DE181886C

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Publication number: DE181886C
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Description

ι. Q η

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 181886 KLASSE XJd. GRUPPE

Röhrenoberflächenkondensator. Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. September 1904 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf Röhrenoberflächenkondensatoren, bei welchen der Dampf aus einer Verteilungskammer durch einen über die ganze Breite bezw. Länge des Kondensators sich erstreckenden Schlitz in den Kondensatorraum eintritt und durch eingebaute Zwischenwände gezwungen wird, die Vorrichtung im Zickzack zu durchströmen, wobei er senkrecht auf die Kühlrohre auftrifft, die zwischen den Zwischenwänden liegen oder durch dieselben hindurch sich erstrecken.

Bezweckt wird mit der Erfindung die Schaffung eines äußerst wirksamen Kondensators bezw. einer hohen Wirksamkeit der den Wärmedurchgang vermittelnden Flächen durch Sicherung eines gleichmäßigen Durchflusses des Dampfes durch den Kondensator bezw. dessen einzelne Abteile. Ferner soll durch die Erfindung der Rückdruck, der durch den Richtungswechsel des Dampfes beim Überströmen von einem Abteil in das andere entsteht, beseitigt bezw. wesentlich verringert werden, auch sollen örtliche An-Sammlungen von stillstehenden Dampf- und Luftschichten, welche die Luftverdünnung im Kondensator beeinträchtigten, verhindert werden ; schließlich wird eine Vergrößerung bezw. bessere Ausnutzung der Wirksamkeit des Kondensators in thermischer Hinsicht bezweckt, damit das Niederschlagwasser angenähert eine Temperatur erhält, die dem Druck in den Abteilen des Kondensators entspricht.

Der angestrebte Zweck wird dadurch erreicht, daß die Aufteilung des Kondensatorinnenraumes mittels Zwischenwände erfolgt, die parallel zu den Mittellinien der Kühlrohre laufen, daß die einzelnen Abteile miteinander durch sich über die ganze Länge des Kondensators erstreckende Verbindungsschlitze verbunden sind, deren Durchgangsquerschnitte sich allmählich im Verhältnis zu der sich verringernden Dampfmenge verengen, wobei zur Vermeidung des Rückdruckes beim Richtungswechsel des Dampfes vor und hinter den Verbindungsschlitzen rohrlose Räume vorgesehen sein können, welche das gleichmäßige Überströmen des Dampfes von einem Abteil in das nächste Abteil wesentlich unterstützen, und daß das sich bildende Dampfwasser sofort nach seiner Bildung aus jedem Abteil durch unter Wasserverschluß stehende Ausläufe von nur geringem Durchgangsquerschnitt in einen Sammelkanal abgeführt wird.

Auf den Zeichnungen ist in den Fig. 1 bis 4 ein der Erfindung gemäß eingerichteter Kondensator dargestellt, welcher unter gewöhnlichem Luftdruck arbeitet und sich besonders als Hilfskondensator für Dampfwinden usw. an Bord von Dampfschiffen eignet, aber auch als mittels Auspuffdampf zu betreibender Speisewasservorwärmer benutzt werden kann, und zwar ist Fig. 1 eine Längsansicht, Fig. 2 ein Querschnitt nach Linie A-A und Fig. 3 ein solcher nach Linie B-B; Fig. 4 ist ein Längsschnitt nach Linie C-C. In den Fig. 3 bis 8 ist ein unter Luftverdünnung arbeitender Rohroberflächenkondensator dargestellt; Fig. 5 ist ein. Querschnitt nach Linie. D-D und Fig. 6 ein solcher

nach Linie E-E; Fig. 7 ist ein senkrechter Längsschnitt nach Linie F-F und Fig. 8 ein wagerechter Schnitt durch den Kondensator nach Linie G-G. In Fig. 7 und 8 sind der Deutlichkeit wegen die Kühlrohre nicht dargestellt.

