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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorbereiten von Wasser, insbesondere von Kessel- speisewasser mit Wasserdampf durch Entgasung in mehreren Stufen, wobei das zu entgasende Wasser zuerst mittels einer Versprüheinrichtung fein zerteilbar und damit in einer ersten Stufe vorentgas- bar und anschliessend in einer Nachsiedestufe durch Einblasen von Dampf weiterentgasbar ist.
Eine grundlegende Forderung beim Betrieb von dampferzeugenden Einrichtungen. z. B. Kesseln. ist die Verhinderung der Korrosion. was wieder ein Entgasen des Speisewassers voraussetzt. Dieses
Entgasen wird in der Regel mittels verschiedener thermischer Entgaser durchgeführt. die meistens
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;selungsplatten. Siede-. Sprudel- oder Zerstäuberanlagen bzw. Anlagen mit Raschig-Ringen bekannt.
Bei den Kaskadeneinrichtungen rieselt das Wasser in einem zylindrischen stehenden Gehäu-
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unten im Gegenstrom aufwärts strömt und die Wassertröpfchen erwärmt. Diese Einrichtungen erfordern geräumige Aufbauten. weil der Heizturm den Wasserbehälter um mehrere Meter überragt, wodurch die Innenhöhe der notwendigen Hallen sehr gross wird und die Gestehungskosten beträchtlich zu-
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luftdichte Kondensatoren verwendet werden, auf einen Sauerstoffgehalt unter 10 pg/kg entgast wer- den. Der Wirkungsgrad der Einrichtung wird aber durch die Gasbelastung des Entgasers sehr be- einträchtigt. Beträgt der Sauerstoffgehalt einige 1000 pg/kg, so wird der erreichbare Sauerstoff- gehalt nach der Entgasung zwischen 25 bis 10 pg/kg schwanken.
Das Sprudelverfahren wird an sich nur selten verwendet und in der Regel in einer zweiten
Stufe benutzt. um den in einer ersten Kaskaden- oder Zerstäuberstufe erreichten Sauerstoffgehalt von 20 bis 50 pg/kg unter 10 pg/kg abzusenken. Das Sprudelverfahren allein zu verwenden ist deshalb nicht zweckmässig, weil die Dampfblasen bei der Blasenbildung mit Sauerstoff gesättigt werden. wobei der Übergang des im Wasser enthaltenen Sauerstoffes in die Dampfblasen selbst bei langen Führungsstrecken nur mit einem geringen Wirkungsgrad erfolgt. Anderseits besteht jedoch hier ein verhältnismässig geringer Raumbedarf.
Bei Zerstäuberanlagen wird das Wasser im Entgasungsraum mittels Düsen versprüht, wobei die gelösten Gase bei entsprechenden Druck- und Temperaturwerten über die vergrösserte Wasserfläche verhältnismässig schnell entweichen. Der erreichbare Gehalt an Sauerstoff beträgt aber höch- stens 50 bis 100 pg/kg. weil der innerhalb der Teilchen herrschende Druck grösser ist als der
Sättigungsdruck bei der herrschenden Temperatur, was auf die Oberflächenspannung zurückzuführen ist. die ihrerseits von der Grösse der versprühten Teilchen abhängt. Entsprechend der im Inneren der Wassertröpfchen auftretenden Druckwerte und Temperaturen bleiben die Gase in der Lösung zurück.
Hiezu kommt, dass an der Oberfläche der Wassertröpfchen der Heizdampf kondensiert wird, so dass der durch das Kondensat gebildete Film von den Gasteilchen durchbrochen werden muss, was Zeit in Anspruch nimmt. Deshalb ist das Entgasen durch Versprühen nur als Vorstufe wirksam und man verwendet es nur, um den anfänglich hohen Gasgehalt innerhalb einer verhältnismässig kurzen Zeit auf einen verhältnismässig geringen Wert zu bringen, der aber immer noch höher ist als der gewünschte Wert.
Das mit Raschig-Ringen arbeitende Verfahren wird ebenfalls als erste Stufe eingesetzt, u. zw. an Stelle des Kaskadenverfahrens. Man erreicht damit eine Verringerung der Bauhöhe der Entgasungseinrichtung, wobei eine aus Ringen bestehende Schicht vorgesehen wird. deren Ringe aus Eisen. Keramik oder aus einem Kunststoff bestehen und bei der die spezifische Wasserfläche vergrössert wird. An den Raschig-Ringen legt das Wasser in Form von dünnen Filmen verhältnismässig lange Wege zurück, wohingegen die Gasteilchen mittels Diffusion entweichen. Eisenringe werden durch Rost verhältnismässig schnell zerstört, wodurch die Durchströmquerschnitte verengt und eventuell auch verstopft werden können. Bei Ringen aus Porzellan oder Kunststoff entfällt der Vorteil, dass man Sauerstoffspuren durch Oxydation der aus Eisenringen bestehenden Füllung beseitigen kann.
