fig. 2 und 3 dargestellte Einrichtung verdeutlicht, welche sowohl einen ununterbrochenen, als auch einen periodischen Betrieb, gestattet.In such a device the heating fluid or the steam would circulate as follows: through the first tubular element of the boiler, through the first coiled tube of the trough, through the second tubular element, through the second spiral tube of the trough, and so on, until the heating fluid leaves the tank the last coiled pipe is drained or returned to the first tubular element.
. The use of the method for operating a distillation plant is illustrated, for example, by the device shown in FIGS. 2 and 3, which allows both uninterrupted and periodic operation.

Die nach dem Verfahren eingerichtete Heizvorrichtung ist zweckmäfsig die -durch Fig. 2 dargestellte und mit Dampf oder Gas betriebene; in dem Trog E wird die zu destillirende Flüssigkeit so weit vorgewärmt, dafs sie in der letzten Äbtheilung so nahe als möglich bis zum Destillationspunkt erhitzt wird, worauf sie in eine oder mehrere Destillirblasen abfliefst·, in denen sich die eigentliche Destillation vollzieht.The heating device set up according to the method is expediently the one represented by FIG. 2 and operated with steam or gas; In the trough E the liquid to be distilled is preheated to such an extent that it is heated as close as possible to the distillation point in the last division, whereupon it drains into one or more stills, in which the actual distillation takes place.

. In der Zeichnung sind beispielsweise zwei Destillirblasen D angenommen, welche so angeordnet sind, dafs sie von der aus dem Feuerraum B nach dem Schornstein entweichenden Hitze umspült werden.. In the drawing, for example, two stills D are assumed, which are arranged in such a way that the heat escaping from the combustion chamber B to the chimney flows around them.

Wenn die zu destillirende Flüssigkeit die ■Abtheilungen des Troges durchlaufen hat und schliefslich die gewünschte Temperatur besitzt, so fliefsf sie durch Rohr F in die erste Blase D, worin' sie durch die aus dem Feuerraum B zugelassenen Heizgase, welche die Blase umspülen, einer ersten Destillation unterworfen wird. Wenn während der ■ Destillation, wie für manche Substanzen erwünscht ist, eine Zuleitung von Dampf behufs Umrührung der Masse oder eine Verstäubung stattfinden soll, so kann dieser Dampf aus der Leitung des Heizdampfes an geeigneter Stelle abgeleitet und zugeführt werden.When the liquid to be distilled has passed through the sections of the trough and has finally reached the desired temperature, it flows through tube F into the first bubble D, in which it is replaced by the heating gases admitted from the furnace B , which wash around the bubble Is subjected to distillation. If during the distillation, as is desired for some substances, steam is to be fed in to stir the mass or atomized, then this steam can be diverted from the heating steam line at a suitable point and fed in.

Die in der ersten Blase nicht verdampften Theile der Masse kommen nun in eine zweite Blase, wo sie einer stärkeren Erhitzung unterworfen werden, indem die Feuerung eine mehr directe Wirkung ausübt; auch hier kann Dampf zum Rühren oder Verstäuben in die Destillirblase eingeführt werden.The parts of the mass which have not evaporated in the first bubble now pass into a second Bladder, where they are subjected to more intense heating, by firing one more has a direct effect; Here too, steam can be drawn into the still for stirring or dusting to be introduced.

An Stelle besonderer Destillirblasen kann endlich die Anordnung getroffen sein, dafs die Destillation im Trog E selbst stattfindet; letzterer wird dann zweckmäfsig noch mehrere Abtheilungen, als die drei in der Zeichnung angegebenen erhalten, und die letzten dieser Abtheilungen bilden Destillirblasen, auf denen je ein Schwanenhalsrohr angebracht ist; Dampfzuleitung in diese Abtheilungen kann ebenfalls stattfinden; der Dampf wird zweckmäfsig aus den Kniestücken der Rohrleitung A G abgeleitet. In place of special stills, the arrangement can finally be made that the distillation takes place in trough E itself; The latter is then expediently preserved in more sections than the three indicated in the drawing, and the last of these sections form stills, on each of which a gooseneck tube is attached; Steam can also be fed into these compartments; the steam is expediently discharged from the elbows of the pipeline AG .

Dasselbe Verfahren kann umgekehrt auch zur Kühlung, anstatt zur Erhitzung, von Flüssigkeiten Anwendung finden. In diesem Falle befindet sich an Stelle des Feuerraumes B ein Kälteerzeugungsapparat, von dem die Röhren A gekühlt werden; die Wirkungsweise ist demnach ohne Weiteres verständlich.Conversely, the same method can also be used for cooling, instead of heating, liquids. In this case, instead of the furnace B, there is a refrigeration device, by which the tubes A are cooled; the mode of action is therefore easily understandable.

Claims

Patent Claims:

1. A heating device serving to heat liquid or steam to certain temperatures, in which a pipe (AG) serving to circulate heat liquid in spiral-shaped winds

• fertilize alternately through the combustion chamber (B) and through the one to be heated; Mass-containing space (E) is led, so that the thermal liquid, alternately heated and emitting heat, can carry out a multiple cycle merging into one another.

2. In the heating device characterized in claim 1, the part of the to The space containing the heating mass is divided into several compartments, through which the heating fluid passes one after the other and gradually heated, for the purpose of both of the heating fluid, as well as being able to take partial quantities with different degrees of heat from the mass to be heated.

3. In the case of the heating device characterized in claim 1, the change, dafs on In place of the furnace, a cold generator is set, so that in the tube arrangement Circulating fluid removes heat from the mass being treated, instead of adding it.

For this purpose ι sheet of drawings.