DE87302C

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Publication number: DE87302C
Application number: DENDAT87302D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 21. Juni 1895 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dampfkessel, bei welchem die von der Feuerung ausgehenden Heizgase durch eine möglichst grofse Anzahl von Heizröhren den Kessel im Innern der Höhe oder der Länge nach durchströmen und jede Heizröhre den Heizkanal einer Thermosäule bildet, deren cylindrischer äufserer Umfang dicht anschliefsend von einer zur Heizröhre concentrischen Kühlrohre, bestehend aus einer auf der Innenseite emaillirten Eisen- oder Stahlblechröhre, umgeben ist.

Der dieser Patentschrift zu Grunde liegende Erfindungsgedanke bezweckt die Herabminderung des inneren Widerstandes der Thermosäule auf ein Mindestmafs, ohne dadurch die beim Wärmedurchgang von der heifsen zur kalten Löthstelle auftretenden Verluste zu vergröfsern.

Es ist hierbei von folgendem Erfahrungssatz ausgegangen:

Vermittelst einer gegebenen Wärmequelle lä'fst sich pro Zeiteinheit die gleichmä'fsige Erhitzung einer gegebenen Metalloberfläche α (s. die schematische Fig. 8) erzielen.

Es sei angenommen, α α stelle den Querschnitt eines Kupferbleches, b b den Querschnitt einer um ein Vielfaches dickeren Eisen-, Kohlen - oder anderen Platte und c c wieder ein mit α α gleich dickes Kupferblech dar. Die Pfeile a¹ a¹ (ausgezogen) stellen die Strahlen einer Wärmequelle, die Pfeile C¹C¹ (punktirt) die Strahlen einer kalten Quelle dar. Es ist einleuchtend, dafs bei sonst gleichen Verhältnissen die Erzeugung der elektrischen Energie proportional dem Unterschied der Temperaturen von a¹ und c¹ und die Stromstärke proportional der Dicke der Platte b ist.

Es ist klar, dafs bei gleichen Gröfsen von a¹ a^L und C¹C¹ nach Fig. 8 und 9 die Erzeugung elektrischer Energie dieselbe bleibt, dafs aber, wenn die Plattendicke b, nach Fig. 9^ das Doppelte von der Dicke der Platte b in Fig. 8 beträgt, die Intensität in der Anordnung nach Fig. 9 nur halb so grofs ist als in der nach Fig. 8, da der Widerstand alsdann sich verdoppelt.

In Erkenntnifs des Vorhergehenden ergab sich das Bestreben, die Entfernung von a : c, d. h. von der kalten zur heifsen Löthstelle, auf ein Minimum zu reduciren.

Es ist leicht einzusehen, dafs die Erzeugung der elektrischen Energie nahezu dieselbe bleibt, wenn die Platte b und Bleche α und c durch Schnitte senkrecht zur Plattenoberfläche in der Richtung der Wärme- bezw. Kältestrahlen durch einzelne Abtheilungen zerlegt und durch Zwischenlagen isolirt werden.

Die Umsetzung von Wärmeenergie in elektrische bleibt ebenfalls dieselbe, wenn die einzelnen elektrischen Ströme dadurch addirt werden, dafs die heifse Löthstelle der einen Abtheilung mit der kalten Löthstelle der folgenden Abtheilung verbunden wird.

Es ist klar, dafs die Umsetzung der Wärmemenge, welche in den Fig. 8, 9 und 10 durch die Pfeile a¹ a¹ ausgedrückt ist, dieselbe bleibt, wenn bei sonst gleichen Verhältnissen die als

in einer geraden Ebene ausgestreckt gedachten Platten so zu einem Cylinder zusammengerollt werden, dafs ein nach aufsen vollständig geschlossener Cylinder mit cylindrischem Hohlraum nach Art der Fig. 11 und 12 entsteht.

Um nun die einzelnen Abtheilungen des nach Art der Fig. 11 und 12 gebildeten Cylinders zu einer Thermosäule in elektrisch leitende Verbindung zu bringen, d. h. die für die Fig. 8 und 10 vorausgesetzten Bedingungen der Wärme- und Kältezufuhr an einem technisch verwerthbaren Apparat zu erfüllen, wird auf die in den Fig. 1 bis 7 zeichnerisch dargestellte Weise verfahren.

