DE1108183B

DE1108183B - Arrangement for heating a, in particular highly viscous, liquid contained in a boiler

Info

Publication number: DE1108183B
Application number: DEF24513A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kurt Hamerak
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Priority date: 1957-11-30
Filing date: 1957-11-30
Publication date: 1961-06-08

Description

Anordnung zum Heizen einer in einem Kessel enthaltenen, insbesondere hochviskosen Flüssigkeit In Flüssigkeiten tritt meistens der Wärmeübertrag durch Konvektion gegenüber der reinen Wärmeleitung sehr stark zurück. Das Heizen einer in einem Kessel enthaltenen Flüssigkeit dauert um so länger, je größer die Viskosität der Flüssigkeit im kalten Zustand ist, je weniger also die einzelnen Teilchen der Flüssigkeit bei Raum- oder Außentemperatur gegeneinander beweglich sind. Dies ist insbesondere der Fall bei den Tränkflüssigkeiten und Korrosionsschutzmassen der Kabelindustrie, z.B. hochsiedenden Ölen, Bitumen u. dgl., die bekanntlich eine hohe Viskosität und eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit haben. Infolge der langen Heizdauer ist dabei wegen der unvermeidbaren Wärmeverluste auch eine größere Heizleistung erforderlich. Arrangement for heating a contained in a boiler, in particular Highly viscous liquid In liquids mostly the heat transfer occurs Convection is very much less than pure heat conduction. Heating one The greater the viscosity, the longer the liquid contained in a kettle the liquid is in the cold state, so the fewer the individual particles of the Liquid can move against each other at room or outside temperature. This is especially the case with the impregnating liquids and anti-corrosion compounds Cable industry, e.g. high-boiling oils, bitumen and the like, which are known to have a high Have viscosity and very low thermal conductivity. Due to the long heating time there is also a greater heating output because of the unavoidable heat losses necessary.

Zum Erhitzen einer in einem aus zwei Behältern bestehenden Kessel befindlichen niedrigviskosen Flüssigkeit ist eine aus einer mindestens zwei räumlich verschiedene Stellen des Kessels verbindenden Rohrleitung bestehende Anordnung bekannt, bei der die Rohrleitung mit einer innerhalb des Kessels liegenden Heizeinrichtung für die Flüssigkeit und mit einer eingebauten Pumpe für den Umlauf der Flüssigkeit versehen ist. Die hier erhitzte Flüssigkeit, beispielsweise Öl, wird als Wärmeträger zum Erhitzen von hochviskosen Massen, wie Bitumen u. dgl., verwendet. For heating a kettle consisting of two tanks The low-viscosity liquid located is one of at least two spatially pipeline connecting various points of the boiler known, in the case of the pipeline with a heating device located inside the boiler for the liquid and with a built-in pump for circulating the liquid is provided. The liquid heated here, for example oil, is used as a heat transfer medium Used for heating highly viscous masses such as bitumen and the like.

Zur unmittelbaren Erhitzung einer in einen Kessel eingebrachten hochviskosen Masse sieht die Erfindung eine aus einer mindestens zwei räumlich verschiedene Stellen des Kessels verbindenden, mit einer Heizeinrichtung und einer Pumpe versehenen Rohrleitung bestehende Vorrichtung vor. For the immediate heating of a highly viscous one brought into a kettle The invention provides a mass of at least two spatially different locations the boiler connecting pipeline provided with a heating device and a pump existing device.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zusätzlich oder an Stelle der Heizung der Rohrleitung die Pumpe selbst mit einer Heizeinrichtung für die Flüssigkeit ausgerüstet. According to a further feature of the invention is additional or on Place the heating of the pipeline with a heater for the pump itself the liquid equipped.

Des weiteren ist ein Hahn zur Entnahme der Flüssigkeit an der Rohrleitung angebracht. There is also a tap for drawing off the liquid on the pipeline appropriate.

Zum Füllen des Kessels mit der Flüssigkeit ist eine besondere Leitung an die Rohrleitung angeschlossen, wobei die Anschlußstelle der Leitung vor der Pumpe angeordnet und in die Rohrleitung vor dieser Anschlußstelle ein Absperrventil eingebaut ist. A special line is used to fill the boiler with the liquid connected to the pipeline, the connection point of the line in front of the pump and a shut-off valve is installed in the pipeline upstream of this connection point is.

