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Kondensator mit in einem Mantel gruppenweise angeordneten Kühlrohren
' Die Erfindung betrifft Kondensatoren, die mit in einem Mantel gruppenweise angeordneten
Kühlrohren, einer auf der einen Seite der Kühlrohrgruppen vorgesehenen Entlüftungsöffnung
und einem auf der anderen Seite der Gruppen vorgesehenen Kanal versehen sind, der
von dem Einlaß für den Dampf unmittelbar an einen unterhalb der Rohrgruppen befindlichen
und von diesen durch Lochplatten abgetrennten Raum führt.
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Es ist bekannt, bei solchen Kondensatoren die Rohrgruppenverteilung
so zu wählen, daß der Dampf möglichst gleichmäßig über alle Rohrgruppen verteilt
wird und jedes Dampfteilchen die gleiche Strecke durch jede Rohrgruppe zurücklegen
muß und daher die Strömung des Dampfes bis zum Sammelraum für die nicht kondensierten
Gase möglichst gleichmäßigverläuft undunter Vermeidung von Strömungs- und Druckverlusten
eine möglichst vollständige Kondensation erreicht wird. Mit dem gleichen Ziel wurde
auch bereits vorgeschlagen, eine mit Öffnungen versehene Trennwand zwischen den
Rohrgruppen und dem Absaugerohr zur gleichmäßigen Absaugung der Dämpfe aus dem Kondensationsraume
anzuordnen. Fernerhin sind schon bei den Kondensatoren der angegebenen Art die Lochplatten
an den Durchtrittsstellen für das Kondensat durch einen von diesem gebildeten Wasserverschluß
so abgedichtet, daß eine Verbindung ` mit dem darüberliegenden Dampfraum verhindert
wird.
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Die Erfindung bezweckt nun eine weitere Verbesserung an Kondensatoren
der in Frage stehenden Art, durch welche die Lieferung eines luftfreien Kondensates
hoher Temperatur ermöglicht wird. Erfindungsgemäß sind hierfür die Rohrgruppen von
dem Kanal durch eine undurchlöcherte Trennwand getrennt, durch welche das von den
Rohrgruppen abtropfende Kondensat abgeleitet wird und die an ihrem unteren Ende
in einem Abstand von den Abflußplatten angebracht ist, so daß das Kondensat durch
diesen Zwischenraum abfließen kann. Die einander zuge-'kehrten Ränder dieser Wand
und der Platte werden als Flüssigkeitsverschluß oder derart gewellt ausgebildet,
daß von ihnen abfließende Flüssigkeitsströme sich kreuzen und dadurch das Durchströmen
von Dampf oder Gas in zum Flüssigkeitsstrom entgegengesetzter Richtung verhindern.
Durch die Anordnung der Trennwand wird ein Teil des Dampfes möglichst heiß bis an
den Kondensatorboden geleitet, wo der Wärmeinhalt dieser Dampfmenge von dem herabrieselnden
Kondenswasser aufgenommen wird, während außerdem die Trennwand selbst in wirksamer
Weise als Wärmeaustauschplatte zwischen dem Dampf und dem auf der Platte niederrieselnden
Kondensat dient, so daß das Kondensw
asser auf diese Weise auf
die höchstmögliche Temperatur gebracht wird.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. Fig. i ist ein Querschnitt eines Oberflächenkondensators
gemäß der Erfindung. Fig.2 isteine Seitenansicht desganzen Kondensators in kleinerem
Maßstab. Fig. 3 ist einschematischer Querschnitt des Kondensators und zeigt die
Form der Tragplatten im Innern des Kondensators. Fig. q. und 5 stellen in Seitenansicht
bzw. Draufsicht die Ableitungsplatten für das Kondensat im unteren Teil des Kondensators
dar. Fig. 6 und 7 stellen abgeänderte Ausführungen solcher Platten dar.
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Der dargestellte Kondensator besteht aus einem beispielsweise zylinderförrnigen
waagerechten Mantel i mit einem Hals 2 zum Anschluß an eine Turbine oder eine sonstige
Maschine, die den zu kondensierenden-Dampf liefert. Der untere Teil des Kondensators
trägt einen Kondensatsammler 3, von welchem aus ein Auslaßrohr q. nach einer Kondensatpumpe
5 führt. Von der Pumpe aus führt ein weiteres Auslaßrohr 6 z. B. nach einem Dampferzeuger,
in welchem das Kondensat als Speisewasser verwendet werden soll, und ferner weist
die Pumpe ein Entlüftungsrohr 7 auf, das in den Kondensatoramündet, um das Kondenswasser
zusammenmit etwa mitgerissener Luft und Dämpf nach dem Kondensator zurückzuführen.
Das Rohr 7 ist in der Nähe eines an den Kondensator angeschlossenen Entlüftungsrohres
8 mit dem Kondensator verbünden. An das Rohr 8 können hier nicht weiter dargestellte
Luftpumpen angeschlossen sein.