Bezugnehmend auf das in den Fig. 5 bis 8 veranschaulichte Ausführungsbeispiel ist der Innenraum des Kondensatorgehäuses a¹ durch leicht geneigte Zwischenwände c in einzelne verschieden große Abteile geteilt, die durch Schlitze e in Verbindung stehen. Diese Schlitze erstrecken sich über die. ganze Länge der Abteile und laufen parallel zu den Wasserrohren d. Der Dampf tritt aus der an den Kondensator a^l angeschlossenen Verteilungskammer α durch einen sich über die ganze Länge des Kondensators erstreckenden Schlitz b in das unterste Abteil ein, durchfließt die einzelnen Abteile der Reihe nach im Zickzack und wird schließlich zusammen mit der Luft aus dem obersten und kleinsten Abteil durch eine an den Stutzen/" angeschlossene Luftpumpe abgesaugt. Die die einzelnen Abteile durchsetzenden Kühl- oder Wasserrohre d laufen den Zwischenwänden c parallel und werden von dem Dampf unter ungefähr rechtem Winkel getroffen. Die Kühlrohre d der einzelnen Abteile sind in der üblichen Weise an den Enden durch Kanäle g verbunden, die sich in den Verschlußböden h befinden. Der Zutrittsstutzen i für das Kühlwasser befindet sich an dem vom Dampf zuletzt durchströmten Abteil, der Austrittsstutzen k an dem Abteil, in welches der Dampf zuerst einströmt, so daß also das Kühlwasser im Gegenstrom zu dem Dampfweg durch die Kondensatorabteile geführt wird. Die Rohre d in dem größeren Dampfeintrittsabteil sind zweckmäßig in zwei hintereinander geschaltete Gruppen geteilt, um einen gleichmäßig schnellen Wasserdurchfluß durch sämtliche Röhren zu erhalten.

Damit der Dampf beim Übergang aus dem einen in das nächste Abteil keinen größeren Widerstand findet und die Rohre d der Abteile möglichst rechtwinklig trifft, besitzt der je zwei Abteile verbindende Raum n, welcher sich unterhalb und oberhalb der Verbindungsschlitze e befindet, keine Rohre und nimmt im unteren Teil nach oben hin im Querschnitt an Weite zu, während derselbe im oberen Teil, also oberhalb des zum nächsten Abteil führenden Schlitzes e, an Weite abnimmt. Diese Räume η werden zweckmäßig als Ausbauchungen der Kondensatorlängswände gestaltet. Um das von den Zwischenwänden c herabrinnende Dampfwasser an gewissen Kantenpunkten gesammelt herabfließen zu lassen, damit dasselbe dem aufsteigenden Dampf weniger Widerstand bietet, sind die Zwischenwände auf der oberen Fläche mit V-förmigen Rippen ο versehen, die zwischen ihren an den Kanten auslaufenden Enden Kanäle zum Abfluß des Dampfwassers bilden (Fig. 5 und 8).

Durch sorgfältige Versuche ist festgestellt worden, daß durch einen plötzlichen, scharfen Richtungswechsel des Dampfstromes in einem Kondensator, welcher unter Ltfftverdünnung arbeitet, also z. B. beim Überströmen des Dampfes von einem Abteil in ein anderes, ein größerer Druck in dem Abteil entsteht, welches der Dampf verläßt, als in dem Abteil, in das der Dampf eintritt. Dieselbe Erscheinung tritt ebenfalls ein, wenn die Geschwindigkeit des Dampfstromes eine plötzliche Änderung erfährt. Dieser Rückdruck ist bei allen in Unterabteile geteilten Kondensatoren vorhanden, und es ist von größter Wichtigkeit, daß er auf das mögliche Mindestmaß verringert wird, besonders bei Kondensatoren, die mit großer Luftverdünnung arbeiten. Es ist also von großer Wichtigkeit, daß der Dampf mit gleichmäßiger Geschwindigkeit die Rohrbündel der einzelnen Abteile durchzieht. Diese technisch neuen und wertvollen Wirkungen werden dadurch erreicht, daß man die Verbindungsschlitze e der einzelnen Abteile im Durchgangsquerschnitt kleiner werden läßt. Hierdurch wird erreicht, daß die Durchgangsquerschnitte in das richtige Verhältnis zu den sie durchfließenden Dampfmengen kommen, so daß Ansammlungen stillstehender Dampf- und Luftmengen in den einzelnen Abteilen nicht vorkommen können, was aber der Fall wäre, wenn man die Durchgangsöffnungen e, ohne auf die Verringerung der Dampfmenge Rücksicht zu nehmen, überall gleich groß machen würde. Noch mehr gesteigert wird die Wirkung der sich verengenden Schlitze e, wenn man den nach einem Schlitz e führenden Teil des Verbindungsraumes η größer und den von diesem Schlitz wegführenden Teil des Verbindungsraumes η kleiner werden läßt, was am besten durch Anordnung ausgebauchter Kondensatorwände a} erreicht wird (Fig. 5 und 6).

