Anordnung an Flüssigkeitserhitzern, Dampferzeugern und dergleichen zur Verhütung der Wasserabscheidung aus Heizgasen an gekühlte Waudungen. Die Erfindung betrifft eine Anordnung an Flüssigkeitserhitzern, Dampferzeugern und ähnlichen Apparaten derjenigen Art, bei welcher Heizgase an gekühlten Metall wandungen entlang geführt werden, und be zweckt, die Wasserabscheidung aus den Reizgasen an den gekühlten Wandungen zu verhüten.
Bei den bisher bekannten Einrich- i:ungen dieser Art bestand der Übelstand, dass, da infolge der Kühlung dieser Führungs- w inde deren Temperatur auf der den Heiz- gasen zugekehrten Seite niedriger war als der Taupunkt der Heizgase, sich Feuchtig keit aus diesen Gasen auf der gekühlten Wand niederschlug.
Dieser Feuchtigkeits niederschlag begünstigt erfahrungsgemäss in hohem . Masse chemische Einwirkungen der Heizgase auf die -Brandungen, bildet also die Ursache ihrer vorzeitigen Zerstörung.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Vermeidung des Wasserniederschlages die den Heizgasen ausgesetzten gekühlten Wan dungen mit einer Bekleidung aus einem Ma terial von geringer Wärmeleitungsfähigkeit zu versehen. Eine solche Anordnung bringt aber verschiedene Nachteile mit sich; das zu solchen Verkleidungen zur Verfügung ste hende Material (beispielsweise Asbest) be sitzt nur geringe Festigkeit und wird des halb leicht verletzt. Es müssen deshalb noch besondere Vorkehrungen zu seinem Schutz getroffen werden. Ferner ist die Befestigung einer derartigen Verkleidung an den Wänden des Apparates schwierig durchzuführen.
Da eine solche Verkleidung zudem wärme isolierend wirkt, wird der Wert der gekühl ten Wand als Heizfläche sehr stark herab gesetzt.
Nach der Erfindung wird der Feuchtig keitsniederschlag an den gekühlten Wänden dadurch vermieden, dass auf der Heizgasseite, in einigem Abstand vor der zu schützenden Wand, eine weitere Metallwand angeordnet ist, welche in gewissen Abständen mit einem gekühlten, :daher wärmeableitend wirkenden Teil des Apparates, beispielsweise mit der zu schützenden Wand selbst, wärmeleitend verbunden ist. Auf der Zeichnung sind Ausführungs beispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen die Anordnung an einem Flüssigkeitserhitzer. Dabei ist. Fig. 1 ein senkrechter Schnitt nach der Linie 1-I der Fig. 2, Fig. 2 ein Horizontal schnitt nach der Linie II II der Fig. 1.
Der Erhitzer besteht aus dem ring förmigen F lassigkeitsbehälter, der von der Innenwand 1 und der Aussenwand 2 begrenzt wird. Am untern Ende dieses Behälters ist der Brenner 3 angeordnet. Die Heizgase d>>rchströmen zunächst den durch den untern Teil des Erhitzers gebildeten freien Auf triebschacht 5 und treten sodann in den Rippenheizkörper 4 ein, wo sie ihre Wärme grösstenteils abgeben. Sie verlassen den Er hitzer durch die obere Öffnung der Abzugs haube ö. Auf der Innenseite des Schachtes 5, in geringem Abstande von der Innenwand 1.
des Flüssigkeitserhitzers, ist eine zweite \Tand, die Schutzwand 7, angeordnet, wel- ehe . gleichfalls aus Metall besteht. Die Schutzwand besitzt senk recht verlaufende Rillen B. deren Rückenflächen mit der ge kühlten Wand 1 wärmeleitend verbunden sind.
Die MTirkung dieser Anordnung er-ibt sich aus Folgendem: Wäre die Schutzwand 7 nicht vorhanden, Wand 1 also ungeschützt, so würde die Wärme aus den Heizgasen an jeder Stelle unmittelbar durch die Wand 1 in das diese Wand kühlende Mittel übertreten können; sie hätte also nur den verhältnismässig ge- ringen, der Wanddicke entsprechender. Durch- strömwiderstand der Wand zu überwinden, so dass in der Wand nur ein kleines Tem peraturgefälle entstehen würde.