Verstopfungen treten jedoch nur dann auf, wenn im Wasser Schwebestoffe vorhanden sind.
Allerdings ist der Raumbedarf auch bei Raschig-Ringen immer noch verhältnismässig gross, obwohl die Abmessungen geringer als bei Kaskadeneinrichtungen sind.
Die beschriebenen thermischen Entgasungsverfahren und-einrichtungen werden in der Regel kombiniert verwendet. Meist wird zunächst durch Versprühen und Sprudeln entgast, worauf dann
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eine Entgasung mittels Berieselung und Sprudelung erfolgt. Worauf schliesslich eine Stufe mit Be- rieselung und Raschig-Ringen bzw. Sprudelung (Nachsieden) erfolgt. Schliesslich erfolgt noch ein
Versprühen und eine Berieselung. Obwohl durch diese Kombinationen der Wirkungsgrad der Ent-- gasung mehr oder weniger erhöht werden kann, ist es bisher nicht gelungen, die verschiedenen
Unzulänglichkeiten der einzelnen Verfahren und Einrichtungen restlos zu beseitigen.
Das Entfernen von gelösten Gasen ist aber nicht nur bei Kesselspeisewasser sondern auch bei der Herstellung von Verbrauchswasser sehr wichtig, obwohl dies in der Regel nicht genügend berücksichtigt wird.
Gelangen nämlich, z. B. mit einem warmen Gebrauchswasser, auch gelöste Gase in eine Vorrichtung bzw. in das Verteilungsnetz, so werden Stahlteile korrodiert, wobei die Gefahr oberhalb einer Tem- peratur von 65 C und bei hohen Gasgehalten rasch ansteigt. Bei der Verwendung von Oberflächen- wärmetauschern muss mit einer beträchtlichen Bildung von Wasserstein gerechnet werden. Obwohl in gewissen Fällen auch bei warmem Verbrauchswasser eine Wasserbehandlung bzw. eine Enthär- tung, die bei Kesselspeisewasser verbindlich ist, vorgenommen wird. gelangt doch meist unbehandel- tes Rohwasser zur Anwendung, so dass wegen Wassersteinablagerungen eine häufige Reinigung bzw. ein häufiges Auswechseln der Wärmetauscher erforderlich ist.
Aufgabe der Erfindung war es nun, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Unzulänglich- keiten der bekannten Entgasungsverfahren behoben werden können. Bei der eingangs genannten
Vorrichtung wird nun vorgeschlagen, dass die Nachsiedestufe in der Form von mindestens einem, zweckmässig aufrechten, unten abgeschlossenen Aussenrohr und einem zu diesem mit Abstand gleich- achsig angeordneten Innenrohr vorgesehen ist, das Innenrohr oberhalb der unteren Verschluss- platte des Aussenrohres endet, und beide ein Reaktionssteigrohr bilden, wobei im unteren Ende des Innenrohres eine Dampfzuführungsdüse ausmündet und das Aussenrohr oben mit der Boden- platte eines Wassersammelbeckens in Verbindung steht, das mit einer vorherigen Entgasungsstufe verbunden ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist eine Reihe von Vorteilen auf und kann zwischen weiten Leistungsgrenzen zur Anwendung kommen. Sie ist insbesondere bei geringen und mittelgrossen Leistungen bzw. Kesseldrücken wirksam. Die Wärmeleistung kann durch Düsenwechsel ohne weitere Massnahmen geändert werden. Der Raumbedarf und die Bauhöhe sind bei der erfindungsgemässen Vorrichtung sehr gering und sie kann ohne weiteres in einen Speisewasserbehälter oder in einen Behälter für Verbrauchwasser eingebaut werden. Die Vorrichtung bildet dabei eine bauliche Einheit, gleichsam eine Entgaserpatrone, die durch ein Mannloch hindurch in den entsprechenden Behälter eingeführt und dort befestigt werden kann. Innerhalb des Behälters sind keine umständlichen Montier-und Schweissarbeiten erforderlich.