Zur Ableitung des sich bildenden Dampfwassers aus den verschiedenen Abteilen ist das Abteil oberhalb der zweiten Zwischenwand c mit dem Warmwassersammelkanal m durch ein besonderes Rohr I¹ verbunden (Fig. 5 und 6), während die Verbindung zwisehen dem untersten Abteil und dem Kanal m durch einen Rohrstutzen / bewirkt ist, dessen Ende in das im Kanal m befindliche Dampfwasser taucht; ebenso steht die Einmündung des Rohres Z¹ in den Kanal m durch das in diesem befindliche Wasser unter Wasserverschluß. Da die Querschnitte der Ausläufe

für das Dampfwasser nur eng sind, so kann das in demselben befindliche Wasser keinen Anlaß zu nachteiliger, die Luftverdünnung beeinträchtigender Dampfbildung geben, wogegen die auf dieses Wasser wirkende Hitze des Dampfes dazu beiträgt, das Dampfwasser im Kanal m auf hoher Temperatur zu erhalten.

Die durch die getrennten Abteilungen gesicherte schnelle Abführung des sich bildenden Dampfwassers aus den einzelnen Abteilen vermindert die sich in dem Kondensator in einer gegebenen Zeit aufspeichernde Wärme, welche demnach für das Wasser im Sammelkanal nutzbar wird, so daß das in diesem befindliche Dampfwasser eine höhere Temperatur erhält, also besser angewärmt wird als in anderen Kondensatoren, bei denen eine solche schnelle Dampfwasserabführung nicht vorgesehen ist. Hieraus ergibt sich die neue technische Wirkung einer viel besseren Ausnutzung des Kondensators in thermischer Beziehung, die so groß ist, daß das von der Luftpumpe geförderte Wasser praktisch genommen eine Temperatur erhält, welche dem Druck in dem Kondensator entspricht. Diese thermische Wirkung bedeutet einen Erfolg in der Wirksamkeit des Kondensators und ist ein unmittelbares Ergebnis der schnellen und getrennten Dampfwasserabführung, des gleichmäßigen Dampfdurchflusses und der Verhütung der Bildung stillstehender Dampf- und Luftschichten.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist angenommen worden, daß das Dampfeinlaßabteil unten und das Dampfauslaßabteil oben liegt. In der Praxis wird man aber die Anordnung so wählen, daß die Abteile umgekehrt liegen, d. h. daß der Dampf die Kondensatorabteile von oben nach unten durchströmt, da in einem mit Luftverdünnung arbeitenden Kondensator der Dampf das Bestreben hat, zu fallen und nicht zu steigen. Der Kondensator kann auch eine zylindrische Gestalt mit aufrecht stehenden Kühlröhren haben.

