DE826443C

DE826443C - Steam converter

Info

Publication number: DE826443C
Application number: DEP13886A
Authority: DE
Inventors: Paul Kahle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1947-11-20
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1952-01-03

Description

Dampfumformer Den Gegenstand der Anmeldung bildet ein Dampfumformer, also eine Einrichtung, die bezweckt, Dampf von höherer Temperatur in Dampf niedrigerer Temperatur umzuwandeln. Diese Aufgabe wird üblicherweise dadurch gelöst, daß der zu behandelnde Dampf mit einer entsprechenden Menge eines Kühlmediums, z. B. eines Flüssigkeitsnebels oder eines Dampfes von entsprechend niedrigerer Temperatur vermischt wird. Bei solchem Verfahren tritt die besondere Schwierigkeit auf, das Kühlmedium in genügend gleichmäßiger Verteilung an den zu behandelnden Dampf heranzubringen und mit diesem zu vermischen.Steam converter The subject of the application is a steam converter, a device that aims to convert higher temperature steam into lower steam Convert temperature. This object is usually achieved in that the steam to be treated with an appropriate amount of a cooling medium, e.g. B. one Liquid mist or a vapor of a correspondingly lower temperature mixed will. With such a method, the particular difficulty arises, the cooling medium to be brought up to the steam to be treated in a sufficiently even distribution and mix with this.

Erfindungsgemäß erhält man nun eine durchaus gleichmäßige und innige Mischung beider Medien sowie die Möglichkeit weitgehender Einstellung der gewünschten Endtemperatur des Dampfes, wenn man in der folgenden Weise verfährt: Das Kühlmedium wird in feiner Verteilung, z. B. als Flüssigkeitsnebel, auf eine von dem zu behandelnden Dampf geheizte Verdampfungsfläche geführt, wobei der strömende Heißdampf gleichzeitig expandiert, um alsdann aus einer Ringdüse schleierförmig sich auszubreiten und sich mit dem innerhalb dieses Schleiers strömenden Heißdampf zu vermischen.According to the invention, one now obtains a thoroughly uniform and intimate one Mixing of both media as well as the possibility of extensive setting of the desired Final temperature of the steam if one proceeds in the following way: The cooling medium is finely distributed, e.g. B. as a liquid mist on one of the to be treated Steam heated evaporation surface out, with the flowing superheated steam at the same time expands in order to then spread out in a veil-like shape from an annular nozzle and become to mix with the hot steam flowing within this veil.

Diese Arbeitsweise läßt sich z. B. mit einer Einrichtung der folgenden Art verwirklichen: Der durch eine Rohrleitung zuströmende Heißdampf tritt am Ende dieser Leitung in ein konisch sich erweiterndes Kanalstück ein. Dieses ist von einem Ringraum umgeben. In den Ringraum führen mehrere ringförmig angeordnete Düsen, deren Strömungsrichtung zweckmäßig radial nach innen oder auch tangential mit Bezug auf die Außenwand des sich konisch erweiternden Kanalstückes gerichtet ist. This way of working can be, for. B. can be realized with a device of the following type: The superheated steam flowing in through a pipeline enters a conically widening channel piece at the end of this line. This is surrounded by an annulus. A plurality of nozzles arranged in a ring lead into the annular space, the direction of flow of which is expediently directed radially inward or also tangentially with respect to the outer wall of the conically widening channel piece .

Die Zuleitung des Heißdampfes wie die Zuleitung des Kühlmediums kann in an sich bekannter Weise durch Regulierungsorgane geregelt werden. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.The supply of the superheated steam as the supply of the cooling medium can be regulated in a manner known per se by regulatory bodies. In the drawing an embodiment of the subject invention is shown.

Fig. i zeigt die Einrichtung zur Dampfumformung im Längsschnitt; Fig. 2 ist ein Grundriß; Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Variante der Anlage; Fig.4 und 5 veranschaulichen weitere Ausführungsformen.Fig. I shows the device for steam forming in longitudinal section; Fig. 2 is a plan view; Fig. 3 shows a schematic representation of a variant of System; Figures 4 and 5 illustrate further embodiments.

Im einzelnen bezeichnen in Fig. i und 2 das Bezugszeichen i die Heißdampfzuleitung, das Bezugszeichen 2 ein sich konisch erweiterndes Kanalstück, in welchem der Heißdampf sich ausdehnt. Der Konus 2 ist mit Abstand von einem äußeren :Mantel 3 umgeben, der mit Dichtungen 4 und Schraubenverbindungen 5 o. dgl. an einen Zwischenflansch 6 angeschlossen ist. Dieser Zwischenflansch 6 ist ebenfalls mit Dichtungen 7 und Verschraubungen 8 mit dem Endflansch 9 der Heißdampfleitung verbunden.Specifically, in FIGS. I and 2, the reference symbol i denotes the superheated steam supply line, the reference number 2 a conically widening channel piece in which the superheated steam expands. The cone 2 is at a distance from an outer shell 3 surrounded, with seals 4 and screw connections 5 or the like to an intermediate flange 6 is connected. This intermediate flange 6 is also with seals 7 and Screw connections 8 connected to the end flange 9 of the superheated steam line.