Es ist möglich, die erfindungsgemässe Vorrichtung in bereits bestehende Speisewasserbehälter ohne Entgaser, die bei atmosphärischem Druck arbeiten, während einer sehr kurzen Betriebspause einzubauen. Die Vorrichtung kann aus üblichen Werkstoffen hergestellt werden und zeichnet sich durch ein geringes Gewicht und niedrige Gestehungskosten aus.
Auch bei der Erzeugung von warmem Verbrauchswasser bietet die Erfindung wesentliche Vorteile. Da zum Erwärmen des Wassers an Stelle eines Oberflächenwärmetauschers ein Wärmeaustausch durch unmittelbaren Kontakt herangezogen wird, erfolgt neben einer Entgasung auch eine Wasserenthärtung, weil die Wärmeübergangsflächen durch Dampf bzw. durch Wasser gebildet werden, so dass sich Wasserstein nirgends ablagern kann. Es ist nicht erforderlich, vorbehandeltes Wasser zu verwenden, wodurch die Betriebskosten sinken. Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung kann das Erwärmen und Entgasen gleichzeitig in derselben Vorrichtung vorgenommen werden.
Wegen der Warmhaltung kommt es im Speicherbehälter, d. h. im Speisewasserbehälter, oder im Behälter für das warme Verbrauchswasser unter der Wirkung der unmittelbaren Dampfzuführung auch zu einer thermischen Enthärtung, wodurch die Güte des Verbrauchswassers gefördert wird.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Fig. l ist ein Schnitt durch einen Behälter für Kesselspeisewasser mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung. Fig. 2 zeigt die Vorrichtung in vergrössertem Massstab. Fig. 3 stellt einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1 ebenfalls in vergrössertem Massstab dar. Fig. 4 zeigt eine Kurvenschar, aus der die Sauerstofflöslichkeit in Abhängigkeit von Druck und Temperatur hervorgeht. Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine Sprudelplatte eines weiteren Ausführungsbeispieles. Fig. 6 stellt einen Schnitt entlang der
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Linie F-F der Fig. 5 in vergrössertem Massstab dar.
Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht einer Einrichtung für die Erzeugung von warmem Verbrauchswasser, welche Einrichtung mit der erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss den Fig. 1 bis 6 ausgerüstet ist. Fig. 8 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem andern Behälter.
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Gemäss Fig. lgel --v-- einstellt. An einem Ende des Nasservorratsbehälters-l-ist ein Dom-Z-und am an- dern Ende ein Mannloch --3-- vorgesehen. Im Dom --2-- ist eine erfindungsgemässe Vorrichtung - vorgesehen. Das Mannloch --3-- wird durch eine Platte --3a-- abgeschlossen, die mittels
Flansche --5-- und Befestigungsschrauben --6-- gesichert ist.
Im Inneren des Wasservorratsbehälters-l-befindet sich in der Nähe des unteren Endes
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strichlierten Pfeile-a-angedeutet ist. Im Wasservorratsbehälter --1-- erfolgt eine langsame
Umwälzung, die ebenfalls durch Pfeile --a-- angedeutet ist und nachstehend noch näher erläutert wird.
In dem Schnitt gemäss Fig. 2 sind der Dom --2-- und die erfindungsgemässe Vorrichtung - sowie deren unmittelbare Fortsetzung zu sehen. Der obere Teil des Domes --2-- besteht aus einer Entgasungsglocke --10-- und der untere Teil aus einem Stutzen --11--. Zwischen diesen bei- den Teilen befindet sich ein zylindrisches Zwischenstück --12--, wobei die Verbindung der ein- zelnen Teile mittels Flansche --5-- und Befestigungsschrauben --6-- lösbar erfolgt. An der Ent- gasungsglocke --10-- sind Ösen --13-- mit Bohrungen --13a-- vorhanden, über die die Entgasungs- glocke --10-- gehoben werden kann.
Die Vorrichtung --4-- ist mit einer topfförmigen Sprudelplatte --14-- versehen und mittels des umlaufenden Randes --14a-- zwischen dem Stutzen --11-- und den Flanschen --5-- des Zwi- schengliedes --12-- von Befestigungsschrauben --6-- gehalten. An der Sprudelplatte --14-- sind
Reaktionssteigrohre-15, 16,17 und 18-befestigt, die jeweils aus einem Aussenrohr und einem
Innenrohr bestehen, welches jeweils mit dem Zusatz a bzw. b gekennzeichnet ist.
