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In der liegenden Tronunel eines mittelbar beheizten Wärmeaustauschers
untergebrachte Heizeinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine in der liegenden
Trommel eines mittelbar beheizten Wärmeaustauschers untergebrachte Heizeinrichtung,
deren durch ein Mannloch der Stirnwand der Trommel zugängliche Heizrohre in der
Längsrichtung der Trommel sich erstrecken und an Zu- und Ableitungskammern für den
Wärmeträger angeschlossen sind, die mit den außerhalb der Trommel befindlichen Zu-
und Ableitungsrohren für den Wärmeträger durch Vermittlung von durch die Trommelwandung
geführten Anschlußstutzen verbunden sind.
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Gemäß der Erfindung sind mindestens an einer Stirnseite der Heizeinrichtung
die Kammern der in der Längsrichtung der Trommel sich erstreckenden Heizrohre in
der Trommel des Austauschers außerhalb derUmgrenzungsfläche des Heizrohrbündels
liegend angeordnet, derart, daß die Stirnseite des Heizrohrbündels durch die liegenden
Kammern nicht verdeckt wird.
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Wärmeaustauscher mit innerhalb desWärmeaustauschbehälters übereinander-
oder neb@eneinanderliegenden Kammern waren bekannt. Hierbei handelt es sich jedoch
um Heizeinrichtungen mit quer zur Längsrichtung des Behälters angeordneten Heizkörpern.
Diese Behälter sind im allgemeinen mit einem Deckel versehen, der den Durchmesser
des Behälters selbst oder mindestens die Höhe der Heizeinrichtung besitzt, so daß
nach Abnahme des Deckels die Heizrohre unmittelbar zugänglich sind. Der Erfindungsgegenstand
setzt aber voraus, daß die Heizrohre nur durch ein Mannloch in der Stirnwand der
Trommel zugänglich sind. Eine der erwähnten bekannten Anordnungen mit liegenden
Kammern ist auch bei einer Trommel mit einem Mannloch in der Stirnwand derselben
angewendet worden. Aber bei einer Heizeinrichtung mit in der Längsrichtung der Trommel
sich erstreckenden Heizrohren sind andere Gesichtspunkte für die Ausgestaltung der
Heizeinrichtung zu beachten, als bei den bekannten Wärmeaustauschern mit quer liegenden
Heizrohren. Es kommt nämlich beim Erfindungsgegenstand darauf an, daß bei der liegenden
Anordnung der Kammern die in der Längsrichtung der Trommel sich erstrekkenden Heizrohre
bei geöffnetem Mannlochdeckel sofort zu übersehen und zwecks Reinigung leicht zugänglich
sind. Zu diesem Zweck sind die Kammern in der erfindungsgemäßen
Weise
in bezug auf die Heizrohre angeordnet. Diese Anordnung hat auch einen wärmewirtschaftlichen
Vorteil, der darin besteht, daß der Wasserumlauf innerhalb der Trommel durch die
liegenden Kammern nicit' gestört wird. Der Umlauf vollzieht sich"-Jn-' der Längsrichtung
des Rohrsystems von der Mitte aus nach beiden Enden und ferner auch in der Querrichtung
der Trommel. Diesem Umlauf können die liegenden Kammern nicht hinderlich sein. Ferner
ergibt sich für die Heizrohre eine mehr oder weniger gebogene Form, wodurch die
einzelnen Gruppen der Heizelemente genügend nachgiebig werden. Bei Verwendung eines
scharnierartig aufgehängten Mannlochdeckels sind die liegenden Kammern beim Öffnen
des Deckels nicht hinderlich. Man kann also mit dem senkrechten Teil zier Heizrohre
bis an die Stelle gehen, an welcher sonst die stehenden Kaminern angebracht sind.
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Die liegenden Kammern sind ferner bei einem bekannten Wärmeaustauscher
in Verbindung mit in der Längsrichtung des Wärmeaustauschbehälters sich erstreckenden
Heizrohren verwendet worden. Aber hier war die Anordnung so, daß die Kammern sich
an der Stirnseite des Heizrohrbündels befinden und diese verdecken, so daß die mit
der Erfindung angestrebten Vorteile und Wirkungen nicht erreicht werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind auch an der Umkehrstelle
der Heizrohre liegende Kammern (Umkehrkammern) angeordnet. Ferner verlaufen die
Kammern vorteilhaft in der Längsrichtung der Trommel. Werden die Heizrohre im Sinne
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit Steigung von einem zum anderen
Ende hin ausgeführt und an dem Ende mit der höchsten Erhebung der Rohre die Kammern
stehend angeordnet, dann hat man die Möglichkeit, in einfacher Weise eine Entlüftung
der Heizrohre des Wärmeaustauschers vorzunehmen, z. B. durch im oberen Teil der
stehenden Kammern angeordnete feste Rohre, welche aus der Kesseltrommel heraus geführt
sind.
