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Dampfumwälzeinrichtung Dampfumwälzpumpen für dampfbeheizte Wärmeaustauscher
sind bekannt. Bei ihnen bewirkt ein durch den zum Heizen erforderlichen Frischdampf
betriebenes Strahlgerät eine ständige Kreislaufbewegung des Dampfes in den Wärmeaustauschern,
wodurch deren Heizflächen besser ausgenutzt werden als beim Beheizen durch ruhenden
Dampf. Derartige Einrichtungen bestehen außer einer Vorrichtung zum Ableiten des
Dampfwassers im wesentlichen aus dem erwähnten Strahlgerät und einem Wasserabscheider,
der dem Strahlgerät möglichst nur trockenen, von dem im Wärmeaustauscher gebildeten
Kondensat befreiten Dampf zur erneuten Umwälzung zuführen soll.
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Der Wasserabscheider muß am tiefsten Punkt der Anlage angeordnet werden,
während sich das Strahl gerät an beliebiger Stelle befinden kann. Durch die daher
übliche getrennte Anordnung ergeben sich zusätzliche Rohrleitungen zwischen beiden
Geräten, die jeweils an der Baustelle angepaßt und besonders verlegt werden müssen.
Die dadurch entstehenden zusätzlichen Kosten haben weitgehend die allgemeine Einführung
dieser Umwälzeinrichtung insbesondere bei kleineren Anlagen verhindert. Um diesen
Nachteil abzuschwächen, ist man auch häufig zu der sonst bei dampfbeheizten Anlagen
nach Möglichkeit vermiedenen Anordnung übergegangen, mehrere Wärmeaustauscher durch
eine gemeinsame Umwälzeinrichtung zu betreiben und sie also auch gemeinsam zu entwässern.
Dieses führt bekanntlich insbesondere bei verschiedener Belastung der einzelnen
Wärmeaustauscher leicht zu einer starken Behinderung der Entwässerung benachbarter,
an den gleichen Kreislauf angeschlossener Wärmeaustauscher. Außerdem haftet den
bekannten Einrichtungen der große Mangel
an, daß in den einzelnen
Geräten starke Umlenkungen erfolgen. Diese verursachen Widerstände, die die angestrebte
Kreislaufbewegung weitgehend behindern, zumal in dem Strahlgerät naturgemäß meist
nur geringe Kräfte zum Umwälzen des Dampfes zur Verfügung stehen.
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Es ist zwar auch eine Dampfkreislaufanlagebekanntgeworden, bei der
das Strahlgerät und der Wasserabscheider unmittelbar miteinander verbunden sind.
Der Hauptzweck dieser Anlage ist jedoch, bereits im Wasserabscheider eine erhebliche
Nachverdampfung zu erzeugen, um die entsprechende Dampfwasserwärme dem Kreislauf
wieder zuführen zu können. Zu diesem Zwecke ist in den Kreislauf eine Entspannungsvorrichtung
eingebaut, die einen erheblichen, bewußt erzeugten Widerstand darstellt. Erfahrung
und Rechnung zeigen, daß hierbei der Druck des in den Wärmeaustauscher eintretenden
Gemisches von Frischdampf und angesaugtem Dampf wesentlich niedriger ist als der
Frischdampfdruck. Dementsprechend ist auch die Temperatur des Dampfgemisches niedriger.
Die Folge ist, daß zwar die Abwärme verwertet wird, daß jedoch mit der nachgeschalteten
Heizfläche eine geringere Heizwirkung erzielt wird, als wenn sie mit Frischdampf
beaufschlagt würde. Damit wird das Entgegengesetzte von dem erreicht, was sich die
vorliegende Erfindung zum Ziel gesetzt hat.
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Daher wird nunmehr vorgeschlagen, in an und für sich bekannter Weise
zum mindesten das zum Dampfumwälzen erforderliche Strahlgerät und den vorgeschalteten
Wasserabscheider in einem Gerät zusammenzufassen bei gleichzeitiger gleichachsiger
Anordnung der Einmündung in den Wasserabscheider des krümmerartig gestalteten Eintrittsstutzens
für den im Wärmeaustauscher umgewälzten Dampf, des Wasserabscheiders, der Regeldüse
des Strahlgerätes, dessen Mischdüse und der Einmündung in die zweckmäßig krümmerartig
ausgebildete Druckdüse für den Austritt des Gemisches aus Frisch- und umgewälzten
Dampf. Hierdurch ist es einerseits möglich, das vollständige Gerät beim Lieferwerk
fabrikmäßig und damit wirtschaftlich zu fertigen (Arbeiten an der Baustelle für
das Anpassen und Verlegen zusätzlicher Rohrleitungen kommen also in Fortfall) und
ohne weiteres jeden einzelnen Wärmeaustauscher mit einer derartigen, gegebenenfalls
kleinen und damit billigen Dampfumwälzeinrichtung und dementsprechend auch mit einer
eigenen Entwässerung und deren Kontrolleinrichtung zu versehen, wodurch allein eine
korrekte Überwachung eines jeden Wärmeaustauschers möglich ist. Andererseits ist
aber gleichzeitig die Forderung nach geringstem Durchflußwiderstand derDampfumwälzeinrichtung
erfüllt.
