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Einrichtung zur schnellen Erzeugung von Dampf.
Die Erfindung bezieht sich a, -1f einen, Schnelldampferzeuger, d. i. eine Einrichtung zur Erzeugung von Dampf, bei der das Wasser in dünnen Strahlen oder sonstwie feinverteiltem Zustand auf hocherhitzte Flächen aufgespritzt wird. Bei derartigen Einrichtungen hat sich nun gezeigt, dass keine augenblickliche Verdampfung der aufgespritzten Wasserteilchen, insbesondere wenn die Flächen hocherhitzt sind, stattfindet, sondern dass sich unter den Wasserteilchen Dampfpolster bilden und die Wasserteilchen fortgeschleudert werden, wodurch die Ausnutzung der zugeführten Wärme beeinträchtigt wird.
. Die Erfindung hat eine derartige Verbesserung von Verdampfungseinrichtungen der gekennzeichneten Art zum Gegenstande, durch die dieser Nachteil beseitigt wird, ohne dass die Lebensdauer der Einrichtung hiedurch vermindert wird. Das Wesen der Erfindung liegt zunächst in der Anordnung von oxydierten Eisenoberfläehen als Aufspritzflächen, da es sich ergeben hat, dass bei den oxydierten Flächen eine sofortige Verdampfung der aufgespritzten Wasserteilchen eintritt, so dass kein Fortschleudern der Wasserteilchen mehr erfolgt.
Zweckmässig ist eine Einrichtung nach der Erfindnng derart ausgebildet, dass an den InLerjflächen der von aussen beheizten Dampfentwicklurgsräume dünne Eisenbleche angeordnet sind, die auf der dem Wasserzutritt ausgesetzten Seite mit einem stark oxydierten Überzug versehen sind, während sie auf den entgegengesetzten, an die Wandungen der Dampfentwickhngsräume zur Anlage kommenden Seiten blank bleiben. Die einseitig oxydierten Eisenbleche werden hierbei durch den in den Dampfentwicjklungskammern sich entwickelnden Druck dicht gegen die Kammerwandungen gepresst, so dass ein guter Wärmeübergang stattfindet.
Auch ist durch eine Verwendung der Eisenbleche zur Ausfütterung der Dampfentwieklungskammern oder-rohre der Vorteil erzielt, dass bei einem Fortschreiten der Oxydierung bei Benutzung der Einrichtung und hiebei auftretendem Schadhaftwerden der Bleche diese leicht ausgewechselt werden können und überdies die eigentlichen Wandungen der Dampfkammer der Einwirkung des Wassers und des Dampfes gänzlich entzogen sind.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung liegt darin, dass das Aufspritzen des Wassers auf die Heizflächen periodisch unterbrochen wird, so dass das aufgespritzte Wasser während der Zeiträume, während der der Zufluss unterbrochen ist, Zeit hat, vollkommen zu verdampfen. Das Wasser wird also stets nur mit trockenen Heizflächen in Berührung kommen, wo durch bei der Dampfbildung eine sofortige Trocknung des Dampfes an der Stelle der grössten Wärmezuführung zum Dampf, also an den Verdampfungsstellen, bewirkt wird. Auch wird durch eine Einrichtung nach der Erfindung erzielt, dass örtliche Temperaturunterschiede in den Heizflächen nicht auftreten können, sondern dass die Temperaturen innerhalb der Heizfläche während der Zeiträume, während der das Aufspritzen des Wassers unterbrochen ist, sich stets wieder ausgleichen können.
Mit einer Einrichtung nach der Erfindung kann also dauernd ein trockener und hochgespannter Dampf bei geringem Brennstoffverbrauch erzeugt werden, und es ist möglich, die Dampferzeugung pro
Quadratmeter Heizfläche wesentlich höher zu treiben, als dies bisher möglich war.
Eine Einrichtung gemäss der Erfindung besitzt einen Dampfentwicklungsraum, in dem ein oder mehrere Feuerungsräume eingebaut sind. Die Dampfentwicklungsräume sind von mit düsenartigen Öffnungen versehene Röhrensysteme durchsetzt, denen das Wasser von aussen her unter Druck zugeführt wird, und aus denen es durch die Düsen gegen die durch die Feuerung erhitzten, an den Wandflächen der Kammern anliegenden Eisenbleche spritzt. Auf der Zeichnung ist als beispielsweise Ausführungsform nach der Erfindung eine in Art eines Dampfkessels ausgebildete Einrichtung dargestellt.
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Fig. ä ist ein Schnitt. durch. einen Dampferzeuger,
Fig. 2 eine Stirnansicht auf die Gesamtanlage,
Fig. 3 ein Grundriss nach III-III der Fig. 1,
Fig. 4 ein Querschnitt nach IV-IV ! er Fig. i), während die
Fig. 5, 6,7 Einzelheiten der Einrichtung wiedergeben.