Von einer Ringleitung io sind die Leitungen, ii nach dem Zwischenflansch 6 geführt und münden in Düsen 12 aus, aus denen das Kühlmedium in den Ringraum 13 einströmt, der von dem Trichter 2 und dem äußeren Mantel 3 gebildet wird.From a ring line io are the lines ii to the intermediate flange 6 and open into nozzles 12, from which the cooling medium enters the annular space 13 flows in, which is formed by the funnel 2 and the outer shell 3.

Die beschriebene Einrichtung kann mannigfach im Rahmen: der wesentlichen Gedanken geändert und ausgestaltet werden. So kann z. B. gemäß Fig. 3 in der Dampfströmungsrichtung hinter dem Kanalstück 2 eine Venturidüse 14 angeordnet sein, in der die Mischung zwischen Heißdampf und fein verteiltem Flüssigkeitsmedium noch weiter vervollständigt wird. Die Abführung des fertigen Gemisches, das einen in seiner Temperatur reduzierten Dampf darstellt, erfolgt dann durch die Leitung 15.The facility described can be varied in the context of: the essential Thoughts are changed and shaped. So z. B. according to Fig. 3 in the steam flow direction be arranged behind the channel piece 2, a Venturi nozzle 14, in which the mixture between superheated steam and finely divided liquid medium will. The discharge of the finished mixture, which reduced its temperature Representing steam then takes place through line 15.

Nach Fig.4 ist die das Kühlmittel zuführende Ringleitung 16 im Innern des Gehäuses 17 angeordnet. Die Haube 18 des Gehäuses ist nicht in Form eines aufgeschraubten Deckels ausgebildet, sondern unmittelbar mit dem Gehäuse 17 durch Schweißung verbunden.According to FIG. 4, the ring line 16 supplying the coolant is inside of the housing 17 is arranged. The hood 18 of the housing is not in the form of a screwed-on Cover formed, but directly connected to the housing 17 by welding.

Der Austrittsstutzen i9 ist unmittelbar unterhalb der Venturidüse 2o angeordnet. Der obere Konus 21 kann sich auch bei dieser Konstruktion frei ausdehnen. -in Boden des Gehäuses 17 befindet sich ein Abflußstutzen 22.The outlet nozzle i9 is directly below the venturi nozzle 2o arranged. The upper cone 21 can also expand freely in this construction. In the bottom of the housing 17 there is a drain connection 22.

Die beschriebene Vorrichtung wirkt folgendermaßen: Der durch die Düsen in den Ringraum einströmende Wasserschleier wird schon im Zuführungsring 16 möglichst weitgehend vorgewärmt, so daß der auf den konischen Mantel 21 auftreffende Wasserschleier Sattdampftemperatur annimmt bzw. soweit wie möglich an die Verdampfungsgrenze geführt wird.. Das durch den verhältnismäßig engen Spalt am Ende des Trichters in die Mischkammer ausströmende, auf Sattdampftemperatur vorgewärmte Wassersattdampfgemisch wird in der Kammer finit dem zum Teil bereits abgekühlten Heißdampf, der hier unter Expansion seine Geschwindigkeit verringert, innig vermischt. Die Mischung gelangt dann in den anschließenden, unten z. B. trichterförmig ausfiel> ldeten Teil der Misclikammer. Beim Atisti'ltt aus (leinselben tritt durch nochmalige Expansion wiederum wesentliche Geschwindigkeitsverminderung ein. Danach wird der nach Austritt aus der unteren Öffnung der Mischkammer scharf umgelenkte Dampf durch den Austrittsstutzen ig abgeführt. Infolge der Umlenkung fallen etwa noch im Dampf enthaltene Wassertröpfchen aus und sammeln sich im unteren Kondensraum, aus dein sie durch den Entwässerungsstutzen 22 ,entfernt werden können.The device described works as follows: The one through the nozzles A veil of water flowing into the annular space is already in the feed ring 16 as possible largely preheated, so that the veil of water impinging on the conical jacket 21 Assumes saturated steam temperature or as far as possible to the evaporation limit is .. That through the relatively narrow gap at the end of the funnel into the mixing chamber outflowing water-saturated steam mixture, preheated to saturated steam temperature, is converted into the chamber finite the partly already cooled superheated steam, which here is under expansion its speed reduced, intimately mixed. The mixture then ends up in the subsequent, below z. B. a funnel-shaped part of the misclic chamber. In the case of the atisti'ltt, the same occurs through repeated expansion in turn essential Decrease in speed. After that, the one after exiting the lower Opening of the mixing chamber sharply deflected steam is discharged through the outlet nozzle ig. As a result of the deflection, any water droplets still contained in the steam precipitate and collect in the lower condensation space, from which they pass through the drainage nozzle 22, can be removed.