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Die Zeichnung stellt drei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dar.
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Fig. i zeigt eine Trommel eines Wärmeaustauschers im Längsschnitt
mit der Heizeinrichtung gemäß der Erfindung in Ansicht.
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Fig. ? und 4 sind entsprechende Darstellungen einer zweiten und dritten
Ausführungsform, und Fig. 3 ist ein Querschnitt durch die Trommel des Wärmeaustauschers
mit Vorderansicht auf die Heizeinrichtung.
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In der Trommel i des Wärmeaustauschers, z. B. in dem Wasserraum der
Verdampfungstrommel eines Hochdruckkessels, ist eine Heizeinrichtung untergebracht,
welche, aus Rohren 2 und 3 .und diese verbindenden Kam-m. ern 4, 5 und 6
besteht. Die Kammern 4 und 5 besitzen Rohrstutzen 7 und 8, welche durch die '\ÄTandung
der Trommel i nach außen geführt sind. Von diesen Stutzen dient der Stutzen zum
Zuführen eines Wärmeträgers, z. B. von Wasserdampf, und der Stutzen 7 zum Ableiten
des abgekühlten Wärmeträgers, also z. B. des Heizdampfkondensates. Die Kammer 6
ist eine Umkehrkammer, «-elche den Wärmeträger aus den Zuführungskammern 5 und den
Verbindungsrohren 3 zu den Heizrohren 2 führt. Während die Zu- und Ableitungskammern
5 und 4 ortsfest gelagert sind, sind die Umkehrkammern 6 auf einer Unterlage 9 am
Boden der Trommel i gleitbar gelagert. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i sind
sowohl die Zu- und Ableitungskammern 5 und 4 als auch die Umkehrkaininern 6 liegend
nebeneinander angeordnet. Die Rohre 2, welche die Ableitungskammern .. mit den Umkehrkammern
6 verbinden, erhalten bei dieser Ausführungsform eine etwa U-förmige Gestalt, so
daß sie in sich nachgiebig sind. Das ganze Rohrbündelpaket kann sich infolge der
gleitbaren Abstützung der Umkehrkammern 6 unter dem Einfluß der Wärme ohne schädliche
Spannungen ausdehnen, und zwar in Richtung der Längsachse der Trommel.
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Bei dein Ausführungsbeispiel nach Fig.2 sind nur die Zu- und Ableitungskammern
.4. und 5 liegend angeordnet, während die Umkehrkammern io stehend angeordnet sind.
Sie sind ebenso wie -die liegenden Umkehrkammern 6 der Ausführungsforen nach Fig.
z auf einer Unterlage 9 gleitbar gelagert. Die Umkehrkammern i o können entweder
senkrecht oder unter einem gewissen Winkel gegen die Senkrechte geneigt angeordnet
sein. Bei der senkrechten Anordnung der Kammern io werden die Rohre 2, um sie mit
ihren Enden senkrecht in die betreffende Wand der Kammern io einführen zu können,
eine gewisse Abbiegung erhalten, während bei geneigt angeordneten Umkehrkammern
die ansteigenden Rohrstränge 2 vollkommen gerade ausgeführt werden könnten. Die
Anordnung nach Fig. 2 hat gegenüber derjenigen nach Fig. t den Vorteil der einfachen
Entlüftung. Bei dem Beispiel der Fig.2 sind zu diesem Zweck im oberen Teil der Kammern
io endende Rohre ii vorgesehen, welche sich an Rohre 12 von kleinem Durchmesser
anschließen, die in Kammern 13 eingeführt sind. Von diesen Kammern gehen
Stutzen 14 durch den Boden der Trommel i nach außen. Man könnte aber auch die angesammelten
Gase durch die Decke oder Seitenwandung der Trommel i abführen. Das betreffende
Abführungsrohr
müßte in diesem Falle nur leicht lösbar mit der zugehörigen
stehenden Kammer io verbunden sein, während bei der Abführung nach unten die Rohre
12 auch eingewalzt oder eingeschweißt sein können. Beim Herausnehmen eines Elementes
brauchen nur die Durchführungsstutzen 14, 8 und 7 gelöst zu werden.
