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.
Arrangement on liquid heaters, steam generators and the like to prevent the separation of water from heating gases on cooled Waudungen. The invention relates to an arrangement of liquid heaters, steam generators and similar apparatus of the type in which heating gases are guided along walls of cooled metal, and be intended to prevent the separation of water from the irritant gases on the cooled walls.
With the devices of this type known up to now, there was the disadvantage that, as a result of the cooling of these guide windings, their temperature on the side facing the heating gases was lower than the dew point of the heating gases, moisture was formed from these gases reflected on the chilled wall.
Experience has shown that this moisture precipitation is highly beneficial. Mass chemical effects of the heating gases on the fires, thus forming the cause of their premature destruction.
It has already been proposed that the cooled walls exposed to the heating gases be provided with clothing made of a material of low thermal conductivity in order to avoid the precipitation of water. However, such an arrangement has various disadvantages; the material available for such claddings (such as asbestos) has only a low level of strength and is therefore easily injured. Therefore, special precautions must be taken to protect it. Furthermore, the attachment of such a cladding to the walls of the apparatus is difficult to carry out.
Since such a cladding also has a heat-insulating effect, the value of the cooled wall as a heating surface is greatly reduced.
According to the invention, moisture precipitation on the cooled walls is avoided in that another metal wall is arranged on the hot gas side, at some distance in front of the wall to be protected, which is connected to a cooled, therefore heat-dissipating part of the apparatus at certain intervals. for example, with the wall to be protected itself, is thermally conductive. In the drawing, execution examples of the subject matter of the invention are shown.
FIGS. 1 and 2 show the arrangement on a liquid heater. It is. Fig. 1 is a vertical section along the line 1-I of FIG. 2, FIG. 2 is a horizontal section along the line II II of FIG.
The heater consists of the ring-shaped F liquid container, which is bounded by the inner wall 1 and the outer wall 2. The burner 3 is arranged at the lower end of this container. The heating gases first flow through the free lift shaft 5 formed by the lower part of the heater and then enter the ribbed heater 4, where they give off most of their heat. You leave the heater through the upper opening of the hood δ. On the inside of the shaft 5, at a short distance from the inner wall 1.
of the liquid heater, a second \ Tand, the protective wall 7, is arranged before. also consists of metal. The protective wall has perpendicular grooves B. whose back surfaces are connected to the ge cooled wall 1 in a thermally conductive manner.
The effect of this arrangement results from the following: If the protective wall 7 were not present, i.e. if wall 1 were unprotected, the heat from the heating gases would be able to pass through the wall 1 at any point directly into the means cooling this wall; so it would only have been comparatively small, corresponding to the wall thickness. To overcome the flow resistance of the wall so that only a small temperature gradient would arise in the wall.
In the case of the arrangement described, however, in which the 1leizgase does not touch the cooled wall 1, but the protective wall 7, the heat transferred to the protective wall must first cover a greater distance in the protective wall before it reaches the points where protection - V and the cooled wall are connected to one another in a thermally conductive manner (grooves 8), into the latter and from there into the wall cooling agent can pass. As a result of this longer distance to be covered by the heat, a higher temperature difference is required to transport it, that is, the protective wall assumes a higher temperature than the wall to be protected.
Since a large part of the heat penetrating into the protective wall has to flow over at the relatively small connection points between the protective wall and the cooled wall, there is a particularly strong heat flow at these points, which must be maintained at a higher temperature difference, so there .ss also at these connection points the wall temperature on the gas side is considerably higher than with a cooled wall placed directly on the heating gases.
The conditions can be determined in such a way that the temperature differences required for heat transport from the protective wall after the cooling agent are so high that the temperature of the protective wall! exceeds the dew point of the heating gases. The protective wall then remains completely dry and is thus effectively protected against the chemical effects of the heating gases. On the other hand, the temperature of this protective wall cannot become impermissibly high, since the heat transferred to the protective wall is dissipated through the connection points between the protective wall and the protective wall to the coolant flushing the latter.
For more precise control of the temperature of the protective wall, the connection points can be further apart at the points where the coolant is still at a lower temperature, i.e. in the vicinity of the coolant inlet, so that the heat in the protective wall has to cover a longer distance, and the temperature the protective wall against the coolant temperature is higher than at the points where the coolant has a higher tempera ture.
Since the protective wall from the. If the heating gas is no longer flushed, no moisture can condense on it.