In der genannten Rohrleitung streicht die dem Kessel laufend entnommene und durch die Pumpe umgetriebene Flüssigkeit in dünner Schicht an den Heizflächen vorbei und wird rasch erhitzt. Die erhitzte Flüssigkeit strömt dann laufend in den Kessel zurück und setzt durch ihre Strömungsenergie den Kesselinhalt in Bewegung, was durch die zweckmäßige Anordnung der Rohranschlüsse an dem Kessel begünstigt werden kann. Die an sich schlechte Wärmeübertragung in der Flüssigkeit wird so durch Erhitzung einer dünnen, stets wechselnden Schicht und durch jeweils zwangläufige Bewegung der erhitzten Flüssigkeit relativ zu der übrigen Flüssigkeitsmenge im Kessel außerordentlich gesteigert und dadurch ein rasches Aufheizen des gesamten Kesselinhalts ermöglicht, ohne daß die Gefahr einer örtlichen Überhitzung im Kessel besteht. In the pipeline mentioned, the one continuously withdrawn from the boiler is removed and liquid circulated by the pump in a thin layer on the heating surfaces over and heats up quickly. The heated liquid then flows continuously into the Boiler back and sets the boiler contents in motion through its flow energy, which is favored by the appropriate arrangement of the pipe connections on the boiler will can. The inherently poor heat transfer in the liquid is caused by heating a thin, constantly changing layer and through inevitable movement of the heated liquid relative to the remaining amount of liquid in the boiler increased and thus enables the entire contents of the boiler to be heated up quickly, without the risk of local overheating in the boiler.

Die Heizeinrichtung der Rohrleitung besteht zweckmäßig aus einem die Rohrleitung zum mindesten auf einem Teil ihrer Länge umgebenden Heizmantel oder aus einem Ofen, in den die Rohrleitung oder ein Teil derselben in Windungen oder Verzweigungen verlaufend eingebaut ist. Die Heizung kann dabei unmittelbar, z. B. durch einen elektrischen Heizwiderstand, oder mittelbar, zweckmäßig mittels einer Heiztlüssigkeit von geeignetem Siedepunkt, wie beispielsweise einem Diphenylgemisch, erfolgen. Zusätzlich oder an Stelle der Heizung der Rohrleitung kann die in die Rohrleitung eingebaute. Pumpe selbst mit einer Heizeinrichtung für die Flüssigkeit ausgerüstet sein. Vorteilhaft ist auch die Leitung, die zum Füllen des Kessels mit der Flüssigkeit dient, an die genannte Rohrleitung angeschlossen. The heating device of the pipeline expediently consists of one the pipeline surrounding at least part of its length heating jacket or from a furnace into which the pipeline or part of it in turns or Branches are installed running. The heater can be used directly, for. B. by an electrical heating resistor, or indirectly, appropriately by means of a Heating liquid with a suitable boiling point, such as a diphenyl mixture, take place. In addition to or instead of heating the pipeline, the in the Pipeline built-in. Pump itself with a heating device for the liquid be equipped. The line that is used to fill the boiler with is also advantageous serves the liquid, connected to the said pipeline.

Es empfiehlt sich, die Anschlußstellen der Rohrleitung am Kessel derart anzuordnen, daß sie in der Lotrechten oder in der Waagerechten oder in diesen beiden Richtungen einen möglichst großen Abstand voneinander aufweisen und dadurch ein rasches Umwälzen des Kesselinhalts bewirken. Besonders wichtig ist dabei der lotrechte Abstand der Anschlußstellen. It is recommended that the connection points of the pipeline on the boiler to be arranged in such a way that they are in the vertical or in the horizontal or in these both directions have the greatest possible distance from each other and thereby cause the contents of the boiler to circulate rapidly. The is particularly important perpendicular distance between the connection points.

Hierdurch läßt sich eine besonders rasche und genügend gleichmäßige Heizung des ganzen Kesselinhaltes erzielen.This allows a particularly rapid and sufficiently uniform Achieve heating of the entire contents of the boiler.

Der Hahn zur Entnahme der Flüssigkeit ist vorteilhaft nicht am Kessel selbst, sondern an der genannten Rohrleitung angebracht. Am günstigsten ist dieser Hahn als Dreiwegehahn derart ausgebildet, daß der Umlauf der Flüssigkeit durch die Rohrleitung weder bei geöffnetem noch bei geschlossenem Hahn unterbrochen wird, zumal dies sichere Gewähr dafür bietet, daß die Flüssigkeit an der heißen Heizfläche nicht verkokt. The tap for drawing off the liquid is advantageously not on the boiler itself, but attached to the said pipeline. This is the cheapest Cock designed as a three-way cock in such a way that the circulation of the liquid through the The pipeline is not interrupted when the tap is open or closed, especially since this offers a reliable guarantee that the liquid on the hot heating surface not coked.

Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung ersichtlich. Dabei zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der gesamten Anordnung und Fig. 2 und 3 zwei Ausführungsformen der Heizeinrichtung in schematischer Darstellung. These and other details of the invention are evident from the drawing evident. 1 shows an exemplary embodiment of the entire arrangement and 2 and 3 two embodiments of the heating device in a schematic representation.

In Fig. 1 bezeichnet 1 den Kessel, der mit der zu erhitzenden Flüssigkeit, z. B. Bitumen, gefüllt ist, 2 die Rohrleitung und 3 die im Zuge der Rohrleitung 2 liegende Pumpe. Die Anschlüsse 4 und 5 der Rohrleitung am Kessel liegen in der Lotrechten soweit wie möglich auseinander, so daß jeweils die Flüssigkeit aus der unten gelegenen kälteren Zone des Kessels entnommen, in Pfeilrichtung durch die Rohrleitung gepumpt, dabei erhitzt und alsdann in die oben befindliche wärmere Zone des Kessels zurückgeleitet wird. Durch diese Anordnung läßt sich unter Ausnutzung des natürlichen lotrechten Wärmegefälles im Kessel eine besonders rasche Heizung des gesamten Kesselinhalts erzielen. Weitere Anschlüsse der Rohrleitung an den Kessel, um die bessere, raschere Durchmischung des Inhalts zu bewirken, sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Um im Bedarfsfalle die Rohrleitung 2 gegen den Kessel absperren zu können, sind neben den Anschlußstellen 4 und 5 die Ventile 6 und 7 angeordnet. Der Hahn 8 für die Entnahme der Flüssigkeit ist als Dreiwegehahn ausgebildet und, in der Strömungsrichtung der Flüssigkeit gesehen, hinter der Pumpe 3 in die Rohrleitung 2 eingebaut. Vor der Pumpe 3 mündet durch das Ventil 9 absperrbar eine Leitung 10, die zum Füllen des Kessels mit der zu erhitzenden Flüssigkeit dient, in die Rohrleitung 2. An die Leitung 10 kann mittels des Schlauches 11 od. dgl. ein Kesselwagen 12 angeschlossen werden. Diese Anordnung des Anschlusses der Fülleitung ermöglicht es, die Pumpe 3 gleichzeitig dazu zu benutzen, um die einzufüllende Flüssigkeit dem Kesselwagen 12 zu entnehmen und in schon ausreichend erhitzten Zustand in den Kessel zu fördern. Zweckmäßig wird dabei während des Füllvorganges das Ventil 6 am Kessel geschlossen gehalten. Ebenso wie die Rohrleitung 2 kann auch die Leitung 10 zum Füllen des Kessels mit einer Heizeinrichtung versehen sein. In Fig. 1, 1 denotes the boiler, which with the liquid to be heated, z. B. bitumen is filled, 2 the pipeline and 3 in the course of the pipeline 2 horizontal pump. The connections 4 and 5 of the pipeline on the boiler are in the Perpendiculars apart as far as possible, so that the liquid from the taken from the colder zone of the boiler located below, in the direction of the arrow through the Pumped the pipeline, heated it and then into the warmer zone above of the boiler is returned. This arrangement can be exploited the natural vertical heat gradient in the boiler ensures particularly rapid heating of the entire tank content. Further connections of the pipeline to the boiler, in order to bring about the better, faster mixing of the contents are in the drawing not shown. To shut off the pipe 2 against the boiler if necessary to be able to, the valves 6 and 7 are arranged next to the connection points 4 and 5. The cock 8 for the withdrawal of the liquid is designed as a three-way cock and, seen in the direction of flow of the liquid, behind the pump 3 in the pipeline 2 built in. Upstream of the pump 3, a line 10 closes off through the valve 9, which is used to fill the boiler with the liquid to be heated into the pipeline 2. A tank wagon 12 can be connected to the line 10 by means of the hose 11 or the like be connected. This arrangement of the connection of the filling line enables it to use the pump 3 at the same time to the liquid to be filled to be taken from the tank car 12 and in the already sufficiently heated state in the Boiler to promote. The valve 6 is expediently used during the filling process kept closed on the boiler. Just like the pipeline 2, the line 10 may be provided with a heating device for filling the boiler.