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Der Mantel i des Kondensators enthält eine große Anzahl in der Längsrichtung
des Kondensators verlaufender Kühlrohre. Diese Kühlrohre sind nicht als ein einziges
zusammengedrängtes Bündel angeordnet, sondern stellen eine Mehrzahl von Gruppen
io dar, die von einer gemeinsamen Hauptgruppe 9 ausstrahlen, und zwar so, daß sie
zwischen sich Zwischenräume bilden, die gegen den Hals 2 offen sind und mit abnehmender
Breite nach der Hauptgruppe 9 zu verlaufen. Im Querschnitt sind die Gruppen io den
Fingern eines Bananenbündels ähnlich, wie aus Fig. i hervorgeht. Im unteren Teil
des Kondensators ist außerdem nahe dem Entlüftungsrohr 8 eine kleinere Rohrgruppe
i i vorgesehen, die durch einen Zwischenraum von der Gruppe g getrennt ist. Von
dem Entlüftungsrohr. 8 ist die Gruppe i i durch eine Platte 12 getrennt, die auch
eine Trennwand gegenüber der danebenliegenden -Gruppe io. bildet, und von
der Platte 12 aus ragt eine Platte 13 unten in den Zwischenraum zwischen den Gruppen
9 und i i. Die Platte 12 weist in der Längsrichtung des Kondensators verteilte Öffnungen
1q. (Fig. 2) auf, um die Wirkung der an das Entlüftungsrohr 8 angeschlossenen Luftpumpen
über die ganze Länge des Kondensators möglichst gleichförmig zu verteilen.
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Unterhalb der Rohrgruppe i i und zum Teil auch unterhalb der Rohrgruppe
9 ist eine Kondenswasserableitungsplatte 15 vorgesehen, und zwischen der
an der vom Entlüftungsrohr 8 abgekehrten Seite des Kondensators befindlichen Rohrgruppen
io und dem Kondensatormantel i ist eine Schutzplatte 16 vorgesehen, die zwischen
sich und dem Kondensatormantel einen gegen den Dampfeinlaß 2 offenen Kanal
17 bildet, der zum Führen des Dampfs unter die Platte 15 dient. Um zu verhindern,
daß dieser Dampf, dessen Zweck weiter unten beschrieben werden soll, durch den Zwischenraum
zwischen den Platten 16 und 15 eindringt, sind diese Platten an ihren einander zugekehrten
Rändern derart gestaltet, daß der Zwischenraum durch das Kondensat gesperrt wird.
Mehrere verschiedene Ausführungen dieser Ränder können gewählt werden. Eine beispielsweise
Ausführungsform ist in Fig. q. und 5 dargestellt. In diesem Falle sind die Ränder
der Platten wellenförmig gebogen und dadurch mit düsenähnlichen Rinnen in geringer
gegenseitiger Entfernung versehen, so daß die zwischen den genannten Rändern herabfließende
Flüssigkeit Schleier bildet, die einander kreuzen, und dadurch dem aufwärts strömenden
Dampf ein Hindernis bietet. Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 7 dargestellt,
wo die Ränder der Platten 16 und 15 einen Flüssigkeitsverschluß bilden. Unterhalb
der Platten 15 und 16 ist eine Platte 18 vorgesehen, die durchbrochen ist, damit
die auf der Platte sich sammelnde Flüssigkeit in die durch den aus dem Kanal 17
austretenden Dampf durchströmte Kammer herabfließen kann. In Fig. 6 und 7 sind verschiedene
Ausführungen der Platte 18 dargestellt. Gemäß Fig. 6 bildet die Platte eine Schale
mit ebenem Boden und mit Löchern in dem Boden sowie mit düsenförmigen Überlaufrinnen
an den Rändern. In Fig. 7 ist die Platte 18 als eine bogenförmige Rinne mit Durchströmlöchern
dargestellt. Diese Rinne ist so bemessen, daß ein Flüssigkeitsverschluß zwischen
ihr und der Platte 15 entsteht. Der Raum unterhalb der Platte 15 ist durch
ein Rohr 19 mit dem Zwischenraum zwischen den Rohrgruppen 9 und i i verbunden.
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Die Kühlrohre des Kondensators sind in an sich bekannter Weise mit
Hilfe von in gewissem Abstand voneinander angeordneten Tragplatten 2o versteift,
wie in Fig. 2 dargestellt
ist. - Damit diese Tragplatten eine Verteilung
des Dampfes in der Längsrichtung des Kondensators nicht verhindern können, sind
sie gerade an den Zwischenräumen zwischen den Rohrgruppen io mit Aussparungen versehen.
In Fig. 3 sind entsprechend die von den Platten entfernten Teile gestrichelt dargestellt.
Die Platten erhalten somit im wesentlichen den gleichen Umriß wie ein Querschnitt
der Rohrgrüppen io.
