DE57189C - Heiz- und Kühl-Vorrichtung mit in Kreislauf gesetzten Flüssigkeiten - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 36 £*Heizungsanlagen,

, Die Erfindung betrifft ein Heizverfahren, welches durch den Kreislauf geeigneter Flüssigkeiten in Gas, Dampf oder tropfbar flüssigem Zustande bethätigt wird und den Zweck verfolgt, entweder die zu erhitzende Masse während ihrer Zuleitung allmälig auf bestimmte, selbst sehr hohe Wärmegrade zu erhitzen oder Gase bezw. Dämpfe auf beliebige bestimmte Wärmegrade zu bringen.

Das Verfahren besteht im wesentlichen in der Herstellung eines vielfachen Kreislaufes einer Flüssigkeit durch eine Röhrenanordnung, welche abwechselnd der Feuerung ausgesetzt und durch den Raum geführt wird, welcher die zu erhitzende Masse enthält.

Es unterscheidet sich dieses Verfahren von anderen, durch flüssige Körper bewirkten Heizmethoden wesentlich dadurch, dafs die zur Abgabe von Wärme dienende Heizflüssigkeit abwechselnd in der Feuerung erhitzt und dann ' durch Abgabe ihres Wärmegehaltes an die zu erhitzende Masse gekühlt wird; diese Erhitzung und Abkühlung wiederholt sich in regelmäfsigen Abschnitten, während sonst die Heizflüssigkeit in ununterbrochener Folge erhitzt zu werden pflegt.

Um den Kreislauf der Flüssigkeit in der Röhrenanordnung hervorzubringen, können die hierfür gebräuchlichen Mittel Anwendung finden.

Wenn z. B. ein tropfbar flüssiger Körper als Heizflüssigkeit dient, so kann der Kreislauf dadurch bewirkt werden, dafs man die Flüssigkeit entweder am Schlufs ihrer zu durchlaufenden Strecke ausfliefsen läfst oder ihr einen in sich geschlossenen Kreislauf giebt, derart, dafs sie nach mehrmaligem abwechselnden Hindurchgehen durch die Feuerung und die zu erhitzende Masse schliefslich an ihrem Ausgangspunkt wieder anlangt.

Besteht die Heizflüssigkeit aus Gas oder Dampf, so kann man sie gleichfalls am Ende der Leitung ausströmen lassen, um sie ■ noch änderweit nutzbar zu machen, oder man kann sie condensiren und nach dem Ausgangsbehälter zurückführen, wo sie wiederum in Gas oder Dampf verwandelt wird.

Obgleich das vorliegende Verfahren von einer bestimmt begrenzten praktischen Ausführungsform unabhängig ist, so dient zu dessen Erläuterung die in der Zeichnung beispielsweise verdeutlichte Anordnung einer Anlage, welche die zwei hauptsächlichen Anwendungen darstellt, nämlich:

ι. die Heizung durch in Kreislauf gesetzte Flüssigkeit,

2. die Heizung durch Gas oder Dampf.

Es ist ferner die Anwendung der Heizvorrichtung in Verbindung mit einer Destillationsanlage dargestellt.

Die Heizung mittelst circulirender Flüssigkeit ist zunächst in einer Ausführung durch Fig. ι verdeutlicht, welche einen senkrechten Querschnitt nach G-H der Fig. 3 darstellt; Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt in der Längenlinie I-J-K-L der Fig. 3, und Fig. 3 ein Horizontalschnitt nach der Linie A-B-C-D-E der Fig. 2. In Fig. 2 und 3 ist die eigentliche Heizvorrichtung nur in dem links von der Linie Z- Z gezeichneten Theil der Anlage enthalten, die Theile rechts von dieser Linie

Lagerexempiar

enthalten die Destillirvorrichtungen, auf welche die Heizung beispielsweise einwirken soll.

Der Feuerraum B ist von einer Anzahl von Gufsstücken überwölbt, welche Röhren A bilden oder in welche Röhren eingelegt sein können. Ueber dieser Wölbung befindet sich ein trogförmiger Raum E₁ welcher durch Scheidewände in der Längenrichtung in.mehrere Abtheilungen getheilt ist, die oben und .unten mit einander in Verbindung stehen, wie aus Fig. ι ersichtlich, um der ununterbrochen zufliefsenden und ablaufenden zu erhitzenden Masse einen möglichst langen Weg zwischen Eintritt und Ausflufs zu geben. Auf diese Weise wird eine allmälig zunehmende Erhitzung auf dem Wege von der ersten bis zur letzten Abtheilung erzielt.