Die mit den beschrichenen Ausführungsformen eines Dampfumfornici s erzielten Vorteile sind die folgenden: Bei den Konstruktionen nach Fig. 1 bis 3 wird durch dauernde Zufülii-ung von relativ kaltem Wasser in den Deckelflausch dieser Flansch wie der gesamte obere Teil dieses Apparates wirksam gekühlt. Es wird auch während der Betriebszeit eine ziemlich kotistantc Temperatur aufrechterhalten. Dadurch werden die Beanspruchungen der Verbindungsschrauben des Deckelflansches herabgesetzt und wieder die Aufrechterhaltung der Dichtung begünstigt. Im selben Sinne wirkt sich der Umstand aus, daß der in den Umfornirauin hineinragende obere Konus 2 sich frei ausdehnen kann. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 bis 5 ist die Vorwärmung des Kühlwassers noch besser, im übrigen ist die Wirkung dieselbe. Die Unabhängigkeit der Ausdehnung des oberen Konus bleibt bestehen. Durch Fortfall eines Deckelflansches mit Verbindungsschrauben wird eine Konstruktionsvereinfachung erzielt.The with the Beschrichenen embodiments of a Dampfumfornici s The advantages achieved are as follows: In the constructions according to FIGS. 1 to 3 is caused by the constant supply of relatively cold water to the fluff of the lid Flange effectively cooled like the entire top of this apparatus. It will also Maintain a fairly constant temperature during operation. Through this the stresses on the connecting screws of the cover flange are reduced and again favors the maintenance of the seal. Acts in the same way the fact that the upper cone 2 protruding into the Umfornirauin can expand freely. In the embodiment according to FIGS. 4 to 5, the preheating is the cooling water is even better, otherwise the effect is the same. Independence the expansion of the upper cone remains. By eliminating a cover flange a simplification of the construction is achieved with connecting screws.

Durch die beschriebene Einrichtung erreicht man eine äußerst gleichmäßige und vollständige -Mischung des Kühlmediums mit dem I-Ieißdampf, so daß die Temperatur des Heißdampfes sich weitgehend regulieren läßt. Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Einrichtung besteht ferner darin, daß das Einströmen des Kühlmediums und die -Mischung der beiden Medien nahezu geräuschlos vor sich geht, da die evtl. dem inneren Heißdampfinantel mitgeteilten Schwingungen durch die verhältnismäßig große Masse des Außenmantels aufgefangen und gedämpft werden.The device described provides an extremely uniform one and complete mixing of the cooling medium with the hot steam, so that the temperature the superheated steam can be largely regulated. A particular advantage of the one described Device is also that the inflow of the cooling medium and the -Mixture of the two media goes almost noiselessly, since the possibly the inner superheated steam jacket reported vibrations due to the relatively large mass of the outer shell be caught and dampened.

Eine weitere Variante des Anmeldungsvorschlags kann z. B. darin bestehen, daß man mehrere Dampfumformer der beschriebenen Art hintereinanderschaltet, um z. B. einen Dampf von sehr hoher Temperatur auf verhältnismäßig niedrige Temperatur zu transformieren. Es können z..B. auch mehrere Mischräume hintereinandergeschaltet, zusätzliche Prallbleche angeordnet werden u. dgl.Another variant of the registration proposal can be, for. B. consist of that several steam converters of the type described are connected in series to produce z. B. a steam from a very high temperature to a relatively low temperature to transform. It can e.g. several mixing rooms connected in series, additional baffle plates are arranged and the like.

Claims

PATENT.axsPßi'CttE: i. Process for converting superheated steam into steam low temperature by mixing the ice cream pot with a finely divided one Kiililniedium, characterized in that the brought into filing the cooling medium z. ß. in the form of a liquid mist or in vapor form with the expanding stream of steam is brought into indirect heat exchange and then, while it is the steam flow enveloped in a veil, mixes with this.

2. Device for executing the Method according to Claim i, characterized in that the superheated steam feed line a conically widening channel piece is connected for the expansion of the steam is, the wall of an annulus receiving the cooling medium in fine distribution is surrounded, the annular space at the free end of the cone for the passage of the cooling medium an opening in the form of an annular slot equiaxed to the cone in the mixing chamber Has.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that in the cover of the annular space in these discharging feed nozzles for the cooling medium are arranged, which are tangential or radiate radially onto the outer wall of the conically widening channel piece.

Device according to Claim 2, characterized in that in the interior of the annular space one provided with outflow nozzles bypassing the conically widening channel piece Ring line is arranged for the introduction of the cooling medium, the housing designed with the omission of a cover flange attached with connecting screws can be.

5. Apparatus according to claim 2, characterized in that in the flow direction of the superheated steam a Venturi nozzle is arranged behind the cone.

6. Device according to claim 2, characterized in that an outlet nozzle at the end of the mixing space is arranged for the cooled superheated steam, expediently such. that the steam is below sharp deflection is dissipated.

7. Apparatus according to claim 2, characterized in that that several mixing chambers or several steam converters are arranged in series are.