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Die Abbildung zeigt in schematischer Darstellung eine derartige Einrichtung:
A ist die Einmündung des krümmerartig gestalteten Eintrittsstutzens B für den umgewälzten
Dampf. C ist ein Fliehkraftwasserabscheider, in dem im gezeichneten Beispiel der
von unten nach oben durchströmende Dampf durch schraubenförmige Leitflächen D einen
Drall erhält, auf Grund dessen die im Dampf enthaltenen Wassertropfen nach außen
geschleudert werden, worauf sie an der Außenwandung E oder auch in besonderen Auffangrinnen
nach unten abfließen können. F ist die vom Frischdampf durchströmte Regeldüse, deren
Querschnitt durch einen Regelkegel G über die Gewindespindel H mittels des Handrades
I auf die günstigste Pump-, d. h. Umwälzwirkung eingestellt werden kann. M ist der
Mischraum, in dem sich Frisch-und umgewälzter Dampf mischen, und K die gleichzeitig
als Austrittskrümmer ausgebildete Druckdüse, in der in bekannter Weise die Geschwindigkeit
des Dampfgemisches wieder in Druck umgesetzt wird. N ist in schematischer Darstellung
die Heizschlange eines beliebigen Wärmeaustauschers, durch die das Dampfgemisch
und das sich bildende Dampfwasser wieder dem Eintritt B der Umwälzeinrichtung zugeführt
werden. Durch die gleichachsige Anordnung der genannten Teile und die krümmerartige
Ausbildung von Eintritts- und Austrittsstutzen wird die Umwälzeinrichtung nur in
einer Richtung vom Umwälzdampf durchströmt, wobei jede schroffe Umlenkung und damit
auch jeder unnötige Durchflußwiderstand vermieden ist. Die gleichachsige Anordnung
der Regeldüse F und der zugehörigen- Gewindespindel H ergibt darüber hinaus den
goßen Vorteil, daß durch Zwischenschalten einer Spindelverlängerung D zwischen
Spindel H und Handrad I
eine bequeme Einstellung der Regeldüse F von
beliebig hoch liegender Bedienungsstelle aus möglich ist, auch wenn die Umwälzeinrichtung
selbst an tiefliegender, schlecht zugänglicher Stelle angeordnet sein muß. Die Abbildung
läßt weiter erkennen, daß sich trotz der gleichachsigen Anordnung der Regeldüse
F eine die Strömung des Umwälzdampfes praktisch überhaupt nicht störende Einführung
P des Frischdampfes ergibt, wenn diese durch den Befestigungsflansch Q des
Dralleinsatzes D für den Wasserabscheider C erfolgt. Zur Sammlung des aus
der Heizschlange N durch den Eintrittsstutzen B zufließenden und des von der Wandung
E abtropfenden Dampfwassers dient ein Sammelbehälter R, auf dessen Boden sich gleichzeitig
evtl. mitgeführter Schmutz absetzen kann. Damit gleich beim Eintritt in die Dampfumwälzeinrichtung
möglichst viel Dampfwasser vom Dampf getrennt und dem Behälter R zugeführt werden
kann, wird der Eintrittsstutzen B zweckmäßig in einen in den Sammelbehälter R mündenden
dampfwasser- und einen nach oben gehenden dampfführenden Kanal gegabelt, wobei die
Außenwandung des krümmerartigen dampfführenden Kanals einen oder mehrere Durchlässe
Y zum dampfwasserführenden Kanal besitzt. Hierdurch werden Wassertröpfchen -durch
die im krümmerartigen Eintrittsstutzen B entstehende Fliehkraft nach außen geschleudert,
womit ihnen die Möglichkeit zum direkten Übertritt in den dampfwasserführenden Kanal
bzw. den Sammelbehälter R gegeben ist. Aus diesem kann nun das Dampfwasser unmittelbar
abgeleitet werden. Es kann jedoch auch über dem Boden des Sammelbehälters R ein
unten offener, nach oben führender Druckstutzen S angebracht werden. Durch diesen
kann das angesammelte Dampfwasser ohne lästige Geräuschbildung nach oben einem Dampfwasserableiter
U zugedrückt werden, der, wie auch das zweckmäßig
zu seiner Kontrolle
vorzusehende Prüfgerät V, direkt an der Dampfumwälzeinrichtung angebracht und mit
dieser zu einem Gerät vereinigt sein kann. 1Iuß jedoch die Umwälzeinrichtung tief
und also schlecht zugänglich angeordnet werden, so kann, wie in der Abbildung dargestellt,
zwischen Dampfwasserableiter U bzw. dem Prüfgerät Y in der Umwälzeinrichtung
eine Rohrleitung T von solcher Länge zwischengeschaltet werden, daß sich beide Geräte
U und V zwecks bequemer Beobachtung und Bedienung in etwa gleicher Höhe am gleichen
Bedienungsstand befinden wie das Handrad I. An gleicher Stelle wird zweckmäßig auch
das über die Leitung X mit der Umwälzeinrichtung verbundene Frischdampfventil W
angeordnet.
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Zur Kontrolle, ob durch richtige Einstellung der Regeldüse auch die
höchst erzielbare Umwälzgeschwindigkeit des Dampfes vorliegt, kann in den Kreislauf
des umgewälzten Dampfes zweckmäßig ein an und für sich bekannter Strömungsanzeiger
eingebaut werden. Im gezeichneten Beispiel sind im Austrittsstutzen K zwei einander
gegenüberliegende Schaugläser und zwischen diesen ein biegsamer Streifen Z angeordnet,
der sich je nach der Dampfgeschwindigkeit mehr oder weniger durchbiegt, wobei sein
freies Ende über einer Skala pendeln kann, die etwa in eines oder beide Schaugläser
eingeätzt sein kann.
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Schließlich kann in bekannter Weise im Dampfkreislauf und dementsprechend
auch in der Dampfumwälzeinrichtung, zweckmäßig in deren Eintrittskrümmer B, noch
ein Rückschlagorgan vorgesehen sein.