Das Aussenrohr --15a-- des Reaktionssteigrohres --15-- ist durch eine Bodenplatte --19-- der
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-14-- hindurch geführtBohrungen --21-- wird nachstehend noch erläutert. Die obere Öffnung der Reaktionssteigrohre - 16 und 17-- schliesst sich von unten an die Bodenplatte --19-- der Sprudelplatte --14-- an. An dieser Stelle der Sprudelplatte --14-- sind Durchbrechungen ausgebildet, an die sich Rohre - anschliessen, die in einem Dampfzuführungsrohr --289-- ausmünden, das nachstehend noch im einzelnen beschrieben wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die Reaktionssteigrohre --15 bis 18-- in Wirklichkeit nicht ausgerichtet liegen. Die ausgerichtete Lage ist nur der Übersichtlichkeit wegen gewählt worden.
Die tatsächliche Anordnung der Reaktionssteigrohre-15 bis 18-- dürfte der Fig. 3 entsprechen.
Die unteren Enden der Innenrohre --15b bis 18b-- laufen im unteren Bereich der Aussenrohre --15a bis 18a-- aus, während ihre oberen Enden mit Ausnahme des letzten Innenrohres in den oberen Bereich der benachbarten Reaktionssteigrohre ausmünden. Dies bedeutet, dass das Innen- rohr-16b-in das Aussenrohr -16a--, das Innenrohr --15b-- in das Aussenrohr --17a--, und das
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raum des Wasservorratsbehälters --1-- oberhalb des Wasserspiegels --v-- und ist mittels Flansche - 5-- und befestigungsschrauben --6-- an den bereits erwähnten Rohrstutzen --9-- angeschlossen, wie dies aus den Zeichnungen hervorgeht.
Die unteren Enden der Aussenrohre-15a bis 18a-- sind jeweils durch eine Bodenplatte - abgeschlossen. Durch diese Bodenplatten sind jeweils Rohre --24a-- hindurchgeführt, die eine Armatur der Reaktionssteigrohre bilden und in Dampfzufhrungsdüsen --24-- enden. Die Düsen - liegen in den Innenrohren-15b bis 18b--, sind als"Laval"-Düsen ausgebildet und liefern eine Auftriebskraft, indem sie in Mischräumen --27-- der Reaktionssteigrohre einen Unterdruck erzeugen. Die Rohre --24a-- sind in vorteilhafter Weise mittels Flansche -5-- und Befestigungsschrauben --6-- an ein Dampfverteilrohr --25-- angeschlossen, in das ein Dampfzuführungs-
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rohr --26-- mündet.
Das Dampfzuführungsrohr --26-- besteht ebenfalls aus zwei Teilen --26a und
26b--, welche ebenfalls mittels Flansche --5-- und Befestigungsschrauben --6-- lösbar miteinan- der verbunden sind. Der untere Teil -26a-- des Dampfzuführungsrohres --26-- ist an der Sprudel- platte --14--, während sein oberer Teil --26b-- am zylindrischen Zwischenstück --12-- des Domes --2-- befestigt ist.
In der Sprudelplatte-14-, vorzugsweise unmittelbar oberhalb der Bodenplatte --19-- ist ein ringförmiges, perforiertes Dampfzuführungsrohr --28-- zum Zuführen von Sprudeldampf ange- bracht. Die Perforierungen im Dampfzuführungsrohr --28-- sind mit --28a-- bezeichnet. Das Dampf- zuführungsrohr --28-- ist über ein rohr --29-- mit dem Innenraum des Wasservorratsbehälters 3--1--verbunden und besteht zweckmässig aus rostfreiem Qualitätsstahl, um zu gewährleisten, dass die Abmessungen der Perforierungen --28a-- unverändert bleiben.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, bilden die Sprudelplatte --14--, die Reaktionssteigrohre --15 bis
18--, das Dampfzuführungsrohr --26-- und das Dampfverteilrohr -25--, sowie das ringförmige Dampfzuführungsrohr --28-- eine bauliche Einheit, so dass sie nach Entfernung der Entgasungs- glocke --10-- und des Zwischenstückes --12-- gemeinsam herausgehoben oder eingebracht werden
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kann. Über ein Rohr --31-- wird Primärdampf (Frischdampf) zugeführt. Das Rohr --31-- ist mittels Flansche --5-- und Befestigungsschrauben --6-- an den oberen Abschnitt --26b-- des Dampfzuführungsrohres --26-- anschiessbar. Über einen Rohrstutzen --32-- wird das Gas abgeführt.