Bei der be schriebenen Anordnung dagegen, bei der die 1leizgase nicht die gekühlte Wand 1, sondern die Schutzwand 7 berühren, muss die an die Schutzwand übergehende Wärme erst eine grössere Strecke in der Schutzwand zurück legen, ehe sie an den Stellen, wo Sch.utz- v and und gekühlte Wand wärmeleitend mit- einander verbunden sind (Rillen 8), in letz tere und von dort in das die Wand küh lende Mittel übertreten kann. Infolge dieses längeren, von der Wärme zurückzulegenden Weges ist zu ihrem Transport eine höhere Temperaturdifferenz erforderlich, das heisst die Schutzwand nimmt eine höhere Tempe ratur als die zu schützende Wand an.
Da nun ein grosser Teil der in die Schutzwand eindringenden Wärme an den verhältnis mässig kleinen Verbindungsstellen zwischen Schutzwand und gekühlter Wand überströ men muss, so ergibt sich an diesen Stellen ein besonders starker Wärmestrom, zu dessen Aufrechterhaltung sich eine höhere Tempe raturdifferenz einstellen muss, so da.ss auch an diesen Verbindungsstellen die Wand temperatur auf der Gasseite beträchtlich höher liegt als bei einer den Heizgasen un mittelbar aufgesetzten, gekühlten Wand.
Die Verhältnisse lassen sich so bestimmen, dass die zum Wärmetransport von der Schutz wand nach dem kühlenden Mittel nötigen Temperaturunterschiede so hoch werden, dass die Temperatur der Schutzwand! den Tau punkt der Heizgase übertrifft. Die Schutz wand bleibt alsdann vollkommen trocken und ist dadurch gegen chemische Einwirkung der Heizgase wirksam geschützt. Anderseits kann die Temperatur dieser Schutzwand auch nicht unzulässig hoch werden, da die an die Schutzwand übergehende Wärme durch die Verbindungsstellen zwischen Schutzwand und zn schützender Wand hindurch an das die letztere bespülende Kühlmittel abgeleitet wird.
Zur genaueren Regelung der Temperatur der Schutzwand können an den Stellen, wo das Kühlmittel noch niedere Temperatur besitzt, also in der Nähe des Iiühlmittelzutrittes, die Verbindungsstellen weiter auseinander liegen, so dass die Wärme in der Schutzwand einen längeren )Yeg zurücklegen muss, und die Temperatur der Schutzwand gegenüber der Kühlmitteltemperatur höher wird als an den Stellen, wo das Kühlmittel höhere Tempera tur besitzt.
Da die ztz schützende Wand von der. Heizgasen jetzt nicht mehr bespült wird, kann sich auch auf ihr keine Feuchtigkeit niederschlagen.
Um diese Wirkung besonders sicherzu stellen und jegliches Eindringen von Heiz gasen in den Raum zwischen Schutzwand und zu schützender Wand zu verhüten, kann die Anordnung noch dadurch weiter vervollkommnet werden, dass. dieser Raum an den Ränden der Schutzwand abgeschlos sen wird. Zu diesem Zweck ist im dar gestellten Beispiel die Wand 7 an ihrem. obern Ende bei 9 nach der Wand 1 hin ab gebogen.
Der A.bschluss dieses Zwischenraumes kann natürlich auch auf beliebige andere "'eise erfolgen, beispielsweise, wie in Fig. e dargestellt, durch Einlegen eines Dichtungs streifens 10 aus wärmebeständigem Material.
Die Ausgestaltung der Verbindungsstellen zwischen der gekühlten Wand 1 und der Schutzwand 7 ist auf verschiedene Weise möglich. An Stelle der senkrechten Rillen können. beispielsweise horizontal verlaufende Rillen angeordnet sein. Ein weiteres Aus führungsbeispiel zeigen die Fig: 4 und 5. Hiernach ist die Schutzwand 7 mit näpfchen- artigen Vertiefungen 12 versehen, welche mit ihrem Rücken an die gekühlte Wand 1. an geschlossen sind.
Die zur Verbindung der beiden Wände dienenden-'orsprünge,Rillen und dergleichen können natürlieh auch in der gekühlten )Tand 1 vorgesehen sein.
Zur Übertragung der Wärme von der Schutzwand 7 auf die Wand 1 können auch besondere Zwischenkörper angeordnet sein, welche mit beiden -Wänden in wärmeleitender Verbindung stehen. Ein Beispiel hierfür zeigt Fig. 6. Hier ist zwischen die Wände 1 und 7 eine dritte, gewellte Wand 13 ein geschoben, welche die Weiterleitung der Wärme aus der Wand 7 nach der Wand 1 betvirl@t.