In den Abtheilungen des Troges E liegen der Längenrichtungen nach Röhren G mit mehr oder weniger ausgedehnter Flächenentfaltung; diese Röhren G stehen mit den Röhren A so in Verbindung, dafs die in letzteren circulirende Heizflüssigkeit abwechselnd die Röhren G und A durchfliefst. Es wird also die Heizflüssigkeit aus den unter unmittelbarer Einwirkung , des Feuerraumes B stehenden Röhren A in die Röhren G erhitzt einströmen, dort an die umgebende Masse im Trog E einen Theil ihrer Wärme abgeben, dann gekühlt in die nächste Röhre A zurückfliefsen, wiederum erhitzt werden, dann die nächste Röhre G im Trog durchfliefsen und so fort. Am Ausgang der letzten Röhre G im Trog befindet sich ein Hahn, dessen Stellung die Auslaufgeschwindigkeit regelt.

Wenn die Flüssigkeit beim Austritt aus der letzten Röhre G wieder Von neuem circuliren soll, so bildet die Röhrenanordnung A G ' ein Rohr ohne Ende, so dafs die Flüssigkeit zuletzt wieder am Ausgangspunkt anlangt, nachdem sie wiederholt den Feuerraum und den . Trog wechselweise berührt hat.

Um den Umlauf der Flüssigkeit zu befördern, wird es zweckmäfsig sein, die Röhren in geneigter Lage anzuordnen, und dem Unterschied der Dichtigkeit der heifsen und gekühlten Flüssigkeit dadurch Rechnung zu tragen, dafs die senkrechten Verbindungsröhren die geeigneten Mafse erhalten, die den Uebergang erleichtern.

Als Heizflüssigkeit verwendet man 'aiii besten eine solche, die nur bei sehr hohen Wärmegraden verdampft, z. B-. OeI oder sogar- geschmolzenes Metall. Bei Anwendung von Wasser als Heizflüssigkeit würde ■ man den . Röhren nur eine geeignete Stärke zu geben brauchen.

Die Rohrverbindungen befinden sich, wie aus der Zeichnung ersichtlich, sämmtlich aufser der unmittelbaren Berührung mit der Flamme, wie der zu erhitzenden Masse; die Unzuträglichkeiten , welche durch den aus der ^ hohen Wärme entstehenden inneren Druck in den Röhren entstehen könnten, sind zum gröfsten Theil beseitigt.

Bei Anwendung von Dampf oder Gas als Heizflüssigkeit besteht weiter kein Unterschied, als dafs die Röhrenanordnung AG, anstatt von einem tropfbar flüssigen Körper, von Dampf oder Gas durchströmt wird. Nachdem der Dampf oder das Gas beim Durchgang durch eine der Röhren G einen Theil^ seiner" Wärme an die umgebende zu erhitzende Masse abgegeben hat, nimmt er im nächsten Rohr A aus dem Feuerraum wiederum Wärme an und strömt dann in das nächste Rohr G. Beim Ausströmen aus der letzten Röhre G wird der Dampf noch hochgradig erhitzt sein, weil die letzte Strecke der Röhren G in der letzten, mit stark erhitzter Masse beschickten .Abtheilung des Troges E liegt. Bringt man an verschiedenen Punkten der Röhren G, entsprechend den verschiedenen Abtheilungen des Troges, Dampfablafsventile an, so. kann man der Leitung Dampf von verschiedenen Wärmegraden entnehmen; letztere entsprechen der in der betreffenden Abtheilung vorhandenen Temperatur. . JT-U

Wie schon bemerkt, ist die in der Zeichnung angegebene Anordnung nur als Beispiel zu betrachten; die Röhren können z. B. auch quer zu dem Feuerraum liegen, ebenso der Trog E; das von Röhren A durchgezogene Gewölbe kann aus einem Stück geformt sein u. s. w.; der Trog kann auch seitlich oder am Ende des Feuerraumes liegen; die Scheidewände des Troges können einfach, anstatt doppelt ausgeführt sein, oder sie können auch ganz fortfallen.

Die angegebene Röhrenordnung kann ferner durch eine solche ersetzt werden, wiesiez. B. in Röhrenkesseln Anwendung findet, in denen geneigt liegende Röhren reihenweise durch Verbindungskästen zu sogenannten Elementen verbunden sind. Gewöhnlich sind diese Elemente unter sich vorn und oben durch einen Dampfsammeiraum verbunden, während sich an der Rückseite und unten ein Sammelraum für die Zuleitung befindet. Diese Röhrenelemente eines Röhrenkessels können die den Feuerraum umschliefsenden Heizröhren bei dem vorliegenden Verfahren ersetzen. Es wird dann das in der zu erhitzenden Masse bezw. im Trog.E liegende Schlangenrohr je auf der einen Seite mit dem oberen Theil des entsprechenden Röhrenelements und mit dem anderen Ende mit dem unteren Theil des folgenden Röhrenelements, in Verbindung ge-. bracht. Auf diese Weise übt jedes der Röhrenelemente dieselbe Wirkung aus, wie eines der Heizrohre A der Zeichnung.

