DE89662C - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
- F22D1/00—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
- F22D1/16—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters with water tubes arranged otherwise than in the boiler furnace, fire tubes, or flue ways
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
KLASSE 13: Dampfkessel.
ι Patentirt im Deutschen Reiche vom 24. November 1895 ab.
Das neue Verfahren geht dahin, möglichste Ausnutzung der Feuergase eines Dampfkessels
zu erreichen und zugleich die Gröfse des eigentlichen Dampfkessels auf- ein geringes Mafs
herabzuziehen. Dabei wird eine hohe Vorwärmung des für den Kessel bestimmten Speisewassers
und eine beinahe vollkommene Abscheidung des Kesselsteines erreicht, so dafs der Kessel selbst nach Möglichkeit frei von
demselben gehalten werden kann,' was bei der
verhältnifsmäfsigen Kleinheit des eigentlichen Dampferzeugers von grofser Bedeutung ist.
Dieses Verfahren der Ausnutzung der Feuergase'von Dampfkesseln besteht darin, dafs von
dem im Dampfkessel erzeugten Dampf ein Theil (oder der ganze Dampf) wieder durch
das Speisewasservorwä'rmgefäfs abgekühlt wird, und zwar erfolgt diese Abkühlung indirect und
derart, dafs eine Heizschlange, durch welche der Dampf des Dampfkessels theilweise oder
ganz circulirt, in dem Vorwärmgefäfs angeordnet wird. Dieser abgekühlte Dampf, der
entweder nur. nasser Dampf oder Dampf mit einem verbältnifsmäfsig grofsen Quantum Wasser
ist, oder der überhaupt nur ein Condensat bildet, wird den Feuergasen des Dampfkessels,
und i zwar vorzugsweise den Abgasen der Dampfkesselfeuerung ausgesetzt und durch die
Feuergase wieder erhitzt und dabei verdampft bezw. überhitzt.
Die Vortheile, welche dieses Verfahren bietet, liegen darin, dafs, da Dampf nach Belieben
zur Verfügung steht, in der Heizschlange des Vorwärmgefäfses so viel Wärme an das Speisewasser
abgegeben werden kann, dafs dasselbe bis nahe an die Kesseltemperatur gelangt.
Bei dieser hohen Erwärmung des Speisewassers tritt ein sehr weitgehendes Abscheiden des
Kesselsteines ein, und man wird, damit ein gutes Absetzen desselben im Speisewasservorwärmgefä'fs
erfolgen kann, dieses Gefäfs sehr weit halten.
Ein weiterer Vortheil des Verfahrens ist der, dafs in der Heizschlange für das Vorwärmgefäfs
Dampf circulirt, welcher bei Condensirung ein kesselsteinfreies Wasser bildet (bezw. mit
Dampf gemischt), welches nun ohne Gefahr, dafs eine Inkrustirung erfolgt, in dem den
Feuergasen ausgesetzten Verdampfer bezw. Ueberhitzer verdampft oder überhitzt werden"
kann. Es müssen diese Rohre vollständig von Kesselstein frei bleiben, und es ist so die
Sicherheit für die dauernde Brauchbarkeit des Vorwärmers bezw. Ueberhitzers gegeben.
Die Vortheile, dafs man bei diesen Vorbedingungen den . Verdampfer oder Ueberhitzer
beliebig grofs wählen kann und dafs man den Rohrquerschnitt nach Bedarf ändern kann, liegen
ohne Weiteres zu Tage.