An das in der Entgasungsglocke --10-- befindliche Ende der Wasserspeiseleitung --30-- schliesst sich ein Zerstäuberkopf-33-- an.
Die Vorrichtung nach Fig. 2 arbeitet wie folgt :
Das zu entgasende Wasser wird in Richtung des gestrichelten Pfeiles --a-- über das Wasserspeiserohr --30-- unter Druck dem oberen Teil der Entgasungsglocke --10-- zugeführt und dort mittels des Zerstäuberkopfes --33-- zerstäut. Der Strömungsweg des Wassers im gesamten System ist mit gestrichelten Pfeilen --a-- angedeutet, während der Dampfweg durch kontinuierliche Pfeile --b-- angedeutet ist. Das zerstäubte Wasser fällt auf die Oberfläche des einen Wasserverschluss --V-- bildenden Wassers in der Sprudelplatte --14-- herab, wonach es über den Überlauftrichter --20-- und das Aussenrohr --15a-- des Reaktionssteigrohres --15-- nach unten strömt.
Über die Leitung --31-- wird in Richtung des Pfeiles --b-- primärer Dampf in das Dampfzu- führungsrohr --26-- gespeist, von wo der Dampf über das Dampfverteilrohr --25-- den Düsen - zufliesst. Im Mischraum --27-- des Reaktionssteigrohres --15-- entsteht infolge der bereits erwähnten Ejektorwirkung ein Unterdruck, wobei das Wasser sich mit primärem Dampf vermischt und wobei die Auftriebskraft das Gemisch über das Innenrohr --15b-- nach oben strömen lässt.
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drei Reaktionssteigrohren-16 bis 18--. Dies bedeutet, dass das Wasser durch vier in Serie geschaltete Stufen hindurchströmt, wo es jeweils mit frischem Dampf in Berührung gelangt, bis es endlich aus dem Reaktionssteigrohr --18-- in das Innere des Wasser vorratsbehälters-l-gelangt.
Während demnach wasserseitig eine Serienschaltung vorgesehen ist, besteht dampfseitig eine parallele Schaltung.
Es soll nun im einzelnen beschrieben werden, welche bedeutenden Vorteile durch die Wasserförderung bei Unterdruck in bezug auf die Entgasung erreicht werden.
Wie bekannt, ändert sich die Wasserlöslichkeit des Sauerstoffs in Abhängigkeit von Temperatur und Druck. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist die sich im Wasser lösende Menge an Sauerstoff bei gleicher Temperatur unter Unterdruck geringer, als bei atmosphärischem oder diesen über-
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schreitendem Druck. Eine Unterdruckentgasung wird in der Regel dann verwendet, wenn die Speise- pumpen mit Heisswasser nicht betrieben werden können. Die bekannten Unterdruckentgaser werden bei einem Druck von 0, 8 bis 0, 9 bar betrieben.
In den Reaktionssteigrohren-15 bis 18-- tritt beim Herausströmen des über die"Laval"-Düsen zugeführten Dampfes in den als Saugrohre arbeitenden Innenrohren-15b bis 18b-- in der Form einer adiabatischen Expansion auch eine Zustandsänderung ein, wobei im Austrittsquerschnitt der "Laval"-Düsen ein Unterdruck entsteht, der eine Umwälzung des Wassers in den Reaktionssteig-
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nämlich durch eine durch die adiabatische Expansion bedingte Zustandsänderung hervorgerufen, so dass neben dem Unterdruck gleichzeitig auch eine dem Druck des zugeführten Dampfes entspre- chende Temperatur über 100 C herrscht. Beim Strömen in den als Saugrohr arbeitenden Innenrohren wird der Entgasungsvorgang ausserordentlich vorteilhaft beeinflusst.
Das Gas tritt nämlich unter Wirkung des Unterdruckes unter optimalen Bedingungen in die zugeführten Dampfblasen ein. Ausser- dem ist die Wärmewirkung beim Austritt des Wassers aus den als Saugrohr arbeitenden Innenrohren beim Aufhören des Unterdruckes wegen der Gegenwart von Dampf ungeändert wirksam, wobei ein Teil des Gehaltes an Sauerstoff und Kohlendioxyd aus dem Wasser ausscheidet.