Die Herstellung der wärmeleitenden Ver bindung zwischen der Schutzwand und der gekühlten Wand kann auf beliebige Weise, beispielsweise durch -Anlöten, Schweissen oder auch durch blosses Zusammenpressen er- folgen. Ein Ausführungsbeispiel für die letztere Möglichkeit zeigt Fig. 7. Hier ist die Schutzwand 7 eines runden, von den Heizgasen zu durchströmenden Schachtes in einzelne segmentartige Teile aufgelöst, die an den Enden mit kurzen Umbiegungen 15 versehen sind, mit welchen sie sich gegen die Wand 1 anlegen.
Durch die federnde "Wirkung der gekrümmten Rückenfläche der mit Spannung eingepassten Schutzwandteile ergibt sich eine dauernde Anpressung der Ti mbiegungen 15 gegen die gekühlte -Wand l .
Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einer nicht fortlaufend, son dern zonenweise gekühlten Wand 1. Die Wandungskühlung erfolgt durch Flüssigkeit, welche in Röhren 16 geführt ist, die in ge wissen Abständen auf Wand 1 aufgelötet sind.
Die Schutzwand 7 ist bei diesem Beispiel mit der Wand 1 derart verbunden, dass die Verbindungsstellen der beiden Wände zwi schen je zwei Kühlröhren 16 zu liegen kom men. Die in die Schutzwand 7 eindringende Wärme muss also zunächst in dieser Wand nach dieser Berühriuigsstelle, sodann durch Wand 1 nach der Anschlussstelle der R,öli- ren 16 strömen, um erst dort in die Flüssig keit überzutreten. Durch diesen langen Weg wird die Einhaltung einer über dem Tau punkt der Heizgase liegenden Temperatur der Schutzwand sehr sicher erreicht.
Bei dem in Fig. 9 dargestellten, einen Flüssigkeitserhitzer veranschaulichenden Aus führungsbeispiel ist am obern Ende eines Schachtes 17 eine mit Rippenheizfläche aus gestattete Flüssigkeitskammer angeordnet. Die zu erwärmende Flüssigkeit strömt in die an der einen Seite des Schachtes angeordnete Verteilkammer 18, wird in Röhren 19 quer durch den Strom der Heizgase geführt, in einer auf der andern Seite des Schachtes an geordneten Sammelkammer 20 wieder ver einigt und von dort zur Gebrauchsstelle ge führt. Die flüssigkeitsführenden Röhren oder Kanäle 19 sind mit Heizrippen 21 versehen, welche in Richtung des durch die Pfeile an gedeuteten Heizgasstromes verlaufen.
Bei den üblichen Ausführungsformen solcher Flüssigkeitserhitzer streichen Heizgase auch durch den engen Raum zwischen den äusser sten Rippen 21a und 21b und den Innen wänden 22 bezw. 23 der Flüssigkeitsräume 1b und 20. Da die Wände 22 und 23 im Ge gensatz zu den Wänden der Kanäle 19 auf der Gasseite keine Oberflächenvergrösserung aufweisen, wird ihre Temperatur nur wenig höher als diejenige der Flüssigkeit, so dass sich an diesen Wänden, insb.-sondere an iVand 22, welche die kühlere Flüssigkeit zugeführt erhält, bei den bekannten Aus führungsformen Feuchtigkeit niederschlagen kann.
Dieser Übelstand wird beim dar gestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch vermieden, dass die diesen Wänden zunächst liegenden Heizrippen 21a und 21b als Schutzwände ausgebildet werden.
Zu die sem Zweck sind die Rippen gegenüber den übrigen in der Richtung gegen den Heizgas Strom etwas verlängert und mit ihren En den an die Wände 22 bezw. 23 angeselilossen, damit die aus dem Schacht 17 aufsteigenden Reizgase nicht mehr in die Räume zwischen Wand 2 2 und Heizrippe 21a beziehungsweise zwischen Wand 23 und Heizrippe 21b ein dringen können.
Dadurch sind die Wände 22 und 23 gegen Feuchtigkeitsniederschläge ge- vchützt. Da die Heizrippen 21a und 21b so wohl mit den wasserführenden Rohren 19, als auch an ihrem untern Ende mit den vom UTasser bespülten Wänden 22 b-zw. 23 wä.rine- leitend verbunden sind, ist eine schädliche L berhitzung der als Schutzwand dienenden Rippen vermieden.
Der Schacht 17 ist im dargestellten Bei spiel nicht gekühlt. Falls aber eine Küh lung desselben, zum Beispiel mittelst eines darum gelegten Wassermantels, für nötig c#rziclitct -wird, wird man auch diesen Schacht mit einer Schutzwand versehen. Eine beson- ciers einfache Anordnung ergibt sich dann in der Weise, dass man die als Schutzmantel dienenden Heizrippen so ausbildet, dass sie sich unmittelbar in die Schutzwand des Schachtes fortsetzen.