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Rippenrohrvorwärmer, bestehend aus einer Reihe gleichlaufender, kastenförmig
zusammengegossener Einzelrohre Rippenrohr-Speisewasservorwärmer werden gewöhnlich
aus Röhren mit Kreisquerschnitt zusammengesetzt, die nach Abb. i in gerader oder
nach Abb.2 in versetzter Anordnung zu Gruppen vereinigt werden. Nachteilig für die
Wärmeaufnahme ist bei solcher Anordnung der Umstand, daß stets ein größerer Teil
der Heizfläche im Wärttieschatten der vorhergehenden Rohre liegt, so daß dieser
Teil der Heizfläche für die Wärmeübertragung fast völlig verlorengeht. Außerdem
setzt sich infolge der Geschwindigkeitsverminderung bei Querschnittsvergrößerung
in den Schattenräumen bei d Ruß und Flugasche ab, die isolierend wirken und die
Wärmeübertragung also weiter vermindern. Außerdem wird der Widerstand der Rauchgase
beim Durchgang infolge vielfacher Umlenkung und Querschnittsänderung an den Rohren
unnötig vermehrt. Besonders bei großen Gasgeschwindigkeiten, die zur Erzielung einer
hohen Wärmeübertragung notwendig sind, ist der Zugverlust durch Querschnittsänderungen
und Umlenkungen jsonders hoch, so daß der Kraftbedarf der den Zug erzeugenden Vorrichtungen
unwirtschaftlich hoch wird, unter Umständen der Betrieb mit natürlichem Zug (Schornsteinwirkung)
gar nicht möglich ist. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist .bereits ein mehr oder
weniger länglicher. kastenförmiger Rohrkörper mit inneren Versteifungen vorgeschlagen.
Solche Körper sind aber schwierig herzustellen, weil eine umständliche Iternarbeit
für die Gußform notwendig wird. Außerdem verträgt die Kastenform keinen hohen inneren
Überdruck, der im neuzeitlichen Kesselbetrieb vorkommt. Der Kreisquerschnitt der
Rohre ist vielmehr der richtigste.
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Gemäß vorliegender Erfindung bestehen die Bauteile aus geraden. auf
beiden Seiten offenen Rohren, die in einer Reihe, gewöhnlich zu 4 bis 6 Stück, zusammengegossen
sind. Die Zwischenwände e (Abb. 5) gehen !dabei bis an die Enden der Rohre durch,
so daß glatte, runde Kernspindeln verwendet werden können und die ebenen, mit den
Flanschen bündigen Rohrstirnwände in einem Arbeitsgang bearbeitet werden können.
Zum Zweck der Wasserführung werden die Rohrgruppen an den- Stirnseiten mit Kappen
o nach Abb.5 und 6 verschlossen, welche im Innern Scheidewände h tragen, die die
Führung des Wassers in der gewünschten Weise bewirken. Derartige Abschlußkappen
mit Scheidewänden sind an sich nicht neu, sondern bei Rauchgasvorwärmern mit Einzelrohren
mehrfach verwendet worden. Vorteilhaft können vor den glatten Rohrstirnflanschen
noch die Kappenscheidewände da bei i mit Schlitzen versehen werden, durch die die
in den Rohren sich ansammelnden Luft- und Dampfblasen stach oben gelangen und zur
höchsten Stelle des Vorwärmers strömen können, wo zweckmäßig ein Entlüftungsventil
angebracht wird. Die Enden der Rohrgruppen sind in bekannter Weise mit rechteckigen
Flanschen k versehen. Die Abschlußkappen o nach Abb. 5 und 6 erhalten
ebenfalls
solche recheckigen Flansche, derart, daß diese ganz oder nahezu dieselben Abmessungen
aufweisen. Es entstehen somit immer zwei Paar Flanschen, die beider seits an ihren
Außenrändern eine dichtende Zwischenlage m beim Zusammenbau mit den benachbarten
Rohrgruppen erhalten können. Hierdurch wird es möglich, eine doppelte Dichtung gegen
Ein- oder Austreten von Gasen zu erzielen. - Die zwischen Kappenflansch und Rohrflansch
entstehenden Hohlräume können durch Wärmeschutzmasse n ausgefüllt werden, so daß
die gewählte Flanschanordnung sowohl eine gasdichtende als auch eine wärmeschützende
Verbindung ermöglicht.
