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Schlangenheizsysteme für Verdampfer und Verkocher Die Wärmeübertragung
in Verdampfern und Verkochern z. B. in Zuckerfabriken wird meist durch mehr oder
weniger gas- bzw. lufthaitige Dämpfe (Saftdämpfe) vorgenommen, wobei die unkondensierbaren
Gase die Übertragung stark behindern, wenn nicht eine gute Dampfführung dafür sorgt,
daß der Dampf in stetem Fluß bleibt und eine Ansammlung von Gasen vermieden wird.
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Bei den üblichen Verdampf,ern und Verkochern stehender Bauart mit
Heizkammern aus eingewaizten serkrechten Rohren kommt dieser Nachteil zum Ausdruck.
Der Dampf hat in diesen Kammern infolge ihres großen Querschnitts für seinen Weg
nur eine kleine Geschwindigkeit und kommt an verschiedenen Stellen ganz zur Ruhe,
wodurch zur Ansammlung von Luft und Gasen Gelegenheit gegeben ist und die Wärmeübertragung
an diesen Stellen sehr nachläßt bzw. bei fortlaufender Anreichbrung ganz unterbunden
wird.
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Zur Besserung dieses Übelstandes werden an diesen Kammern geeignete
Abzüge angeordnet, durch die das Gas-Dampf-Gemisch entweichen kann, wobei aber unvermeidlich
ein großer Teil brauchbaren Dampfes (das zoofache und mehr der Gasmenge) mit åbgezogen
wird, was bei Anordnung einer Anzahl solcher Abzüge mit einem nicht unerheblichen
Dampfverlust verbunden ist.
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Zur Abstellung dieses Nachteils hat man einen Einbau von Lenkblechen
in der Heizkammer vorgeschlagen, die dem Dampf eine zwangsläufige Führung nach einem
bestimmten Abzug erteilen sollen. Hierbei sind aber sog. tote Räume nicht ganz zu
vermeiden, davon abgesehen, daß der Einbau solcher Lenkbleche praktisch mit Schwierigkeiten
verbunden ist.
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Die beste zwangsläufige Führung für Dämpfe mit unkondensierbaren
Gasen ist unstreitig das Rohr als Durchfluß für den Dampf z. B. in Anwendung einer
Schlange als Heizfläche oder eines ähnlichen Heizsystems. Da aber die Heizfläche
der Schlangen einen wesentlich größeren Raum einnimmt als die eines Heizko..rpers
mit stehenden eingewalzten Heizrohren, so ist die Anwendung
von
Schlangen bei großen Heizflächen im verhältnismäßig kleinen Raum nicht möglich,
wenn nicht durch eine planvolle Verteilung und besondere Anavendung der Schlangen
dieser Nachteil behoben wird.
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Eine gleichfalls gute zwangsläufigeDampfführung wird durch das bekannte
Lyra-Heizsystem erreicht, das bei stehenden Vlerkochern angewendet wird und bei
dem der Dampf ebenfalls durch Rohre strömt. Die Rohre sind von leierförmiger Form
und mit ihren Enden in nebeneinanderliegende, mit dem Apparat fest verbundene Kammern
für Dampf und Kondenswasser eingewalzt. Das System hat den Nachteil, daß es nicht
im konischen Boden des Verkochers untergebracht und nicht ausgebaut werden kann.
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Die erwähnten Nachteile der Schlangen-und Lyra-Heizsysteme werden
durch die beschriebenen Heizsysteme aus Schlangen nach der Erfindung aufgehoben,
die in der beiliegenden Zeichnung in den Abb. I bis 7 dargestellt sind.
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Abb. I und z, Aufriß und Grundriß, zeigen ein in einem Verdampfer
bzw. Verkocher angeordnetes neuartiges Heizsystem mit planvoll verteilten Heizschlangen,
wodurch die Unterbringung einer großen Heizfläche in verhältnismäßig kleinem Raum
ermöglicht wird. Es wird dies dadurch erreicht, claß die Enden für die Dampfzuführung
der verschiedenen Schlangen in eine Höhe gelegt sind und gleichlaufend in eine gemeinsame
Kammer einmünden. Die Enden sind in eine lose Rohrplatte eingewalzt, die mit der
Dampfkammer verschraubt ist. Die Rohrenden werden einem im Apparat angeordneten
Sammler für das Kondenswasser, ebenfalls in gleicher, Höhe gleichlaufend, zugeführt
und eingewalzt. Der Sammler als Teil des Heizsystems ist mit diesem fest verbunden.
Das Heizsystem ist mithin als vollständiges Ganze in den Apparat eingebaut und kann
auch aus ihm herausgenommen werden.