Fig. ι und 2 stellen je eine Ansicht eines kreisrunden Thermoelementes dar, das aus einem inneren Ring ni¹ und einem äufseren Ringm³, beide aus einem die Elektricitä't und Wärme gut leitenden Stoff, wie Kupfer, Messing u. s. w., und aus einem zwischen beiden eingeklemmten Ring m² aus einem anderen thermoelektrisch verschiedenen Stoffe, wie Eisen, Kohle u. s. w., so dafs beide Materialien zusammen ein Thermoelement darstellen, gebildet ist. Zum Zweck der Durchführung des Leiters m⁴ vom inneren heifsen Ring m¹ des einen Elementes zum äufseren kalten Ring m³ des nächsten Elementes sind die Ringe m² und m³ bei jedem Element auf einer Seite aufgeschnitten und das Ende des Leiters mⁱ wird in eine Einkerbung auf dem Rücken des Ringes m^B so eingelegt, dafs beim Zusammensetzen der einzelnen Elementscheiben, d. h. durch Aufeinanderlegen derselben und Zwischenschaltung von Isolirscheiben F am äufseren Cylinderumfang keinerlei Vorsprünge oder Vertiefungen oder auch Unterbrechungen gebildet werden, durch welche beim Einsetzen des Säulencylinders ruhende, die strahlende Wärme schlecht leitende Luftschichten zwischen dem äufseren Ring m³ und der Kühlrohrwandung gebildet werden können.

Die einzelnen Scheiben, welche je ein Thermoelement bilden, folgen in der Säulenzusammensetzung so auf einander, dafs je eine Scheibe nach Fig. 1 mit Spalt links zur Führung des Leiters m⁴ mit einer Scheibe nach Fig. 2 mit Spalt rechts zur Führung des Leiters w⁴ abwechselt. In Fig. 3 ist dargestellt, wie die einzelnen Scheiben auf einander gelegt werden; die hier als nicht verbunden gezeigten Enden werden dann zusammen verlöthet.

Fig. 4 der Zeichnung stellt einen Längsschnitt durch eine Kühlrohre L dar, wobei die Thermosäule in der Ansicht gezeichnet ist.

Die cylindrische Fläche der Aufsenringe mz³ liegt dicht gegen die innere Emaillewandung L¹ der eisernen oder stählernen Kühlrohre L an.

Die auf solche Weise zusammengesetzten Thermosä'ulen werden nun je einzeln in eine den Kessel von einem Ende zum anderen durchziehende Kühlrohre L eingesetzt, deren äufsere Blechwandung L allseitig vom Kesselwasser umspült wird.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen aufrechtstehenden Kessel,

Fig. 6 einen waagrechten Schnitt desselben Kessels.

Fig. 7 zeigt die gleiche Thermosäulenanordnung in einem liegenden Kessel im senkrechten Schnitt.

In diesen drei Figuren ist nur je eine Thermosäule näher dargestellt; selbstverständlich ist diese Anordnung in den übrigen Röhren dieselbe. . ■'

Der Dampf wird bei dem stehenden Kessel zweckmäfsig durch einzelne Röhren R oben aufgenommen, um einen freien Raum oberhalb des Wasserkessels zur Herausnahme der Thermosäulen für Aufbau und Abbau zu erhalten. Beim liegenden Kessel ist hierauf nach . oben keine Rücksicht zu nehmen. Die aus der Feuerung aufsteigenden Heizgase S durchströmen die Heizrohren E und entweichen durch die Kamine E¹ (s. Fig. 5).

Es ist noch zu bemerken, dafs die Thermosäulen durch Schraubenbolzen G zu einem festen Ganzen zusammengehalten und so leicht in die Röhren L eingebracht und aus denselben wieder entfernt werden können. Die Schraubenbolzen G sind gegen die einzelnen Elementscheiben isolirt.

Claims

Patent-AnSprüche:

ι. Die Anordnung von Thermoelementen in Dampfkesseln, deren Heizrohre, zugleich die Heizkanäle für die mit einer ringförmigen, als warme Löthstelle ausgebildeten und zur Aufnahme des Heizrohres dienende Oeffnung versehenen Elemente bilden, in der Weise, dafs die Aufsenwandung jedes einzelnen Elementes eine cylinderförmige ist und sich dicht an die emaillirte Innenwandung L¹ einer zur Heizröhre E concentrischen, von Kesselwasser allseitig umgebenen Kühlrohre L aus Metallblech anschliefst.
2. Die Zusammensetzung der .unter 1. erwähnten , durch Aufeinanderlegen . eine Thermosäule bildenden Elemente aus einem inneren, die Heizrohrwandung dicht umschliefsenden Ring m¹ und einem concentrischen äufseren Ring w³, beide aus Kupfer, Messing oder anderem die Elektricität und Wärme gut leitenden Stoffe, und einem zwischen beiden eingelötheten Ring m² aus Eisen, Kohle oder anderem thermoelektrisch von dem ersteren verschiedenen Stoffe, wobei die leitende Verbindung des inneren Ringes m¹ (heifse Löth-

stelle) eines Elementes mit dem äufseren ,Ringe m_s (kalte Löthstelle) des nächsten Elementes dadurch hergestellt wird, dafs ;die Ringe m² und m³ eines jeden Elementes auf einer Seite ausgeschnitten, die Elemente abwechselnd mit den Ausschnitten rechts und links auf einander gelegt und die von den Ringen ausgehenden Leiter in Einkerbungen «i⁵ mit den Ringen m³ verlöthet werden, so dafs eine vollständig glatte cylindrische Aufsenwandung der Thermosäulen erhalten wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.