Enthält der Kessel 1 eine Masse, die bei Raumtemperatur fest ist, so kann es insbesondere bei längerem Stillstand der Anlage leicht vorkommen, daß der ganze Kesselinhalt erstarrt. Um in solchen Fällen das Anfahren der Anlage zu beschleunigen, kann man den Kessel zusätzlich mit einer Heizung ausrüsten, etwa, wie in Fig. 1 dargestellt, mit einem Heizmantel 13. Diese Heizung braucht aber nur entsprechend schwach bemessen zu sein, da sie nur den Zweck hat, die Masse im Kessel zum Schmelzen zu bringen. Im Betrieb der Anlage kann sie wieder abgeschaltet werden, da die Heizung der flüssigen Masse erheblich wirtschaftlicher in der Rohrleitung 2 erfolgt. If the boiler 1 contains a mass that is solid at room temperature, so it can easily happen, especially when the system is out of order for a long time, that the entire contents of the boiler freeze. In order to start up the system in such cases accelerate, the boiler can also be equipped with a heater, approximately, as shown in Fig. 1, with a heating jacket 13. This heating only needs to be dimensioned accordingly weak, since it only has the purpose of the mass in the boiler to melt. It can be switched off again when the system is in operation, as the heating of the liquid mass is much more economical in the pipeline 2 takes place.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Heizanordnung der Rohrleitung ist das Rohr 2 konzentrisch innerhalb eines Heizmantels 14 angeordnet, der wiederum von einer Wärmeisolierung 15 umgeben ist. Das Rohr 2 wird von der zu beheizenden Flüssigkeit 16 durchströmt. Der Zwischenraum zwischen dem Rohr 2 und dem Heizmantel 14 ist mit einem flüssigen oder gasförmigen Wärmeträgerl7 gefüllt, z. B. einer erhitzten Flüssigkeit von entsprechend hohem Siedepunkt. Für Heiztemperaturen oberhalb 100° C kann beispielsweise ein Diphenylgemisch verwendet werden. An Stelle der dargestellten und beschriebenen Heizung kann aber auch das Rohr 2 mit einer elektrischen Heizwicklung versehen sein. Die Rohrleitung 2 braucht nicht auf ihrer ganzen Länge beheizt zu sein. In the heating arrangement shown in FIG. 2, the pipeline is the tube 2 arranged concentrically within a heating jacket 14, which in turn is surrounded by thermal insulation 15. The tube 2 is from the to be heated Liquid 16 flows through it. The space between the pipe 2 and the heating jacket 14 is filled with a liquid or gaseous Wärmeträgerl7, e.g. B. a heated one Liquid with a correspondingly high boiling point. For heating temperatures above 100 ° C, for example, a diphenyl mixture can be used. Instead of the one shown and heating described can also be the tube 2 with an electrical heating coil be provided. The pipeline 2 does not need to be heated over its entire length be.

Vielfach genügt es, wenn ein erheblicher Teil der Rohrleitung beheizt wird.In many cases it is sufficient if a considerable part of the pipeline is heated will.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist zum Heizen der Flüssigkeit ein Ofen 18 vorgesehen, der über der Feuerung 19 einen Kessel 20 enthält, in dem ein zu Windungen 21 gewundener Teil der Rohrleitung 2 innerhalb eines wärmeübertragenden Mittels 22 angeordnet ist. In the arrangement according to FIG. 3, a liquid is used to heat the liquid Furnace 18 provided, which contains a boiler 20 above the furnace 19, in which a part of the pipeline 2 wound into turns 21 within a heat-transferring Is arranged by means of 22.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for heating a boiler in a boiler introduced highly viscous mass, characterized in that the boiler (1) with one connecting at least two spatially different locations (4, 5) of the same Pipeline (2) is provided which has a heating device (14) and a pump (3).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in addition or instead of the heater (14) of the pipeline (2) the pump (3) itself with a Heating device is equipped for the liquid.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that a tap (8) for drawing off the liquid is attached to the pipeline (2).

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that a line (10) for filling the boiler (1) with liquid to the pipeline (2) is connected.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the connection point the line (10) of the pipeline (2) arranged in front of the pump (3) and into the pipeline (10) a shut-off valve (9) is installed upstream of this connection point.

References considered: U.S. Patent No. 2607337.