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Der Kondenswassersammler 3, der durch Öffnungen 2i mit dem Innern
des Kondensators in Verbindung steht, enthält einen Flüssigkeitsverschluß 22 und
weist ferner einen Überlaufrand 23 auf, der nach der Abflußleitung 4 führt. In den
mit der Abflußleitung 4 verbundenen Teil des Kondenswassersammlers ist ein Sieb
24 eingesetzt. Der Raum oberhalb dieses Siebes steht durch ein Rohr 25 mit dem Vakuumraum
des Kondensators nahe dem Entlüftungsrohr 8 in Verbindung.
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Die Wirkungsweise des Kondensators ist die folgende: Der zu kondensierende
Dampf oder das Gas tritt durch den Hals 2 ein und verteilt sich infolge der gruppenweisen
Anordnung der Kühlrohre io in geeigneter Weise in der Querrichtung des Kondensators.
Durch die Aussparungen der Tragplatten 2o wird gleichzeitig eine gute Verteilung
des Dampfes bzw. Gases auch in der Längsrichtung des Kondensators gesichert. In
Fig. 2 stellt z. B. die Stromlinie 3o den Weg des Dampfes dar, wenn keine Aussparungen
in den Tragplatten vorhanden sind, während die Stromlinie 31 den Weg des Dampfes
beim Vorhandensein solcher Aussparungen darstellt. Diese Einrichtungen haben zur
Folge, daß sich der Dampf möglichst schnell und möglichst gleichförmig über das
ganze Kühlrohrfeld verteilt. Die Ausführung der Zwischenräume zwischen den einzelnen
Kühlrohrgruppen io ist zweckmäßig eine derartige, daß die Mittellinien der Gruppen
oder der Zwischenräume zwischen den Gruppen sämtlich nach einem Punkt in der Öffnung
zu zwischen den Gruppen 9 und i i gerichtet sind, was zur Folge hat, daß die gegebenenfalls
mit Dampf gemischte Luft, die an die genannte Öffnung gelangt, in der Gruppe i i
weiter abgekühlt wird, während der Rest des Dampfes kondensiert. _ Das erzeugte
Kondenswasser fließt längs der Platten 13, 15 und 16 herab, während die Luft und
der etwa nicht kondensierte Dampf durch die Öffnungen der Platte i2 in das Entlüftungsrohr
8 abgesaugt werden. Infolge der Öffnungen 14 kann die Saugwirkung der Pumpe über
die ganze Länge des Kondensators gleichförmig verteilt werden. Man kann auch durch
entsprechende Bemessung der Öffnungen 14 der Platte 12 innerhalb verschiedener Teile
des Kondensators eine verschiedene Saugwirkung erreichen, wenn dies erforderlich
wird.
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Durch den Kanal 17 wird ein Teil des Dampfes von dem Einlaß
2 unmittelbar zum Boden des Kondensators geleitet, wo er unter Kondensation seinen
Wärmeinhalt an das abgekühlte Kondenswasser abgibt, dessen Temperatur dadurch erhöht
wird. Durch die Platte 16 wird verhindert, daß dieser Dampf nach der Kühlrohrgruppe
9 abgeleitet wird, wo immer ein gewisses Vakuum vorhanden ist, das saugend wirkt.
Vielmehr gelangt dieser Dampf zum Boden des Kondensators ohne Wärmeverluste und
wärmt deshalb das Kondenswasser wirksamer als sonst vor. Infolge der Platte 18 wird
die Flüssigkeit fein verteilt und fließt als Brause herab, durch welche der Dampf
hindurchströmen muß. Hierdurch wird eine gute Wärmeübertragung auf das Kondenswasser
gewährleistet. Die zwischen den Rändern der Platten 15, 16 vorgesehenen Flüssigkeitsverschlüsse
nach Fig.7 verhindern das Einsaugen des Dampfes in das Rohrfeld 9 unter der Wirkung
des dort vorhandenen Vakuums, und die gleiche Wirkung wird durch die in Fig. 4 und
5 dargestellte Anordnung erzielt. Durch das Rohr i9 wird Luft und etwa nicht kondensierter
Dampf dem Raum unterhalb der Platte 15 entzogen und nach dem Zwischenraum zwischen
den Kühlrohrgruppen 9 und ii geführt, um dann durch die letztgenannte Rohrgruppe
hindurch nach dem Entlüftungsrohr 8 weiter zu strömen.
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Das auf die oben beschriebene Weise vorgewärmte Kondenswasser sammelt
sich in dem Kondenswassersammler 3 und fließt von dort durch den Flüssigkeitsverschluß
22 und den Überlaufrand 23 in die Ableitung 4. Beim Abfließen über den Rand 23 erfolgt
eine Entfernung der Luft und anschließend ein Seihen im Sieb 24. Das Luftabkochen
wird durch die Anordnung des Rohres oder der Rohre 2.5 verstärkt, welche die Luft
nach dem Vakuumraum des Kondensators in der Nähe des Entlüftungsrohres 8 ableiten.