Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasfreiem Wasserdampf. Wasser, sowohl als Dampf sind bereits auf verschiedene Weise behandelt worden, indem Wasser chemisch oder thermisch ge reinigt und vorgewärmt wurde, während Dampf überhitzt und durch mechanische Reinigungsvorrichtungen hindurchgeleitet wurde. In keinem Falle bezweckte man die Erzeugung von Dampf, der aus 99,9 % einer Verbindung von Wasserstoff und Sauerstoff besteht und beim Kondensieren gar keinen Rückstand lässt.
Vorliegende Erfindung bezweckt nun die Erzeugung derartigen Dampfes, der mit dem Ausdruck "gasfreier", "nicht oxydierender Dampf" oder "Edeldampf" bezeichnet werden kann und der die Anwendung einer Luft pumpe am Kondensator überflüssig macht, vorausgesetzt, dass keine atmosphärische Luft in den Unterdruckraum dringen kann. Die Abmessungen des Kondensators können bis zu 40 % verringert werden, da diese Über grösse bisher nur zum Kühlen von nicht kon- densierbaren Beimischungen des Dampfes diente.
Als Energieträger benutzt, erzeugt der nicht oxydierende Edeldampf einen maxi- malen Nutzeffekt und ist überdies neutral, das heisst derselbe kann keine chemischen Verbindungen mit andern Stoffen bilden und mithin auch Rohrleitungen oder Ma schinenteile oder dergleichen nicht angreifen.
D_e Erzeugung eines derartigen Dampfes soll gemäss der Erfindung dadurch erzielt werden, dass * das Speisewasser so weit vor gewärmt wird, dass ausser den Rost und Kes selstein bildenden Bestandteilen auch die Gase und deren Verbindungen verdampft oder frei werden, die im Speisewasser ent halten sind und bisher als neutral betrachtet wurden, zum Beispiel Stickstoff, Kohlen säure, Chlor. Die im Speisewasserenthalte- nen Unreinigkeiten werden zwar auch in den bisher angewandten Kesselsteinabscheidern un löslich gemacht.
Ebenso im Kessel selbst, dann sogar, wenn das Wasser während einer verhältnismässig langen Zeitdauer gewärmt wird. Da jedoch der Kesselsteinabscheider in offener Verbindung mit dem Kessel steht, gelangen die in Frage stehenden Gase in alle mit Dampf angefüllten Räume, wodurch die Qualität des Dampfes vermindert wird. Zur Ausübung des Verfahrens gemii.ss der Erfindung dient ein Raum, der vollständig von dem Kessel getrennt. ist und ein be sonderes Dampfauslassrohr besitzt.
Das minderwertige, in dem Entgasungs- raum erzeugte Dampf-Luft-Gemiscli kann nach Belieben zum Betriebe irgend welcher Hilfsapparate oder Maschinen benutzt: wer den, in denen dasselbe n;cht mehr mit Edel dampf in Berührung kommt.
Es soll zweckmässigerweise in erster Linie Frischdampf als Heizmittel zum Abscheiden von unkondensierbaren Unreinigkeiten aus dem Speisewasser angewandt werden. Ausser dem können jedoch diejenigen Teile der Dampferzeugungsanlage, die durch Verbren nungsgase geheizt. werden, oder hauptsäch lich als Speisewasservorwärmer dienen, zum Verbessern des Speisewassers und zur Er zeugung von Edeldampf benutzt werden.
Bei der Anwendung eines durch Abgase ge heizten Speisewasservorwärmers muss der selbe, abgesehen von andern Einzelheiten seiner Bauart, mit einem Dampfraum ver sehen und mit dem Wasserraum und dem Dampfraum des Edeldampferzeugers derart: verbunden werden, dass der Dampferzeuger oder Kessel Wasser aus dem Vorwärmer er halten und Dampf an denselben abgeben kann, ohne jedoch Dampf von demselben er halten zu können.
