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Vorrichtung zur übertragung der Wärme von gespannten Gasen, insbesondere
von Strahlungs-oder Verpuffungskammern von Dampferzeugem oder Brennkraftmaschinen,
auf andere Stoffe Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Übertragung
der Wärme von gespannten Gasen, insbesondere von Strahlungs- oder Verpuffungskammern
von Dampferzeugern oder Brennkraftmaschinen, auf andere Stoffe durch die Verwendung
einer die Gaskanäle in der zum Übertragen der Wärme dienenden Wärmeaustauschfläche
beaufschlagenden Gasdüse.
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Es ist bereits bekannt, mittels einer Gasdüse den Überdruck von mehreren
Brennkammern in Geschwindigkeit umzusetzenund Rauchrohre damit zu beaufschlagen.
Hierbei sind jedoch die Brennkammern mit der Gasdüse durch Rohrkrümmer verbunden,
so daß durch diese mittelbare Schaltung den Gasen vor der desch-windigkeitserzeugung
Wärme entzogen wird. Dadurch geht ein Teil der Überdruckwärme für die Geschwindigkeitserzeugung
verloren. Dies bedeutet eine Entwertung der mit hohen Erzeugungskosten belasteten
Überdruckverbrennungswärtne. Da außerdem die Wände, in denen die Rauchrohre befestigt
sind, starke Strömungsverluste bedingen, kann die Berührungsheizfläche nicht wirtschaftlich
mit hohen Gasgeschwindigkeiten beaufschlagt werden.
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Bekannt ist es auch, den Cberdruck von Brennkammern unmittelbar, aber
mittels vieler Gasdüsen, die jeweils mit Rauchrohren verbunden sind,in hohe Geschwindigkeit
umzusetzen. Da aber diese Düsen für kleine Gasmengen bestimmt sind, also eng werden,
können sie leicht versintern, den Aufbau des Dampferzeugers durch ihre große Zahl
verteuern und eine Düsenregelung kaum ermöglichen. Demgegenüber ist gemäß der Erfindu#g
bei der Vorrichtung zur Übertragung von Wärme, auf die sich die Erfindung bezieht,
die Gasdüse derart angeordnet, daß sie
und auch die von längs beströmten
Siederohren gebildeten Gaskanäle unmittelbar beaufschlagt werden. m
Diese
Anordnung gewährt den Vorteil, tläß nur eine oder nur wenige, aber für großt; Gasmengen
bestimmte Gasdüsen erfordeill,#h,. sind, durch deren unmittelbare Schaltung zwischen
Bremikammer und Wärmeaustauschflächen sich in bezug auf die Geschwindigk-eitserzeugung
der geringstmögliche Wärme- und Druckverlust ergibt. Außerdem lassen sich die großen
Düsenformen allen theoretischen und praktischen Anforderungen entsprechend verwirklichen,
wobei im Bedarfsfall auch die Düsenregelung leicht angeordnet werden kann, z. B.
zur Regelung des Brennl,ami-ncrdrucl,es. Die von der Düse zu beaufschlagenden Gaskanäle
werden dabei außerdem in bekannter Weise von längs beströlriten Siederohren gebildet,
z. B. von Nadelrohren. Dadurch wird der Düsenstrahl in Gasstrahlen kleineren Querschnitts
zerlegt, werden also schädliche Gaskerne vermieden. Erforderlichenfalls können die
Gase auch eine spiralige Längsströniung besitzen. Die Gaskanäle können miteinander
in Verbindung stehen oder nicht. Die Berührungsheizfläche kann im freien oder geführten
Gasstrahl beaufschlagt werden. Wird die freie Strahlführung vorgesehen, dann können
durch Strahlquerexpansion bei Verwendung von staubfbrliiigen, festen Brennstotien
etwaige Staub- oder Kohleteilchen vor der Berührungsheizfläche abgestoßen werden.
Dabei wird zweckmäßig der Expansionsraum als StrahlLingskammer ausgebildet bzw.
als rück-Cr -nit das Ab-"eführte Strahlungskammer, dai geschiedene gesammelt und
abgeführt werden kann.