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In Abb, I und 2 ist der Apparat, in dem das Heizsystem angeordnet
ist, mit I, die Heizschlangen sind mit 2 und die gleichlaufenden oberen Rohrenden
der Schlangen sind mit 3 bezeichnet. 4 ist die Eirvalzplatte für die Rohrenden,
die mit der Dampfkammer 5 verschraubt ist. Diese erhält einen abnehmbaren Deckel
6. Der Dampfanschluß für die Kammer ist mit 7 bezeichnet, und 8 ist der Kondenswassersammler,
in den die unteren Rohrenden 9 ein gewalzt sind. Die Leitung zur Abführung des Kondenswassers
ist mit 10, die Leitung zur Abführung von Luft und Gasen ist mit II bezeirlmet,
und 12 ist ein kleiner Hahn zur Abführung des angesammelten Wassers in der Dampfkammer
nach Betriebs schluß.
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Abb. 3 zeigt einen Schnitt durch zwei übereinanderliegende Schlangenwindungen,
aus der die Abstützung der oberen Windung auf der unteren ersichtlich ist. Die Abstützung
erfolgt durch entsprechend verteilte Distanzstücke 13 (z. B. aus schmalen Blechstegen.
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Profileisenstücken oder Rohrstücken usw.), die mit den Windungen verschweißt
bzw. verlötet sind, so daß das Heizsystem einen in sich festgefügten Körper darstellt.
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Abb. 4 und 5, Aufriß und Grundriß, zeigen ein neues Schlangensystem,
bei dem die Robrwindungen ohne Abstand voneinander gelegt sind, wodurch mittels
Ausschweißen bzw. Auslöten der scharfen Fugen ein zylindrischer Heizkörper von gewellter
Form gebildet wird, den der Dampf zwangsläufig durchströmt.
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Zur Herstellung einer großen Heizfläche können die Rohre für den Schlangenkörper
möglichst klein im Durchmesser gewählt werden.
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Um einen zu engen Querschnitt und eine zu große Geschwindigkeit für
den Dampfstrom zu vermeiden, kommt bei größerer Anzahl von Windungen der Elemente
eine Ausführung von voneinander unabhängigen (z. B. 2 bis 4) übereinanderliegenden
Rohrschlangen in Anwendung, die auch in der Dampfkammer übereinanderliegen. Es wird
hierdurch erreicht, daß bei großer Heizfläche der Elemente der Querschnitt für den
Dampf strom genügend groß gewählt werden kann und die einzelnen Schlangen eine verhältnismäßig
kurze Länge erhalten, wodurch auch an deren Ende noch eine gute Wärmeübertragung
erzielt wird. Auch wird durch die Ausführung ein wesentlich stärkeres Gefälle der
Windungen und ein besserer Ablauf des Kondensates ermöglicht. Die Dampfzuführung
zu dem Schlangenkörper bzw. dem Schlangenkörpersystem ist die gleiche wie bei dem
in Abb. I und 2 gezeigten Schlangensystem. Die Rohrenden für die Dampfzuführung
sind ebenfalls in eine lose, mit der Daml?fkammer verschraubte Rohrplatte eingewalzt.
Zur Abführung des Kondenswassers in den im konischen Boden .des Verkochers angeordneten
Sammler sind die Rohrenden spiralartig diesem zugeführt und in ihn eingewalzt. Das
Heizsystem ist wie das vorher beschriebene als vollständiges Ganze in den Apparat
eingebaut und kann aus ihm herausgenommen werden. Das in den Verkocher 14 eingebaute
Schlangenkörp erheizsystem be -steht aus sechs Schlangenkörpern, die mit I5 bezeichnet
sin& Die gleichlaufenden Robrenden für den Dampfanschluß sind mit 16, die Rohrplatte
ist mit I7, die Rohrenden für die Abführung des Kondenswassers sind mit IS bezeichnet.
19 ist die Dampfkammer, 20 der Dampfanschluß der Kammer, 21 der Kondenswassersammier,
22 die Abg;angsleitung
für Kondenswasser, 23 ist die Leitung zur
Abführung von Luft und Gasen und 24 der Entwãsserungshahn. -Abb. 6 stellt einen
Querschnitt durch zwei Rohrwindungen 25 in natürlicher Größe dar, in dem die Ausführung
durch Schweißeisen 26 kenntlich ist.
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In Abb. 7 wird die Ausfugung durch ein Spezialprofileisen 27 vorgenommen,
das mit den Rohneindungen verschweißt wird.
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Die Ausführung von unabhängigen Rohrschlangen übereinander kann natürlich
auch für die Elemente der Heizsysteme nach Abb. I und 2 gewählt werden, wenn die
Länge der Schlangen eine solche erfordert.