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VJasservorwärmer oder Verdampfer mit elastischen Heizkörperwandungen
Die bei Wasservorwärmern und Wasserverdampfern vorzugsweise verwandten Heizeinrichtungen
aus Rohren haben den Nachteil, daß sie von dem sich während des Betriebes ansetzenden
Kesselstein gereinigt werden müssen. Denn. die Erfahrung hat gezeigt, daß der Kesselstein
nicht während des Betriebes selbsttätig in dem Maße abspringt, wie es zur Durchführung
eines ununterbrochenen Betriebes notwendig ist. Diese Reinigung stellt eine mühsame,
zeitraubende Arbeit dar, welche üblicherweise auf mechanischem Wege in den Betriebspausen
der Anlage vorgenommen wird.
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Es sind zwar schon Verdampferheizkörper mit ebenen großflächigen Platten
als Wandungen bekannt, die starr gegeneinander abgestützt sind. Ebenso sind taschenförmige
Heizkörper für Vorwärmer bekannt, welche aus ebenen Platten gebildet sind. Bei beiden
tritt aber infolge der starren Ausbildung der Wandungen ein selbsttätiges Absprengen
der Kesselsteinansätze nicht ein, so daß sie für die Reinigung vom Kesselstein keinen
wesentlichen Fortschritt bedeuten.
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Ferner ist bereits ein flacher Heizkörper von ringförmiger Gestalt
für Flüssigkeitsverdampfer vorgeschlagen worden, der sich unter denn Einfluß von
Druckänderungen bewegen und dabei die abgelagerten Krusten absprengen soll. Er bedeutet
jedoch eine Sonderkonstruktion, die nur in bestimmten Fällen anwendbar ist und außerdem
einen nicht unerheblichen Raumbedarf verursacht. Weiter ist auch schon ein Verfahren
zum Entfernen von Ruß bei Taschenlufterhitzern bekannt, bei dem die Wandungen durch
künstlich hervorgerufene Druckstöße der zugeführten Luft durchgebeult werden sollen,
wobei durch innere Spannungen im Blech vorhandene Beulen vorausgesetzt sind. Die
Druckstöße sollen beispielsweise durch stoßweises Verstärken des Luftstromes infolge
von Bewegungen einer Verschluß- oder Drosselklappe hervorgerufen werden. Die hierbei
erforderlichen starken Stöße und gewaltsamen Formänderungen der Wandungen sind jedoch
bei den erheblich höheren Drücken von Vorwärmern und Verdampfern nicht zulässig.
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Ebenso ist bereits eine Einrichtung zum Beseitigen von Krusten in
Wärmeaustauschapparaten und Rohrleitungen durch elastische Formänderungen der Wandungen
unter Schutz gestellt, bei der die Wandungen während des Betriebes durch künstlich
hervorgerufene Druckwechsel des Durchtrittmittels von einer Ruhelage in eine andere
Ruhelage übergehen und dabei faltenreiche Umformungen erleiden sollen. Auch hier
ist eine besondere Vorrichtung zum Hervorrufen der Druckwechsel erforderlich, und
auch hier sind die durch die faltenreichen Umformungen bewirkten Werkstoffbeanspruchungen
für Vorwärmer und Verdampfer nicht unerheblich. Außerdem sind die Bewegungen der
Wandungen nicht begrenzt.
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Schließlich ist auch schon eine zur Wassererwärmung dienende, in einen
Wärmespeicher
mit Selbstumlauf eingebaute Erhitzerschlange unter
Schutz gestellt worden, die ein Absprengen von Kesselsteinansätzen durch membranartige
Gestaltung der Heizkörperwandungen, Ausbiegen derselben ohne zweite Ruhelage und
Nutzbarmachen von im üblichen Betrieb auftretenden Druckschwankungen herbeiführen
soll. Sie besteht aus schraubenförmig gewickelten Rohren unrunden Querschnitts mit
einer nach außen konkaven Wandung, welche bei inneren Druckstößen den Kesselstein
schlagartig von den Innenflächen absprengen soll. Auch hier ist wieder keine Begrenzung
der Wandungsausbiegungen vorgesehen.
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Demgegenüber besteht bei der Erfindung die Heizeinrichtung aus einer
Mehrzahl von flachen Heizkörpern mit großflächigen ebenen Platten als Wandungen,
die sich unter dem Einfluß von im Betrieb auftretenden Druckschwankungen des Heizmittels
aus einer einzigen mittleren Ruhelage membranartig nach beiden Seiten ausbiegen
können Und dadurch selbsttätig während des Betriebes die Bildung von Kesselsteinansätzen
verhindern. Die Ausbiegungen der Wandungen sind nach beiden Seiten begrenzt, und
zwar zweckmäßig durch einen derartigen unmittelbaren und parallelen Nebeneinanderbau
der Heizkörper, daß die Wandungen sich bei den Ausbiegungen gegenseitig innen bzw.
außen abstützen. Die Ausbildung nach der Erfindung gewährleistet auch bei kleinen
Druckschwankungen ein weiches, sicheres Abplatzen etwaiger Ansätze ohne übermäßige
Werkstoffbeanspruchung und hat weiter den Vorteil einer erheblichen Raumersparnis
gegenüber den üblichen Röhrenverdampfern.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen
schematisch dargestellt. Es zeigen: Abb. i einen Wasserverdampfer in liegender Bauart
im Querschnitt, Abb. 2 eine Vorderansicht hierzu, Abb.3 einen Querschnitt durch
die Heizkörper dieses Verdampfers in größerem Maßstab, Abb.4 einen Wasserverdampfer
in stehender Bauart im Querschnitt, Abb. 5 einen. Grundriß hierzu und Abb. 6 einen
Querschnitt durch die Heizkörper dieses Verdampfers in größerem Maßstab.