Das Speisen des Edeldampferzeugers vom durch Abgase geheizten Speisew asservorwär- rrer kann dadurch erzielt werden, dass in dem Vorwärmer ein Überdruck erzeugt wird, indem zum Beispiel der Abzug für das Dampf- Gas-Gemisch während der Speisung gedros selt wird.
Die Erfindung ist beispielsweise in der Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt: Abb. 1 den Längsschnitt eines Dampf- kesels mit besonderem Apparat zur Durch führung des Verfahrens zur Erzeugung von nicht oxydierendem Edeldampf, Abb. 2 einen senkrechten Querschnitt eines Dampfkessels mit einem domartigen Aufsatz zur Erzeugung des Edeldampfes, Abb. 3 einen Längsschnitt einer andern Kesselart mit in demselben eingebautem Ap parat, Abb. 4 eine weitere Abiinderung,
bei der der eigentliche Kessel von der in Abb. 1 dargestellten Art ist, während der besondere Apparat speziell in bezug auf Grösse und Ge stalt gemäss einer weiteren Ausführungs form ausgebildet und mit einer Vorrichtung zum Regeln des Abzuges des Dampf-Luft- Gemisches versehen ist, Abb. 5 einen senkrechten Querschnitt eines Wasserröhrenkessels in Verbindung mit einem Abgasvor-wiirmer zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens.
Gemäss Abb. 1 ist ein geschlossener Be hälter 2 über dein eigentlichen Dampfkessel 1 angeordnet. In dem Behälter 2 befinden sich übereinander angeordnete, getrennte, wag rechte Platten 3, die zueinander versetzt sind. Rohes Wasser tritt durch das Rohr 4 in den Behälter und fliesst über die Platten 3, von der ersten auf die zweite, von dieser auf die dritte und so weiter bis in das un terste Abteil des Behälters, aus welchem es in den Kessel 1 durch das Rohr 5 gelangt. Auf diesem Wege wird das Wasser geheizt und dadurch gereinigt.
Das Heizen wird durch aus dem Dampfraum des Kessels durch das Rohr 6 in den Behälter 2 geleite ten Frischdampf bewirkt, wobei das Rohr 6 am obern Ende mit einem Rückschlagventil 7 versehen ist, das wohl das Eintreten des Dampfes in den Behälter 2, jedoch nicht das Austreten aus demselben gestattet.
Dadurch, dass das kalte oder eventuell vor gewärmte Speisewasser innig mit Frisch dampf @;emisclrt. wird, vollzieht sich im Ab- scheider derselbe Vorgang wie derjenige, der im Kessel während einer längeren Zeit dauer von sich gehen würde, wobei die wal lende Bewegung des Wassers im Kessel durch das fortwiihrende Rieseln des Wassers über die Platten oder Terrassen 3 ersetzt wird.
Abb. 2 stellt. einen Kessel 1 mit einem domartigen Aufsatz 2 als Entgaser dar, in welchem das Speisewasser durch eine Brause 4 eintritt. Die Brause hat einen Kragen von der Höhe, dass die Brausenöffnungen mit Wasser bedeckt bleiben, auch wenn nicht gerade gespeist wird. Hierdurch wird ver hindert, dass die Brausenlöcher sich mit Kesselstein zusetzen. Das Wasser wird gegen ein Prellblech 3 gespritzt, welches verhindert, dass das.
Ventil 7 der Frischdampfleitung 6 sich mit Kesselstein besetzt, und welches fer ner gestattet, dass der Frischdampf ungenässt, aber wohl mit Gasen des Wassers gemischt für Hilfsapparate durch Leitung 8 entnom men werden kann. Leitung 5 leitet das ent gaste Wasser in den Kessel 1, lässt aber zu vor eine Schlammtasche 14 passieren.
Gemäss der in Abb. 3 dargestellten Ab änderung ist der Abscheider oder Entgaser im Kessel selbst vorgesehen, und zwar mit- telst einer senkrechten Klappe 12 und einer geneigten Bodenplatte 10, die oben einen Flansch 9 als Widerlager für die Klappe 12 besitzt. Die Neigung der Bodenplatte 10 he-. zweckt, die aufsteigenden Dampfblasen rasch in den Dampfraum 11 des Kessels zu leiten.