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Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem nur die liegenden
Zu- und Ableitungskammern 5 und .4 vorhanden sind. Die Zu- und Ableitungsrohre 3
und 2 sind an den Umkehrstellen 17 nicht durch Kammern, sondern durch Rohrbogen
verbunden. Die Rohre besitzen eine für das Abführen des Kondensates erforderliche
Neigung gegen die Waagerechte. Die Kammern 4 und 5 könnten auch miteinander vertauscht
werden. In diesem Falle erhalten die Rohre 2, welche dann Zuleitungsrohre sind,
vorteilhaft eine Neigung nach der entgegengesetzten Richtung.
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Bei den dargestelltenAusführungsbeispielen ist angenommen, daß sich
die Ableitungskammern 4. und 5 sowie die Umkehrkammern 6 in der Längsrichtung derTrommel
erstrecken. Hierbei ergeben sich einfache Formen für die Kammern. In Fig. 3 sind
drei Kammern in der Querrichtung nebeneinander dargestellt. Die Anzahl der nebeneinanderliegenden
Kammern könnte jedoch auch größer sein. Bei einer geringeren Anzahl von Kammern,
z. B. bei drei Kammern, reicht der Raum in der Trommel aus, um auch die äußeren
Heizelemente in eine solche Lage zu bringen, daß sie durch das Mannloch 15 nach
außen gebracht werden können. Bei einer größeren Anzahl von in der Querrichtung
nebeneinanderliegenden Kammern wäre dieses jedoch bei den äußeren Elementen nur
möglich, wenn die nach der Mitte zu gelegenen Elemente erst aus der Trommel entfernt
sind. Die Verbindung einer Zuführungskammer 5 mit der zugehörigen Umkehrkammer 6
oder io kann durch ein einziges größeres Rohr 3 oder durch eine größere Anzahl von
entsprechend kleineren Rohren je nach der Verwendung von einem Niederdruck- oder
Hochdruckwärmeträger hergestellt werden. Die Anzahl der Rohre 2 zwischen einer Kammer
4 und der zugehörigen Umkehrkammer 6 oder io wird so gewählt, daß ein möglichst
leicht zu handhabendes Element entsteht.
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Wie die Ausführungsbeispiele erkennen lassen, sind für die Zu- und
Abführung des Wärmeträgers getrennte Stutzen vorgesehen, die entweder an einer Seite
oder an beiden Seiten der Trommel wechselseitig angebracht sein können. Die letztereAnordnung
empfiehlt sich bei Wärmeaustauschern, die für Schiffe bestimmt sind, während die
einseitige Zu- und Abführung hauptsächlich für Landkessel geeignet ist. Die Zuführung
erfolgt vorteilhaft an der Seite, an welcher der Anschlußbehälter des Rohrsystems
für die Beheizung des Wärmeträgers liegt, da in diesem Falle an Rohrleitungen gespart
wird.
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Aus den Zeichnungsbeispielen ergibt sich ohne weiteres, daß bei geöffnetem
Mannlochdeckel 16 die Rohrsysteme 2 von dem Mannloch 15 aus zu übersehen und auch
leicht zu reinigen sind. Der Wasserumlauf in der Trommel vollzieht sich in ihrer
Längsrichtung, beispielsweise von der Mitte aus nach beiden Enden und ebenso in
der Querrichtung im Sinne der eingezeichneten Pfeile. Die Kammern sind insbesondere
bei der liegenden Anordnung an beiden Enden der Heizeinrichtung dem Umlauf nicht
hinderlich.
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Ist der Mannlochdeckel als scharnierartig aufgehängte Tür ausgebildet,
so sind beim Öffnen und Schließen derselben die Kammern 4 nicht im Wege, da sie
unterhalb der Unterkante dieser Tür liegen. Mit den senkrechten Schenkeln der vorderen
Reihe der Rohre 2 kann man an die Tür 16 so nahe herangehen wie sonst mit der Vorderwand
der senkrechten Kammern. Für das gesamte Rohrbündel ?- der Heizeinrichtung
ist nicht eine gemeinsame Zu- bzw. Ableitungskammer und Umkehrkammer, sondern eine
größere Anzahl von Kammern vorgesehen, um leichte Elemente zu bekommen. Die Unterteilung
der Kammern ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen in der Längsrichtung
der Trommel vorgenommen, könnte jedoch auch quer zur Trommel erfolgen. Im letzteren
Falle ließen sich dieDurchführungsstutzenunmittelbar unterhalb Mitte Trommel in
senkrechter Anordnung, gegebenenfalls mit versetzter Teilung, anbringen.