In Fig. ι ist α der Dampfkessel, dessen
Dampfraum das Abgangsrohr d besitzt, welches direct zum Verdampfer bezw. Ueberhitzer b
führt, der aus Schlangen in Spiral windungen gebildet ist, und dessen Austrittsrohr in der
den Feuergasen zunächst liegenden Schlange sich befindet. Von dem erwähnten Rohr d
führt ein Abrohr e nach der Erhitzerschlange g, die im Vorwärmgefäfs f gelagert ist, und der
durch c nach g strömende Dampf giebt in dieser Schlange g seine Wärme ab und condensirt,
so dafs er als kesselsteinfreies Wasser, u. U. mit etwas Dampf noch gemischt, in
fs, Auflage, ausgegeben am /5. Februar IQOO.)
dünnen Strahlen durch die Erhitzerschlange nach dem Rohr e zurückfliefst, welches unter
Einschaltung des Hahnes h und Abzweigung des Rohres i in das Dampfrohr d bezw. in
den Dampfraum des Kessels mündet. Der Dampf oder das daraus resultirende Condensat
kann in der Schlange g eine verhältnifsmä'fsig
bedeutende Abkühlung erfahren, denn das in den untersten Theil des Vorwärmgefä'fses f
eingeführte Speisewasser fliefst bei seinem Aufwärtssteigen im Gefäfs/ dem Condensate bezw.
dem sich condensirenden Dampf entgegen, erwärmt sich nach und nach, und da nach dem
Gegenstromprincip die Führung des Condensates oder Dampfes zum Speisewasser vor sich geht,
so ergiebt sich im Vorwärmgefäfs f einerseits eine sehr weitgehende Erhitzung des Speisewassers
und andererseits Abkühlung des Condensats. Das Condensat fliefst, wie schon erwähnt,
durch das Rohr e ab, um (unter entsprechender Stellung des Hahnes h) in das
Rohr d zu gelangen. Dort wird das Condensat durch den in d nach oben zum Verdampfer b
strömenden Dampf mitgerissen und in den oberen Schlangen von b wieder verdampft.
Der Gesammtdampf gelangt in den unteren Schlangen von b zur Ueberhitzung.
Es ist ohne Weiteres ersichtlich, dafs, da sehr nasser Dampf, nämlich Dampf direct aus
dem Dampfkessel und gemischt mit dem Condensat, welches aus der Vorwärmung des Speisewassers
in f gebildet ist, durch die oberen Schlangen des Verdampfers und Ueberhitzers b
herabströmt, dort eine sehr grofse Wärmeabgabe der schon verhältnifsmäfsig abgekühlten
Feuergase stattfinden kann, und es wird diese Wärmeabgabe, was von grofsem Werth ist,
infolge des reichen Gehaltes des Dampfes an Wasser in diesen oberen Röhren nicht einmal
sehr grofser Rohroberflächen bedürfen, sondern wegen dieses starken Wassergehaltes gerade in
den oberen Röhren von b eine tiefgehende Abkühlung und damit auf geringem Räume
die denkbar weitgehendste Ausnutzung der Feuergase eintreten.
Da das Herabfliefsen des Condensate, mit
Dampf gemischt, zu den Feuergasen nach dem Gegenstromprincip erfolgt, so wird, um ein
Beispiel zu erwähnen, das Temperaturgefälle an den verschiedenen Stellen dieses Verdampfers
und Ueberhitzers, sowie in der Heizschlange g etwa folgendes sein, wobei diese Zahlen nur
als eine Annahme zur Verdeutlichung der Vortheile dienen sollen, die das soeben beschriebene
Verfahren fast an allen Stellen des Apparates bietet.
Wird im Kessel α Dampf von ίο Atmosphären
Ueberdruck erzeugt, so passirt derselbe mit einer Temperatur von i§ö° die Rohre d
und c und kühlt sich in der Schlange g ab, etwa derartig, dafs das Condensat mit einer
Temperatur von 6o° unten aus dem Speisewasservorwärmgefäfs austritt. Das Speisewasser
selbst tritt unten etwa mit einer Temperatur von 300 ein, um sich, nach oben steigend, an
der Heizschlange bis auf etwa i6o° zu erwärmen.
Dann beträgt das Temperaturgefälle an der untersten Stelle der Heizschlange 300
und an der obersten Stelle der Heizschlange 200, so dafs, wie ersichtlich, die Schlange auf ihrer
ganzen Länge mit verhältnifsmäfsig gleichem Temperaturgefälle erwärmend wirkt.