Bei dem in Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die durch die Zwischenwände c getrennten Abteile nebeneinander und sind ebenfalls von Kühlrohren d durchzogen. Die Wände c sind abwechselnd unten und oben mit Durchgangsschlitzen e versehen, so daß der durch den Einlaßschlitz b aus der Verteilungskammer a eintretende Dampf die Abteile wieder im Zickzack durchströmt. Das letzte Abteil steht durch die Öffnung / mit der freien Luft in Verbindung. Die Querschnitte der Durchgangsöffnungen e nehmen nach der Auslaß-Öffnung/ hin entsprechend der stattfindenden Dampfverdichtung ab. Das Kühlwasser tritt bei i ein und verläßt den Kondensator bei k, nachdem es im Gegenstrom zum Dampfweg die Rohre d und deren Verbindungskanäle g durchströmt hat. Zur schnellen Ableitung des Dampfwassers aus den einzelnen Abteilen ist im Boden eines jeden Abteils oder je zweier Abteile ein Auslaßtrichter I angeordnet, der eine ziemlich enge Öffnung hat und in einen Sammelkanal m eintaucht und dadurch unter Wasserverschluß steht.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4, welches einen Kondensator für atmosphärische Spannung darstellt, der sich besonders zum Gebrauch an Bord von Schiffen für Dampfwinden usw. oder als Abdampfspeisewasservorwärmer eignet, sind die Abteile so eng, wie es nur die Verhältnisse erlauben, und haben alle denselben Rauminhalt, so daß der Dampf mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit über die Kühlflächen streicht und deren Wirksamkeit erhöht wird, wogegen bei Kondensatoren für hohe Luftverdünnung, wie diese z. B. für Dampfturbinen sehr wichtig ist, die Abteile verschiedenen Rauminhalt erhalten und so angeordnet werden, daß der stark verdünnte Dampf in den Abteilen keine solche Geschwindigkeit erhält, die einen seiner Bewegung hinderlichen Widerstand (Rückdruck) ergibt (Fig. 5 bis 8).

Anstatt den Kondensator (Fig. 1 bis 4) so anzuordnen, daß der Dampf abwechselnd aufwärts und abwärts fließt, kann die Anordnung auch eine solche sein, daß der Dampf entweder in wagerechtem öder in nach oben gerichtetem Zickzackweg den Kondensator durchströmt; in ersterem Falle müßte man sich den Kondensator auf eine Seite umgelegt, in. letzterem Falle auf eine Stirnseite aufgestellt denken. Die Anordnung und Lage der Dampfwasserableitungen und des Sammelkanals müßte natürlich entsprechend geändert werden.

Claims

Patent-An Sprüche:

i. Röhrenoberflächenkondensator, bei welchem der mit Kühlrohren durchsetzte Kondensatorraum durch Zwischenwände in miteinander in Verbindung stehende Abteile aufgeteilt ist, die von dem Dampf im Zickzack- bezw. Schlangenweg durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Dampfdurchlaßschlitze sich ' über die ganze Breite des Kondensators erstrecken, so daß der Dampf die Kühlrohrabteile in sich über die ganze Breite des Kondensators erstreckenden Schichten oder Schleiern durchzieht, in denen die einzelnen Bewegungslinien der Dampfteilchen (Dampffäden) vom Einlaß bis zum Auslaß parallel laufen, wodurch die

Dampfbespülung der Kühlrohre auf ihrer ganzen Länge eine gleichmäßige ist, der Dampfdurchfluß durch den Kondensator gleichmäßiger gestaltet und die Bildung von stillstehenden Dampf- und Luftschichten verhindert wird.
2. Röhrenoberflächenkondensator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsquerschnitte der Dampfdurchlaßschlitze in den Zwischenwänden sich allmählich im Verhältnis zu der sich verringernden Dampfmenge verengen, um einen noch gleichmäßigeren Dampfdurchfluß durch die Kondensatorabteile zu erzielen und die Bildung von stillstehenden Dampf- bezw. Luftschichten in noch wirksamerer Weise zu vermeiden.
3. Röhrenoberflächenkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor und hinter den in den Zwischenwänden befindlichen Durchlaßschlitzen sich über die ganze Tiefe der zugehörigen Kühlrohrabteile erstreckende rohrfreie Räume angeordnet sind, deren Querschnittsflächen sich nach den von dem Verbindungsschlitz abgelegenen Enden hin verkleinern, damit der Richtungswechsel des Dampfschleiers in einem weniger Reibungswiderstand darbietenden, zuerst größer, dann wieder kleiner werdenden Räume stattfindet, wodurch die Entstehung von Rückdrucken vermindert bezw. vermieden und ein gleichmäßiger Dampfübertritt von der ganzen Tiefe des einen Abteils in die ganze Tiefe des anderen Abteils ermöglicht wird.
4. Röhrenoberflächenkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kühlrohrabteile durch unter Wasserverschluß stehende Ausläufe mit einem gemeinsamen Sammelkanal in Verbindung stehen zwecks sofortiger Abführung des sich in jedem Abteil bildenden Dampfwassers, damit dieses möglichst ohne Wärmeverlust in den Sammelkanal bezw. die Speiseleitung gelangt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.