Das Speisewasser fliesst durch das Rohr 13 auf die obere Platte oder Terrasse 3 und von der untern Platte 3 über die geneigte Boden platte 10 hinab in das Kesselwasser, während Frischdampf im Gegenstrom durch den Ent- gaser hindurchströmt. Kesselstein bildende Bestandteile, die während der Entgasung ab geschieden worden sind, sammeln sich in der Schlammtasche 14 an, aus der dieselben von Zeit zu Zeit entfernt werden können.
Da das durch den Entgaser fliessende Speise wasser zu seiner Erwärmung mehr oder we niger Dampf erfordert, öffnet der im Raume 11 vorhandene -Dampf die Klappe 12, wo durch die erforderliche Dampfmenge in den Entgaser gelangt; die während der Erwär mung des Speisewassers abgeschiedenen Gase entweichen, mit Dampf gemischt, durch das Rohr 14'.
An Stelle der Klappe 12 kann auch eine feste Wand mit einer mit einem zugäng lichen Rückschlagventil versehenen Rohr abzweigung vorgesehen werden, wobei die Rohrabzweigung den Entgaser mit dem Dampfraum des Kessels ausserhalb desselben verbindet. Dies ist in Abb. 4 dargestellt.
In dieser Abb. 4 besteht der Entgaser aus einem länglichen Gehäuse 22, das im Längsschnitt eine Knickung aufweist und im Querschnitt U"förmig ausgebildet ist. Das Gehäuse 22 ist nur an dem Ende 22a offen, an welchem Ende eine mit Rückschlag klappe 17 versehene Haube 16 einmündet, welche Klappe denselben Zweck hat wie das in Abb. 1 dargestellte Rückschlagventil 7 und die in Abb. 3 dargestellte Klappe 12. Das Speisewasser tritt durch das Rohr 18 ein,. steigt im kurzen Arm des Gehäuses 22 empor und bildet in letzterem eine dünne, breite Schicht.
Heizdampf für das Speise wasser tritt durch die Klappe 17 der Haube 16 und strömt dem Speisewässer entgegen. Das Dampf-Luft-Gemisch wird durch das Rohr 19 abgeleitet, das von der höchst ge legenen Stelle des Gehäuses 22 ausgeht; das Rohr 19 bleibt jedoch geschlossen, wenn kein Dampf-Luft-Gemisch in dem Gehäuse er zeugt wird.
Das Öffnen und Schliessen des Rohres 19 kann durch einen im Innern des Gehäuses angeordneten, bis 20a schwingbar gelagerten, gekrümmten Hebel 20 bewirkt werden, der mit einer Prallscheibe 21 versehen ist, die an der niedrigsten Stelle des kurzen Schen kels des Gehäuses, nahe bei der Mündung des Speisewasserrohres 18, liegt. Am untern Ende des Rohres 19 befindet sich ein Rück schlagventil 20b, und die Anordnung ist der art getroffen, dass dieses Ventil sich öffnet, wenn die Prallscheibe 21 durch das in das Gehäuse eintretende Speisewasser gehoben wird.
Das etwa im obern Gehäuseraum vor handene Dampf-Luft-Gemisch entweicht in dem Augenblick aus dem Entgaser, wenn durch zugespeistes Wasser ein Dampf-Gas- Gemisch entwickelt wird, wodurch die Sicher heit gegeben ist, dass unter mehreren an geschlossenen Kesseln das genannte Gemisch sich nicht in dem Entgaser ansammeln und etwa in den Dampfraum des Kessels ent weichen kann.
Der Entgasungsraum ist mit. besonderen Putz- oder Mannlöchern versehen, die in solche des Kesselmantels eingesetzt sind; da mit wird das Innere des Entgasers von aussen zugängig gemacht.