In order to ensure this effect particularly and to prevent any penetration of heating gases into the space between the protective wall and the wall to be protected, the arrangement can be further perfected in that this space is closed off at the edges of the protective wall. For this purpose, the wall 7 is in the example provided on her. upper end at 9 after the wall 1 bent down.
The closure of this intermediate space can of course also take place in any other way, for example, as shown in FIG. E, by inserting a sealing strip 10 made of heat-resistant material.
The design of the connection points between the cooled wall 1 and the protective wall 7 is possible in various ways. Instead of the vertical grooves you can. for example, horizontally extending grooves can be arranged. A further exemplary embodiment is shown in FIGS. 4 and 5. According to this, the protective wall 7 is provided with well-like depressions 12, which are closed with their backs against the cooled wall 1.
The projections, grooves and the like that serve to connect the two walls can of course also be provided in the cooled wall 1.
In order to transfer the heat from the protective wall 7 to the wall 1, special intermediate bodies can also be arranged which are in a heat-conducting connection with both walls. An example of this is shown in FIG. 6. Here, a third, corrugated wall 13 is pushed between the walls 1 and 7, which the transfer of heat from the wall 7 to the wall 1 betvirl @ t.
The production of the thermally conductive connection between the protective wall and the cooled wall can take place in any way, for example by soldering, welding or simply by pressing together. An exemplary embodiment of the latter possibility is shown in FIG. 7. Here the protective wall 7 of a round duct through which the heating gases flow is broken up into individual segment-like parts which are provided at the ends with short bends 15 with which they are pressed against the wall 1 invest.
The resilient "action of the curved back surface of the protective wall parts fitted with tension results in a permanent pressing of the Ti m bends 15 against the cooled wall l.
Fig. 8 shows an embodiment of the invention in a non-continuous, son countries zone-wise cooled wall 1. The wall cooling is carried out by liquid which is guided in tubes 16 which are soldered to wall 1 at ge know intervals.
In this example, the protective wall 7 is connected to the wall 1 in such a way that the connection points of the two walls lie between two cooling tubes 16 each. The heat penetrating into the protective wall 7 must therefore first flow into this wall after this contact point, then through wall 1 after the connection point of the R, oil 16, in order to only pass into the liquid there. This long path ensures that the protective wall temperature is maintained above the dew point of the heating gases.
In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 9, a liquid heater is arranged at the upper end of a shaft 17 with a liquid chamber equipped with a rib heating surface. The liquid to be heated flows into the distribution chamber 18 arranged on one side of the shaft, is passed in tubes 19 across the flow of the heating gases, in a collecting chamber 20 arranged on the other side of the shaft again united and ge from there to the point of use leads. The liquid-carrying tubes or channels 19 are provided with heating ribs 21 which extend in the direction of the heating gas flow indicated by the arrows.
In the usual embodiments of such liquid heaters, heating gases sweep through the narrow space between the outer most ribs 21a and 21b and the inner walls 22 respectively. 23 of the liquid spaces 1b and 20. Since the walls 22 and 23, in contrast to the walls of the channels 19 on the gas side, have no surface enlargement, their temperature is only slightly higher than that of the liquid, so that on these walls, especially Special to iVand 22, which is supplied with the cooler liquid, can precipitate moisture in the known embodiments.
This inconvenience is avoided in the exemplary embodiment of the invention presented in that the heating ribs 21a and 21b which are initially located on these walls are designed as protective walls.
For this purpose, the ribs are somewhat elongated compared to the rest in the direction against the heating gas stream and with their En to the walls 22 and respectively. 23 so that the irritant gases rising from the shaft 17 can no longer penetrate into the spaces between wall 2 2 and heating rib 21a or between wall 23 and heating rib 21b.
As a result, the walls 22 and 23 are protected against precipitation of moisture. Since the heating ribs 21a and 21b so well with the water-carrying pipes 19, as well as at their lower end with the walls 22b-zw flushed by the UTasser. 23 are connected in a manner that is conductively connected, a harmful overheating of the ribs serving as a protective wall is avoided.
The shaft 17 is not cooled in the example shown game. If, however, it is necessary to cool it, for example by means of a water jacket placed around it, this shaft will also be provided with a protective wall. A particularly simple arrangement then results in such a way that the heating ribs serving as a protective jacket are designed in such a way that they continue directly into the protective wall of the shaft.