Ebenso vortheilhaft liegt die Sache in Betreff des Temperaturgefälles der Feuergase gegenüber
dem zu verdampfenden und zu überhitzenden Condensat in den Spiralröhren b.
Der durch d nach der obersten Stelle von b
steigende Dampf, der mit Condensat aus der Heizschlange g vermischt ist, hat etwa eine
Mitteltemperatur von 18o° und wird von Feuergasen umspült, welche mit etwa 250° zum
Schornstein abgehen. Die Temperaturdifferenz ist also 700. Beim Herabfliefsen des mit Condensat
stark vermischten Dampfes wird dieses Gemisch von den heifseren Feuergasen umspült,
dabei selbst das Condensat verdampft und schliefslich der entstehende Dampf überhitzt,
so dafs in der untersten Schlange etwa eine Ueberhitzung von 3000 resultirt, während
die umspülenden Feuergase dort etwa eine Temperatur von 6oo° besitzen.
Wie ersichtlich, erfahren die verhältnifsmäfsig heifsen Feuergase in dem Verdampfer
bezw. Ueberhitzer eine Abkühlung1 von 6ooQ
auf 2500, welche in dieser Gröfse bei dem verhältnifsmäfsig kleinen Verdampfer und Ueberhitzer
nur dadurch möglich ist, dafs das in die oberste Schlange von b zugeführte Gemisch
von Dampf und Condensat in hohem Mafse die Fähigkeit der Wärmeaufnahme durch die
eintretende Verdampfung des Wassers besitzt.
Wie erkennbar, wird ein grofser Theil der Wärme der Feuerung durch dieses Verfahren
erst, nachdem die Feuergase den Kessel verlassen haben, ausgenutzt, und zwar geschieht
dies in der für den Rohrverdampfer b völlig gefahrlosen Weise, sowie dies in der Einleitung
der Beschreibung nach den verschiedensten Richtungen als vortheilhaft dargestellt
ist.
Bei vorstehend beschriebener Anordnung hat der schnell durchfiiefsende nasse Dampf nicht
nur an und für sich den Effect, dafs er vermöge seines dadurch gleichmäfsig vertheilten
Wassergehaltes eine verhältnifsmäfsig starke Abkühlung der Rohrwandung herbeiführt,
sondern er hat auch vor allem die Wirkung, dafs er jegliches Wasserquantum mit sich reifst
und in sich vertheilt.
Es ist in der bisherigen Erläuterung angenommen, dafs sämmtlicher durch g geführter
Dampf im Gefäfs f zu Condensat umgewandelt
und unter entsprechender Stellung des Hahnes h, welcher das Rohr i völlig abschliefst, in das
Rohr d übergeführt worden ist, um dort vom Dampf mitgerissen und in dem Verdampfer b
wieder verdampft zu werden. Es können aber, wie ohne Weiteres ersichtlich, "die Verhältnisse
derart sein, dafs nur sehr nasser Dampf aus der Abkühlung der Heizschlange g resultirt,
oder dafs aus dem Rohr e ein Gemisch von Condensat und Dampf heraustritt. Auch in
diesen beiden Fällen kann das ganze Product durch das Rohr e nach dem Rohr d übergeführt und dort durch den aufsteigenden
Dampf des Dampfkessels mitgerissen werden. Insofern bieten also diese beiden Modificationen
nur darin etwas Abweichendes, als das Product aus der Schlange g von mehr oder weniger
flüssiger Beschaffenheit ist.
Zu erwähnen ist aber noch der Fall, dafs nicht, wie bisher, das ganze Product dem
Dampf des Rohres d zugeführt wird, sondern dafs die Masse des Condensate eine so grofse
ist, dafs bei Ueberführung des gesammten Condensate nach dem Verdampfer b dort eine
entweder nicht vollständige Verdampfung des Condensats oder eine zu geringe Ueberhitzung
des betreffenden Dampfes eintreten würde. Wenn dies zu befürchten ist, oder wenn eine
sehr hohe Ueberhitzung im Kessel α herbeigeführt werden soll, wird man eine Regulirung
des Condensatzuflusses zu dem Rohr d vornehmen ; dies geschieht beispielsweise durch
den Hahn h, welcher einen Theil des Condensats bei geeigneter Stellung in den Dampfkessel
zurücklaufen läfst, so dafs nur ein beliebig zu bemessender anderer Theil des Condensats
aus g nach d und somit in die Schlange b gelangt.