Das Durchleiten des den Reaktionssteigrohren entweichenden Sekundärdampfes durch die Wasserschicht in der Sprudelplatte -14-- ist deshalb sehr wirksam, weil die die Dampfblasen umgebende Wasserschicht zum Sieden gebracht wird, so dass die Oberflächenspannung negativ wird, wodurch das Eindiffundieren der Gasteilchen erleichtert und somit die Gasausscheidung gefördert wird. Die Gasblasen scheiden aus dem erwärmten Wasser aus und diffundieren in die aufsteigenden Dampfblasen. Für die Gasausscheidung ist auch vorteilhaft, dass die Flüssigkeitsschicht nicht von den Gasblasen allein, sondern durch die vereinigten Dampf- und Gasteilchen durchgebrochen werden muss.
Der sich in den Reaktionssteigrohren abspielende physikalische Vorgang kann mit dem Gassprudel-oder Nachsiedeverfahren verglichen werden, immerhin mit dem Unterschied, dass bei den Reaktionssteigrohren der Vorgang in einem geschlossenen Raum, nämlich im Rohr verläuft, wobei im Bereich der Anschlussstelle der Düse noch dazu ein Unterdruck zugegen ist, der nur allmählich aufhört. Somit diffundieren die Sauerstoff- und Kohlendioxydgase aus dem unter Unterdruck stehenden Wasser noch leichter bzw. intensiver in die Dampfblasen über als bei offenen Nachsiede- oder Sprudelplatten.
Auch der Wasserdampf, der aus dem Dampfzuführungsrohr --7-- im Wasservorratsbehälter - über die Düsen 8-- in das Wasser und von hier in den Raum oberhalb des Wasserspiegels --v-- austritt, gelangt über das Rohr-29-in das ringförmige Dampfzuführungsrohr - -28-, über dessen Perforierungen er dann als Sekundärdampf dem auf der Sprudelplatte --14-- befindlichen Wasser zuströmt. Schliesslich vermischt sich der Sekundärdampf, der durch die Wasser-
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so muss für die Kontinuierlichkeit des Betriebes der Vorrichtung gesorgt werden, da zum neuen Anlassen eine beträchtliche zusätzliche Menge an Energie erforderlich wäre.
Wenn demnach über das Rohr 30-- von aussen her kein Wasser gespeist wird, erhält die Entgaserpatrone den Wassernachschub über die Borhungen --21-- am Aussenrohr --15a-- im unteren Bereich des Reaktionssteigrohres --15-- aus dem Vorratsbehälter selbst. In diesem Fall wird das Wasser innerhalb des
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den gesichert ist. Infolge der baulichen Ausbildung der Vorrichtung sind beim Umstellen von äusserer Speisung auf innere Speisung keinerlei Armaturen, Schalter usw. erforderlich. Solange die Speisung von aussen erfolgt, ist eine Wassersäule wirksam, deren Höhe dem Wasserspiegel - in der Sprudelplatte --14-- entspricht.
Somit kann die Flüssigkeit im Vorratswasserbehäl- ter-l-über die Bohrungen -21-- nicht in das Reaktionssteigrohr --15-- eindringen, weil dort
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ein Druck herrscht, der einer Wassersäule entspricht, die höher ist als der Wasserspiegel --v--. Wenn demgegenüber aus dem Überlauftrichter-20-kein Wasser zuströmt, wird die Wasser- säule wirksam, die dem Wasserspiegel --v-- entspricht. Die Umstellung auf innere Speisung erfolgt somit vollständig automatisch.
Eine Vorrichtung mit dem oben beschriebenen Betrieb umfasst bei der Entgasung folgende vier
Stufen I bis IV :
Die Stufe I - eine Zerstäubungsstufe - verläuft in der Entgasungsglocke --10--, wo zer- stäubtes Wasser mit einem Gehalt von z. B. 8000 pg/l Sauerstoff sich mit tertiärem Dampf vermischt, wobei sein Sauerstoffgehalt auf etwa 150 pg/l sinkt, wenn das zerstäubte Wasser die Oberfläche (den Wasserspiegel-v--) des Wassers in der Sprudelplatte --14-- erreicht.
In der Stufe II erfolgt ein Sieden bzw. Sprudeln an der Sprudelplatte --14--. Der Sauer- stoffgehalt des Wassers wird durch den sekundären Dampf, der über das ringförmige Dampfzu- führungsrohr --28-- in das Wasser gespeist wird, auf etwa 50 pg/l gesenkt.