Die Entnahme für das Dampf-Gas-Ge- niisch und die Friselidampfzuführung des Entgasers kann am Aussenmantel des Kes sels, im Putzluckendeekel oder mittelst Bypass (Klappe 17a) geschehen.
Die weitere, in Abb. 5 dargestellte Ab- änderung bezieht sich auf einen Wasser röhrenkessel in Verbindung mit einem Ab- "asvorwärmer bekannter Art, der jedoch er findungsgemäss in der Weise abgeändert ist, dass er einen Dampfraum besitzt, aus wel- eliem Dampf für Hilfsmaschinen entnommen werden kann, während der eigentliche Nutz ciampf, das heisst der nicht oxydierende Edel dampf in dem Röhrenkessel erzeugt, wird.
Der Dampf- und Wasserraum dieses Ab- gasvorwä.rmers ist mit demjenigen des Edel- dampükessels unter Einschaltung von PRück- schlagflappen oder dergleichen so verbunden, dass das Wasser aus dem Vorwärmer wohl zum Kessel strömen und ersterer Dampf aus dem Kessel empfangen kann, aber nicht um gekehrt, Die Dampf-Gas-Abführungsleitung ist mit der Edeldampüleitung verbunden, und zwar so, dass die letztere in die erstere an saugend eingeführt ist.
2:3 bezeichnet den Edeldampfkessel und 22 den Abgasvorwärmer; letzterer besteht aus einem obern Kesselkörper 25 und einem untern Kesselkörper 25a mit Verbindungs röhren 25h. Das Speisewasser tritt in den obern Körper durch das Rohr 24 ein. Das aus dem im Körper 25 erzeugten Dampf und den abgeschiedenen Gasen bestehende Ge- iniscli wird durch das mit einem Absperr t entil 26 versehene Rohr 277 abgeführt.
Die ses Gemisch kann in Pumpen und dergleichen Hilfsapparate geleitet werden. Um diese Pumpen ebenfalls mit Dampf aus dem eigen''t- liehen Kessel 23 betreiben und dennoch ein Fallen des Druehes verhindern zu können, ist ein Verbindungsrohr 30 zwischen dem Hauptdampürohr 28 und dem Rohre 27 v or- gesehen und mit einem Rückschlagventil 29 versehen.
Friselidampf oder im Überhitzer 33 überhitzter Dampf aus dem Dampfkessel kann auf diese Weise in das Rohr 2<B>7</B> strömen, während das Zuriiehströmen in entgegen- gesetzter Richtung durch das Ventil 29 ver hindert wird.
Der Oberkessel 25 kann zugleich als Speicher oder Heisswasserakkumulator zum Ausgleich periodischer Belastungen benutzt werden.
Der Wasserraum des Abgasvorwä,rmers ist mit dem Wasserraum des benachbarten Kesselkörper; <B>2321</B> mittelst eines mit einem Püelzschlagventil 31 versehenen Rohres 35 verbunden. wodurch Speisewasser aus dem Oberschenkel 25 in den Kesselkörper 23a, das Kesselwasser ,jedoch nicht in entgegen- gesetzter Richtung strömen kann.
Wenn der Kessel 23 mit Wasser gespeist werden soll, dann wird das Ventil 26 geschlossen, so dass infolge der Verdampfung- des Wassers ein Überdruck in dem Oberfessel 25 erzeugt wird. der heisses Speisewasser ohne Ver mittlung einer Puinpe durch das Rohr 3t-) in den Kesselkörper 21a drückt;. Die normal mit Dampf aus dem Oberfessel ..75 betriebe nen Pumpen werden nach dem Schliessen des Ventils 26 mit.
Dampf aus dem Dampfkessel 23a betrieben, der demselben durch (las Rohr 28 zugeleitet wird. Nichtsdestoweniger kann das Ventil 26 während dieser Zeit doch ein wenig offen bleiben, damit (las ini Rohr 27 unter dem genannten Ventil vorhandene Damhf-Luft-Clemisch von dein oberhalb des Ventils 26 in das Rohr 27 einströmenden Friscliclampf mitgerissen wer den kann.