Die gezeichneteEinrichtung besitzt vier von-den-beiden oder einer Stirnseite zugängliche Feuerungs- räume a, deren obere beliebig gestaltete Seitenwände von zwölf Dampfentwicklungskammern b, , d, p, f, g bzw. b', c'usw. gebildet werden, die aus Stahlguss oder Eisengussstücken bestehen oder aus Blechen hergestellt sein können. Sämtliche Dampfentwickhungskammern sind von einem gemeinsamen Dampfsammler h umgeben, und die Dampfentwieldungskammerll b, e, d, e, f bzw. b', c' usw. stehen durch Übertrittsöffnungen, die mit Rückschlagklappen x ausgerüstet sind, mit dem Dampfsammler li in Ver-
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durchsetzt, wie ein solches in den Fig. 4 und 5 beispielsweise gezeichnet ist.
Es besteht also aus einem oder mehreren Längsrohren u, die mit Düsen l versehen und an ein gemeinsames Kopfstück n angeschlossen sind. Die Rohrsysteme sind derart in den Dampfentwicklungskammern angeordnet, dass die Düsen gegen die beheizten Wandflächen der Kammern gerichtet sind. Den Kopfstücken H der Röhrensysteme wird durch je ein an der Stirnseite angeordnetes Röhrensystem a' das zu verdampfende Wasser zugeführt.
Die beheizten Wand flächen der Dampfkammern sind mit dünnen Eisenblechen m belegt, die auf
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des Unterbrechers kann in irgendeiner beliebigen Art und Weise, beispielsweise elektrisch, erfolgen und es sind Einrichtungen vorgesehen, um den Unterbrecher auch dann antreiben zu können, wenn die Dampfspannu. ng in dem Dampfsammler A noch nicht. die Arbeitsspannung erreicht hat.
Die Übertrittsöffnungen aus den Dampfentwieklungskammern in den Dampfsammler 7t sind mit
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Die in den Fig. 6. und 7 weiterhin noeh gezeichnete, auf der inneren Seite der Dampfentwicklungs- kammer angeordnete Rückschlagklappe z nimmt im normalen Betrieb infolge ihres Gewichtes die in
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Fig. 7 gezeichnete Stellung ein, in der sie mit ihrem unteren Ende gegen die Dampfentwicklungskammer- wandung anliegt und einen Übertritt aus der Dampfentwicklungskammer in den Dampfsammelraum nicht hindert.
Tritt aber aus irgendeinem Grunde, beispielsweise infolge einer Explosion, ein übermässig hoher Dampfdruck in einer Dampfentwicklungskammer auf, so wird die betreffende Rückschlagklappe z entgegen ihrem Gewicht in Richtung des Pfeiles z'gegen ihren Sitz gedrückt und schliesst somit die betreffende Dampfentwicklungskammer vom Dampfsammler ab, so dass sich ein etwa'vorhandener Explosionsdruck nicht in den Dampfsammelra11m fortpflanzen kann. Sobald der zu hohe Druck in der betreffenden Dampfentwieklungskammer wieder aufgehört hat, fällt die Klappe z in ihre Normallage wieder zurück.
Zur Kontrolle der einzelnen Dampfentwicklungskammern und zur Vermeidung eines zu hohen Druckes in ihnen und dem Dampfsammler ist es zweckmässig, jede einzelne Dampfentwicklungskammer und den Dampfsammelraum mit einem Manometer und einem Sicherheitsventil auszurüsten. Zeigt dann ein Manometer einen von den übrigen Manometern abweichenden Druck, so ist hieraus ersichtlich, dass in der zugehörigen Dampfentwicklungskammer etwas nicht in Ordnung ist, also beispielsweise die Wasser- mflussleitungen verstopft sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur schnellen Erzeugung von Dampf, bei der das Wasser in dünnen Strahlen oder sonstwie fein verteiltem Zustand auf hocherhitzte Flächen aufgespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufspritzen des Wassers gegen stark oxydierte Eisenoberflächen erfolgt, wodurch eine sofortige Verdampfung der aufgespritzten Wasserteilchen erzielt wird.
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Device for the rapid generation of steam.
The invention relates to a, -1f, a rapid steam generator, d. i. a device for generating steam, in which the water is sprayed in thin jets or in some other finely divided state onto highly heated surfaces. With such devices it has now been shown that there is no instantaneous evaporation of the sprayed-on water particles, especially when the surfaces are very heated, but that vapor cushions form under the water particles and the water particles are thrown away, which affects the utilization of the supplied heat.
. The subject of the invention is such an improvement in evaporation devices of the type characterized, by means of which this disadvantage is eliminated without the service life of the device being reduced as a result. The essence of the invention lies initially in the arrangement of oxidized iron surfaces as spray surfaces, since it has been found that the sprayed water particles evaporate immediately on the oxidized surfaces so that the water particles are no longer thrown out.