Die Stufe III, die in mehreren Unterstufen mit Durchfluss und Sieden betrieben wird, ver- läuft in den Reaktionssteigrohren --15 bis 18--, wobei die Anzahl der Unterstufen der Zahl der
Reaktionssteigrohre entspricht. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel bedeutet dies vier Unter- stufen. Das zu entgasende Wasser wird in jeder Unterstufe der Stufe III mit Primärdampf gemischt.
Nach der Stufe II sinkt der Sauerstoffgehalt des Wassers auf etwa 20 bis 10 pg/kg. Aus dem Rohr- stutzen --9-- wird das Wasser vorteilhaft herausgespritzt. Zu diesem Zweck kann eventuell ein
Rohrfortsatz verwendet werden, der sich in der Länge des Wasservorratsbehälters-l-erstreckt, wodurch die in der Fig. 1 mit Pfeilen angedeutete Umwälzung gefördert werden kann. Dies ist mit dem Vorteil verbunden, dass die Temperatur des im Wasservorratsbehälter befindlichen Wassers ausgeglichen wird, wodurch die Gefahr von nachteiligen örtlichen Unterkühlungen ohne zusätz- lichen Energieverbrauch verringert werden kann.
In der Stufe IV, die eine Nachsiede- oder Sprudelstufe darstellt, wird ebenfalls Primärdampf verwendet, der zum Teil in der Stufe II als Sekundärdampf und zum Teil in der Stufe I als
Tertiärdampf nutzbar gemacht wird. Die Stufe IV ist selbst dann nicht überflüssig, wenn bedacht wird, dass durch die beschriebenen Stufen I bis III eine optimale Entgasung erreicht werden kann.
Die Stufe IV ist nämlich einerseits geeignet, einen durch irgendwelche Unzulänglichkeit der vor- herigen Stufen eventuell zurückgebliebenen Gehalt an Sauerstoff zu entfernen, anderseits beim An- lassen den dabei unvermeidlichen hohen Gehalt an Sauerstoff des Speisewassers im Wasservorrats- behälter auf ein Minimum zu verringern, was den wesentlichsten Vorteil der Stufe IV darstellt.
Die Bedeutung der Sprudelstufe II ist besonders zu betonen. Der der Stufe III entweichende
Sekundärdampf muss nämlich an der Sprudelplatte --14-- durch die Wasserschicht in jedem Fall hindurchsprudeln. Das Wasser wird dabei durch den Sekundärdampf zunächst erwärmt und wegen eines im Verhältnis zum kontinuierlichen Betrieb längeren Aufenthalt bei einem hohen Wirkungsgrad der Wärmeausbeute beträchtlich entgast. Hiezu kommt, dass durch Einschaltung der Stufe II ein
Wasserverschluss entsteht, der verhindert, dass die ausgeschiedenen Gase im Wasservorratsbehäl- ter-l-wieder gelost werden. Der Raumbedarf der Stufe II ist dabei sehr gering und kann zum
Schaffen einer selbständigen Entgasungsstufe im Raum untergebracht werden, der zum Sammeln des in der Stufe I zerstäubten Wassers ohnehin erforderlich ist.
Im oben beschriebenen vierstufigen Entgasungssystem ist wasserseitig in jeder Stufe eine
Serienschaltung, während auf der Gasseite in der Stufe III eine parallele und in den Stufen I und II jeweils eine Serienschaltung geschaffen worden ist. In jeder Unterstufe der Stufe III ist
Primärdampf, d. h. Frischdampf, verwendet worden, wodurch die Wirksamkeit der unterteilten Stu- fe III wesentlich gefördert werden konnte.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 beschränkt, wie dies auch aus den nachstehenden Erörterungen hervorgeht.
In der aus in Serie geschalteten Reaktionssteigrohren ausgebildeten Stufe III kann das Ausmass der Durchspülung durch die Anzahl der verwendeten Unterstufen, durch eine entsprechende Wahl der Rohrabmessungen und der Düsenleistungen bzw. deren gegenseitiges Abgleichen vergrössert oder verringert, d. h. jeweils so eingestellt werden, dass Temperatur und Gasgehalt des der letzten Unterstufe entweichenden Speisewassers den vorgeschriebenen Werten entsprechen. Zweckmässig werden
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mindestens zwei Reaktionssteigrohre verwendet, wobei die Steigrohre in Draufsicht beliebig angeordnet werden können.