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In den Abb. i bis 7 ist die Erfindung beispielsweise für einen
Darnpferzeuger dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch die Feuerung und den Dampferzeuger.
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Abb.:2 zeigt einen Querschnitt nach Linie A-A in Abb. i.
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Abb. 3 zeigt einen Querschnitt -nach Linie D-B in Abb. i.
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Die Abb. 4 und 5 zeigen je eine Rohranordnung des Dampferzeugers.
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Die Abb. 6 und 7 zeigen Einzelheiten der Rohranordnung
in größerem Maßstabe.
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Die mit Wandkühlrohren 5 versehene Überdruckstrahlungskaminer
i mit Brenner 6 besitzt in der Düse 4 ihre den Kammerüberdruck und die Geschwindigkeit
erzeugende Drosselung. Die Düse -1 arbeitet hier mit freiem Ausflußstrahl, da sich
eine nach Raum 3 rückgeführte Strahlungskammer 2, in der Asche- und Brennstoffteilchen
abgestoßen werden können, anschließt. Ein geführter Ausflußstrahl würde entstehen,
wenn sich die DÜse4 bis zur Heizfläche erstreckt. i inter dem Raum 3 sind
Putz- oder AusaseÖffnungen 31 vorgesehen. Durch diese Öffnungen 31 könnte
man auch Luft oder Brennstoff einführen oder beide, desgleichen durch Leitungen
7, aber hier in den Gasstrahl blasend. Der Berührungsheizfläche
8, 9
wird das Wasser über Sammler io und Leitungen 12 und 27 zugeführt,
während der Dampf bzw. das Dampfwassergemisch durch Leitungen 13 und
28 über Sammler i i entnommen wird. Durch einen Diffusor 14, der gleichzeitig
die Sammler io und ii sowie die Zu- und Ableitungen 12, 13 vor der Gasbeströmung
schützt, wird die Restgeschwindigkeit in bekannter Weise wieder in Druck verwandelt.
Die lieizfläche 8, 9 ist von Druckmänteln 15, 16 umgeben. Zur
Trennung des Dampfwassergemisches dient eine Schleudervorrichtung 17, aus
der das abgeschiedene Wasser durch eine Leitung 18 zu einem mit einer Dampfrückführung
ig versehenen Behälter32 geführt wird. An den Behälter32 ist eine Umlaufpumpe 21
angeschlossen, die Wasser über Zu- und Ableitungen 22 und 23
und die Wandkühlung
5 umwälzt. Der Dampf strömt aus der Schleudervorrichtung 17 durch eine Leitung
20 in den Überhitzer 24 und von da durch Leitung 25 zur Verbrauchsstelle.
Durch einen Kanal:26 können auch Motorenabgase zugeführt und mit ausgenützt werden.
.Mit einer Leitung 29 wird heißes Speisewasser in einen Sammler 3o eingeführt, der
zwecks Auswaschens des Dampfwassergemisches in die Leitung 13 eingebaut ist.
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An den Diffusor 14 kann sich, wie üblich, eine Gasturbine anschließen.
Wie die Abb. 6
zeigt, bilden sich zwischen den Rohren 8, 9
Gaskanäle
y, deren Querschnitt sgröße von Fall zu Fall gewählt wird. Im Grenzfall können
sich die Rohre 8, 9 berühren. Die Kanäle y
brauchen nicht überall gleich
weit zu sein; bezogen auf die Dampferzeugerlänge können sie in verschiedenen Zonen
auch verschiedene Weiten aufweisen. Von besonderer Wichtigkeit ist die genaue Einhaltung
der Kanalweite, damit keine schädlichen Wirbelungen entstehen. Zur Vermeidung von
Rohrverlagerungen können in bekannter Weise auf die Rohre 8, 9 Nasen oder
Laschen z, die Stromlinienform besitzen, aufgeschweißt werden. Dadurch werden ganze
Rohrbündel durch von außen ausgeübten Druck, bei Wahrung der vorgesehenen Weite,
zusammengehalten.