Bei der Anordnung Fig. ι ist, wie ersichtlich, das Gegenstromprincip 'sowohl für Heizschlange
g, wie für Ueberhitzerschlange d durchgeführt. Man kann aber auch ohne
Gegenstromprincip arbeiten, man kann theilweise im Gleichstrom, theilweise im Gegenstrom
und Gleichstrom arbeiten, man kann insbesondere für liegende Kessel und bei nach
unten geführten Abgasen, der Feuerung (Abführung durch den Fuchs) die Anordnung
ganz nach Bedarf wählen, um die höchste Abkühlung der Feuergase herbeizuführen.
In Fig. 2 ist eine abgeänderte Anordnung des Kessels dargestellt, bei welcher angenommen
ist, dafs stets das ganze Condensat bezw. die ganze Mischung von Condensat und Dampf,
welche aus der Heizschlange g abfliefst, in der Schlange b zur erneuten Erwärmung gelangt,
und ist zu diesem Zweck das Speisewasservorwärmgefä'fs f so hoch gestellt, dafs das
Condensat der Heizschlange g direct in die Schlange b einfliefsen kann. Ist der zur Heizung
verwendete Dampf vollständig in der Schlange g in Condensat übergeführt, so wird dem Verdampfer
b nur Wasser zugeführt, welches zuerst verdampft und dann dort überhitzt werden
kann. Es ist in dieser Fig. 2 nur ein Dam'pfabführungsrohr, welches zur Heizschlange
g führt, dargestellt. Selbstverständlich ist es nicht nöthig und wünschenswerth, allen
für die Arbeitsmaschine oder sonstwie gebrauchten Dampf durch die Schlange g zu
führen, sondern man wird den Hauptdampf an anderer Stelle aus dem Dampfkessel entnehmen
und denselben, wenn Ueberhitzung erfolgen soll, den untersten Schlangen des
Ueberhitzers b mit zuführen. In Fig. 2 wird nur ein Theil des Dampfes durch die Schlange g
hindurchgeführt gedacht, der Haupttheil des Dampfes wird anderweitig abgeführt. Zu erwähnen
ist noch, dafs die Höherstellung des Gefäfses g der Fig. 2 natürlich ebensogut bei
der Anordnung (Fig. 1) angewendet werden kann, ebenso wie die dortigen Regulireinrichtungen
auch bei Fig. 2 entsprechend Verwendung finden können.
Claims (2)
- Patent-Ansprüche:i.~ Verfahren zur Ausnutzung der Abgase von Dampfkesseln, dadurch gekennzeichnet, dafs der in dem einen, die Feuerung enthaltenden Kesseltheil entwickelte Dampf durch das frisch zugeführte Speisewasser (unter Vorwärmung desselben) niedergeschlagen und das Dampfwasser (unter Umständen gemischt mit Dampf) behufs erneuter Verdampfung bezw. Ueberhitzung dem zweiten, : durch die Abgase der Feuerung beheizten Kesseltheil zugeführt wird.
- 2. Das unter 1. gekennzeichnete Verfahren unter Verwendung einer Zweigleitung (i) an dem Dampfwasser-Ableitungsrohr e mit Regulirvorrichtung, wodurch die theilweise Ableitung des Dampfwassers aus der Dampfleitung d ermöglicht ist, zum Zwecke der Regulirung der Dampfüberhitzung.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
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---|---|
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DENDAT89662D Active DE89662C (de) |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE89662C (de) |
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- DE DENDAT89662D patent/DE89662C/de active Active
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