Praktisch ist es jedoch am vorteilhaftesten, wenn sie entlang des Umfanges eines Teilkreises bei gleichmässiger Teilung angeordnet werden, weil dann die Herstellung und der Einbau der erfindungsgemässen Entgaserpatrone am einfachsten vorgenommen werden kann. Eine derartige Anordnung ist in der Draufsicht gemäss Fig. 3 dargestellt, wo eine Entgaserpatrone in einem Schnitt gemäss der Linie A-A der Fig. 1 in vergrössertem Massstab dargestellt ist. Auch hier sind vier Reaktionssteigrohre --15 bis 18-- verwendet worden, welche über Leitungen-34, 35, 36-- miteinander in Serie geschaltet sind. Der Teilkreis mit einem Halbmesser R ist strichpunktiert dargestellt worden.
Der Rohrstutzen -9-- ist in der Längsrichtung des Vorratswasserbehälters - aus dem Reaktionssteigrohr --18-- herausgeführt, das die letzte Unterstufe dieser Stufe bildet.
In den Fig. 5 und 6 ist ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Sprudelplatte - dargestellt. Hier laufen die perforierten Dampfzuführungsrohre --54, 54a-- in einem eben-
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-55-- zusammen,- 15 bis 18-- sind durch gestrichelte Linien dargestellt worden. An Stelle des Überlauftrichters - 20-- gemäss Fig.2 ist hier eine oben geschlossene Glocke --56-- verwendet worden, die über dem Rohrfortsatz --58-- des Reaktionssteigrohres --15-- liegt, wobei der Rohrfortsatz --58-- in die Sprudelplatte --14-- hineinragt. Im unteren Bereich der Glocke -56-- in der Nähe der Bodenplatte - 19-- der Sprudelplatte --14-- sind Öffnungen --59-- angebracht, die vorteilhaft halbkreisförmig ausgebildet sind. Der Strömungsweg des Wassers ist mit Pfeilen --a-- angedeutet.
Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass innerhalb der Glocke --56-- ein wasserseitiger Wasserver-
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Die Reaktionssteigrohre --16 bis 18-- münden in einen Rohrstutzen --60-- im Inneren der Sprudelplatte-14-, an den jeweils eine Glocke --57-- angepasst ist. Die Dampfzuführungsrohre - gehen von diesen Glocken --57- aus und münden in eine ringförmige Leitung --55--. Der
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der Rohre-54, 54a und 55-rückwärts strömt. Es ist aber leicht einzusehen, dass der Wasserverschluss nicht unter den Wasserspiegel --v-- sinken kann. Durch die Wasserverschlüsse-V v' V - wird verhindert, dass bereits ausgeschiedene Gase in den Vorratswasserbehälter bzw. in einen Kesselraum zurückdiffundieren. Dadurch ist aber eine bedeutende Unzulänglichkeit der bekannten Entgaser beseitigt worden.
Fig. 7 zeigt einen senkrechten Schnitt eines Verbrauchswasserwärmers, der mit einer Entgaserpatrone --P-- gemäss Fig.1 bis 6 ausgerüstet ist, wobei die Entgaserpatrone --P-- ausserhalb
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ist dagegen ein Niveauregelventil-N-vorgesehen, das mit einem Schwimmer-U-- im Inneren des Speichers des Wassererwärmers-M-- verbunden ist. Am Behälter --M-- ist ein Sicherungsventil-B-- angeordnet, aus welchem eine Leitung --70-- herausgeführt ist, die zu einem Kanal führt.
Eine Leitung -71-- dient zum Zuführen von Primärdampf in die Entgaserpatrone --P-- und enthält ein Temperaturregelventil, das mit einem Thermostat I verbunden ist, der in den Behälter - hineinragt.
Die Vorrichtung gemäss Fig. 7 arbeitet wie folgt :
Das aufzuwärmende Frischwasser wird über die Leitung --69-- zunächst der Entgaserpatrone -- zugeführt, wo es durch den über die Leitung --71-- zugeführten Primärdampf erwärmt wird.
Die ausgeschiedenen Sauerstoff- und Kohlendioxydgase entweichen über eine Leitung --72-- in die Umgebung. Der Wassernachschub ist durch das Ventil --N-- und den Schwimmer --U-- mit Niveauregelung gesichert. Die Menge des Primärdampfes, der über die Leitung --71-- zugeführt wird, wird durch einen Steuerkreis geregelt, der aus dem Temperaturregelventil --H-- und dem Thermo-
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