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Die bei den neuerdings bevorzugten hohen Gasgeschwindigkeiten erforderliche
.glatte Heizfläche mit gleichbleibendem Durchgangsquerschnitt kann auch nach Abb.
3 dadurch erzielt werden, daß man die Außenwände der Rohrgruppen als glatte Flächen
ausbildet. Dann würden aber infolge der ungleichen Verteilung der Gußeisenmassen
Hohlräume entstehen, sogenannte Lunker, wie bei b angedeutet ist. Solche Hohlräume
führen leicht zum Bruch der Gußteile bzw. zu Undichtigkeiten, also zu Betriebsstörungen,
deshalb müssen sie vermieden werden, was durch Vermindern der Wandstärke an den
gefährdeten Stellen erreicht wird. Durch diese Maßnahme entsteht aber wiederum,
wie in Abb. 4. dargestellt, eine unebene Außenwand, so daß die Querschnitte für
den Gasdurchgang fortwährend sich ändern. Bei c sind die Ouerschnitte am kleinsten.
bei d am größten. Die Strömung ist also wiederum gestört.
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Der Erfindungsgegenstand betrifft nun auch eine Bauart, die trotz
der unebenen Außenwand einen gleichbleibenden Gasquerschnitt ergibt. Zu diesem Zweck
werden die Rohrgruppen nach Abb. 7 einseitig so auf der Flanschlängsachse versetzt,
daß man zwei nebeneinanderstehende Rohrgruppen, die um i8o° gegeneinander herumgedreht
sind, um die halbe Rohrteilung gegeneinander versetzt. Dadurch entsteht ein wellenförmiger
Gasweg, jedoch mit gleichbleibendem Ouerschnitt, da die Wellenberge auf der einen
Seite den Wellentälern auf der anderen Seite entsprechen. An den Anfängen und Enden
der Rohrgruppen in .der Gasrichtung bilden sich nun, wenn man mehrere Gruppen übereinanderstellt,
Zwischenräume von geändertem Querschnitt. Auch diese Querschnitte ' können wieder
annähernd g C , eichbleibend gemacht werden, indem man l sie durch Einsetzen
eines Hohlkörpers verkleinert. Dieser bei g in Abb. 7 dargestellte Hohlkörper kann
ausgenutzt werden entweder nur als Verdränger oder als Anker -zum Versteifen des
Vorwäriners oder auch als Blasrohr zum Beseitigen von Flugasche und Ruß, oder ferner
als zusätzlicher Vorwärmerkörper (Heizrohr) mit Wasserfüllung oder Luftfüllung für
Sonderzwecke.
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Eine weitere Möglichkeit, einen gleichbleibenden Ouerschnitt zu erhalten
und die Verwendung des Verdrängers g überflüssig zu machen, besteht darin, daß man
die Rohrgruppen am Anfang und am Ende in .der Gasrichtung so formt, daß zwei aufeinandergestellte
Gruppen an der Berührungsstelle denselben Querschnitt erhalten wie zwischen einem
Rohrsteg.(s. Abb. 8 bei s). Bei dieser Ausführung werden die Rohrgruppen wiederum,
ebenso wie in Abb. 7, um die halbe Teilung versetzt, so daß ein durchgehend wellenförmiger
gleichbleibender Querschnitt entsteht. Am Gasein- und -austritt können zwecks besonders
guter Gasführung noch Leitkörper l (Abb. 8) angebracht werden.