In einer solchen Einrichtung würde also die Heizflüssigkeit oder der Dampf wie folgt circuliren: durch das erste 'Röhrenelement des Kessels, durch das erste Schlangenrohr des Troges, durch das zweite Röhrenelement, durch das zweite Schlangenrohr des Troges und so fort, bis die Heizflüssigkeit aus dem letzten Schlangenrohr abgelassen oder aber in das erste Röhrenelement zurückgeleitet wird.
. Die Anwendung des Verfahrens zum Betriebe einer Destillationsanlage wird beispielsweise durch die in Fig. 2 und 3 dargestellte Einrichtung verdeutlicht, welche sowohl einen ununterbrochenen, als auch einen periodischen Betrieb, gestattet.

Die nach dem Verfahren eingerichtete Heizvorrichtung ist zweckmäfsig die -durch Fig. 2 dargestellte und mit Dampf oder Gas betriebene; in dem Trog E wird die zu destillirende Flüssigkeit so weit vorgewärmt, dafs sie in der letzten Äbtheilung so nahe als möglich bis zum Destillationspunkt erhitzt wird, worauf sie in eine oder mehrere Destillirblasen abfliefst·, in denen sich die eigentliche Destillation vollzieht.

. In der Zeichnung sind beispielsweise zwei Destillirblasen D angenommen, welche so angeordnet sind, dafs sie von der aus dem Feuerraum B nach dem Schornstein entweichenden Hitze umspült werden.

Wenn die zu destillirende Flüssigkeit die ■Abtheilungen des Troges durchlaufen hat und schliefslich die gewünschte Temperatur besitzt, so fliefsf sie durch Rohr F in die erste Blase D, worin' sie durch die aus dem Feuerraum B zugelassenen Heizgase, welche die Blase umspülen, einer ersten Destillation unterworfen wird. Wenn während der ■ Destillation, wie für manche Substanzen erwünscht ist, eine Zuleitung von Dampf behufs Umrührung der Masse oder eine Verstäubung stattfinden soll, so kann dieser Dampf aus der Leitung des Heizdampfes an geeigneter Stelle abgeleitet und zugeführt werden.

Die in der ersten Blase nicht verdampften Theile der Masse kommen nun in eine zweite Blase, wo sie einer stärkeren Erhitzung unterworfen werden, indem die Feuerung eine mehr directe Wirkung ausübt; auch hier kann Dampf zum Rühren oder Verstäuben in die Destillirblase eingeführt werden.

An Stelle besonderer Destillirblasen kann endlich die Anordnung getroffen sein, dafs die Destillation im Trog E selbst stattfindet; letzterer wird dann zweckmäfsig noch mehrere Abtheilungen, als die drei in der Zeichnung angegebenen erhalten, und die letzten dieser Abtheilungen bilden Destillirblasen, auf denen je ein Schwanenhalsrohr angebracht ist; Dampfzuleitung in diese Abtheilungen kann ebenfalls stattfinden; der Dampf wird zweckmäfsig aus den Kniestücken der Rohrleitung A G abgeleitet.

Dasselbe Verfahren kann umgekehrt auch zur Kühlung, anstatt zur Erhitzung, von Flüssigkeiten Anwendung finden. In diesem Falle befindet sich an Stelle des Feuerraumes B ein Kälteerzeugungsapparat, von dem die Röhren A gekühlt werden; die Wirkungsweise ist demnach ohne Weiteres verständlich.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Eine zum Erwärmen von Flüssigkeit oder Dampf auf bestimmte Temperaturen dienende Heizvorrichtung, bei welcher eine zum Circuliren von Wärmeflüssigkeit dienende Rohrleitung (A G) in spiralförmigen Win-

• düngen abwechselnd durch den Feuerraum (B) und durch den die zu beheizende ; Masse enthaltenden Raum (E) geführt, wird, so dafs die Wärmeflüssigkeit, abwechselnd erwärmt und Wärme abgebend, einen in einander übergehenden vielfachen Kreislauf ausführen kann.

2. Bei der im Anspruch 1. gekennzeichneten Heizvorrichtung die Theilüng des die zu erhitzende Masse enthaltenden Raumes in mehrere Abtheilungen, welche von der Heizflüssigkeit nach einander durchlaufen und stufenweise erwärmt werden, zu dem Zwecke, um sowohl von der Heizflüssigkeit, als auch von der zu erhitzenden Masse Theilmengen mit verschiedenen Wärmegraden entnehmen zu können.

3. Bei der im Anspruch 1. gekennzeichneten Heizvorrichtung die Aenderung, dafs an Stelle der Feuerung eine Kälteerzeugung gesetzt wird, so dafs die in der Röhrenanordnung circulirende Flüssigkeit der in Behandlung befindlichen Masse Wärme entzieht, anstatt zuführt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.