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In einem Verdampfergehäuse a mit angedeutetem Wasserspiegel HW ist
eine Reihe von flachen Heizkörpern b angeordnet. Die Wandungen derselben sind als
großflächige ebene Platten ausgebildet, welche einander in kurzem Abstand parallel
gegenüberstehen und 'derart elastisch dünn gehalten sind, daß sie während des Verdampferbetriebes
unter dem Einfluß der Druckschwankungen des Heizmittels von ihrer mittleren Ruhelage
aus nach beiden Seiten atemförmige Bewegungen nach Art einer Membran ausführen können
und dadurch ein Abplatzen der Kesselsteinansätze herbeiführen.
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Bei der Ausführung nach Abb. i sind die Heizkörper quer zur Längsachse
des Gehäuses, also senkrecht stehend, angeordnet; bei der Ausführung nach Abb.4
liegen sie in einem spitzen Winkel zur Waagerechten. Nach Abb. z haben sie eine
annähernd viereckige Form und sind nach Abb.3 als taschenförmige Hohlkammern vorgesehen;
nach Abb. 5 sind sie rund. Die Erfindung ist jedoch auf keine bestimmte Form und
Ausbildung der Heizkörper beschränkt. Sie können beispielsweise auch als rohrähnliche
Körper mit ovalem oder länglichem Querschnitt ausgebildet und ferner quer oder gleichlaufend
zur Längsachse eines Wärmeaustauschers eingebaut sein. Es ist auch möglich, eine
senkrechte, waagerechte oder schräge Lage der Heizflächen zu wählen.
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Um eine Dehnung des Werkstoffes über die Elastizitätsgrenze hinaus
und damit eine bleibende Formänderung der Heizflächen zu verhindern, ist erfindungsgemäß
die Ausdehnung der Wandungen begrenzt. Nach innen wird dies durch eine so schmale
Ausbildung der Heizkörper bewirkt, daß bei zu hohem Überdruck von außen eine Berührung
und gegenseitige Abstützung der beiden Hauptflächen eines jeden Heizkörpers stattfindet.
Die Begrenzung der Ausdehnungen nach außen hin erfolgt in ähnlicher Weise. Zu diesem
Zweck sind die Heizkörper ti so dicht aneinandergerückt, daß die beiden den Zwischenraum
für die Wasserfüllung bildenden Wände je zweier benachbarter Heizkörper bei der
gewünschten Höchstausdehnung ebenfalls einander berühren und abstützen können. Für
die äußere Abstützung des letzten Heizkörpers ist eine besondere Abschlußplatte
ä vorgesehen (Abb. i).
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Die Abstützung kann nach innen und außen entweder durch unmittelbare
Berührung der Wandflächen selbst oder über besonders aufgebrachte Verstärkungsrippen
oder Anschlagnocken c und ähnliche Mittel herbeigeführt werden.
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Es ist ferner notwendig, die Heizkörper stets im gleichbleibenden
Abstand voneinander zusammenzubauen. Das wird erfindungsgemäß durch Rohrstutzen
d bewirkt (Abb. 3, 6), die auf ' die Heizkörper b aufgebracht sind und mit dem Innenraum
der Heizkörper so in Verbindung stehen, daß sie gleichzeitig der Zu- und Abführung
des Heizmittels dienen. Werden dann die Heizkörper mit den Rohrstutzen aufeinandergelegt,
so sind die
Abstände zwischen den Heizkörpern bestimmt und auch
die Innenräume miteinander verbunden.
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Durchgehende Ankerbolzen f, die z. B. in Augen e der Heizkörper geführt
sind (Abb. i, 2), dienen einerseits dazu, alle Heizkörper gemeinsam zusammenzuhalten,
und andererseits, eine Abdichtung der Stutzen für die Zu- und Abführung des Heizmittels
herbeizuführen. Eine Rollenanordnung lt (Abb. 2) ermöglicht ein gleichzeitiges Ausfahren
der gesamten Heizeinrichtung. Der zugeführte Heizdampf kann gegebenenfalls vor Eintritt
in die Heizkörper durch einen thermischen Dampftrockner i geführt werden (Abb. q.).
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Die Erfindung ist für jeden Wasservorwärmer und Wasserverdampfer brauchbar,
gleichviel ob es sich um Rohwasser, chemisch gereinigtes Wasser oder Niederschlagswasser
handelt, das in die Geräte gespeist wird.