A device according to the invention is expediently designed in such a way that thin iron sheets are arranged on the inner surfaces of the externally heated steam development rooms, which are provided with a heavily oxidized coating on the side exposed to the ingress of water, while they are on the opposite side, on the walls of the steam development rooms Pages coming to the system remain blank. The iron sheets oxidized on one side are pressed tightly against the chamber walls by the pressure developing in the vapor development chambers, so that a good heat transfer takes place.
The use of iron sheets for lining the vapor development chambers or pipes also has the advantage that if the oxidation continues when the device is used and if the sheets become damaged, the sheets can easily be replaced and, moreover, the actual walls of the steam chamber exposed to the action of water and are entirely withdrawn from the steam.
Another embodiment of the invention is that the spraying of the water onto the heating surfaces is interrupted periodically so that the sprayed water has time to completely evaporate during the periods during which the flow is interrupted. The water will therefore only ever come into contact with dry heating surfaces, which causes immediate drying of the steam at the point of greatest heat input to the steam, i.e. at the evaporation points, when the steam is formed. A device according to the invention also ensures that local temperature differences cannot occur in the heating surfaces, but that the temperatures within the heating surface can always equalize again during the periods during which the spraying of the water is interrupted.
With a device according to the invention, a dry and high-pressure steam can be generated continuously with low fuel consumption, and it is possible to reduce the steam generation pro
Square meters of heating surface to be driven much higher than was previously possible.
A device according to the invention has a steam generation space in which one or more combustion chambers are installed. The steam generation rooms are penetrated by tube systems provided with nozzle-like openings, to which the water is supplied from the outside under pressure and from which it sprays through the nozzles against the iron sheets that are heated by the furnace and adjoin the wall surfaces of the chambers. In the drawing, a device designed in the manner of a steam boiler is shown as an example embodiment according to the invention.
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Fig. Ä is a section. by. a steam generator,
2 shows an end view of the entire system,
Fig. 3 is a floor plan according to III-III of Fig. 1,
Fig. 4 is a cross section according to IV-IV! he Fig. i), while the
Fig. 5, 6,7 show details of the device.
The device shown has four combustion chambers a, accessible from the two or from one end face, the upper side walls of which can be configured as desired by twelve vapor development chambers b,, d, p, f, g or b ', c' etc. are formed, which consist of cast steel or iron castings or can be made of sheet metal. All steam generation chambers are surrounded by a common steam collector h, and the steam development chamber ll b, e, d, e, f or b ', c' etc. are connected to the steam collector li through overflow openings which are equipped with non-return valves x
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interspersed, as such is drawn in FIGS. 4 and 5, for example.
It therefore consists of one or more longitudinal tubes u, which are provided with nozzles l and connected to a common head piece n. The pipe systems are arranged in the steam generation chambers in such a way that the nozzles are directed against the heated wall surfaces of the chambers. The water to be evaporated is fed to the head pieces H of the tube systems through a tube system a 'each arranged on the end face.
The heated wall surfaces of the steam chambers are covered with thin iron sheets, which on
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of the interrupter can be in any arbitrary manner, for example electrically, and devices are provided in order to be able to drive the interrupter even when the steam voltage. ng in the steam collector A not yet. has reached the working voltage.
The transfer openings from the steam development chambers in the steam collector 7t are with
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The non-return flap z, which is also shown in FIGS. 6 and 7 and is arranged on the inner side of the steam generation chamber, takes in normal operation due to its weight the in
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7 shows a position in which it rests with its lower end against the wall of the steam development chamber and does not prevent a passage from the steam development chamber into the steam collecting space.
However, if for any reason, for example as a result of an explosion, an excessively high steam pressure occurs in a steam generation chamber, the check valve in question z is pressed against its weight in the direction of the arrow z 'against its seat and thus closes the steam generation chamber in question from the steam collector, see above that any existing explosion pressure cannot propagate into the vapor collecting chamber. As soon as the excessively high pressure in the steam development chamber in question has ceased, the flap z falls back into its normal position.
To control the individual steam generation chambers and to avoid excessive pressure in them and the steam collector, it is advisable to equip each individual steam generation chamber and the steam collecting space with a manometer and a safety valve. If a manometer then shows a pressure that deviates from the other manometers, it can be seen from this that something is wrong in the associated steam generation chamber, for example the water flow lines are clogged.
PATENT CLAIMS:
1. Device for the rapid generation of steam, in which the water is sprayed in thin jets or in some other finely divided state onto highly heated surfaces, characterized in that the water is sprayed against strongly oxidized iron surfaces, whereby an immediate evaporation of the sprayed water particles is achieved .