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Die
Erfindung betrifft eine Feuchtwasser-Versorgungseinrichtung für mindestens
ein Sprühfeuchtwerk
einer Offset-Druckmaschine.
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Eine
Feuchtwasser-Versorgungseinrichtung dieser Art ist aus der
DE 20 2006 007 599
U1 bekannt. Sie beschreibt einen geschlossenen Feuchtmittel-Kreislauf, welcher
zwar einen geschlossenen Kreis bildet, jedoch nicht druckdicht hermetisch
abgeschlossen ist, sondern ein Feuchtwerk mit einer offenen Feuchtwasserwanne
beinhaltet. Anstelle einer offenen Feuchtwasserwanne, wo außenatmosphärischer
Druck herrscht, kann auch ein Ejektorblock vorgesehen werden. Mit
Ejektorblock ist vermutlich ein Sprühfeuchtwerk gemeint, in welchem
ein überatmosphärischer
Druck herrscht. Für
beide Ausführungsformen
macht die Schrift keine Angaben darüber, woher der Feuchtmittel-Kreislauf
das Feuchtmittel bezieht. Üblicherweise
enthält
der Feuchtmittel-Kreislauf hierfür
einen offenen Feuchtmitteltank. Das Gebrauchsmuster macht auch keine
Angaben darüber,
ob der Ejektorblock an eine Feuchtmittelzuleitung angeschlossen
oder in einen Feuchtmittel-Kreislauf integriert ist.
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Aus
der
EP 0 325 381 A2 ist
ein Sprühfeuchtwerkskörper bekannt,
welcher nicht an einen Feuchtmittel-Kreislauf, sondern lediglich
an eine Feuchtmittel-Zuleitung angeschlossen ist. Ferner ist aus
der
DE 102 13 109
B4 ein Sprühfeuchtwerk
bekannt, welches in einen Feuchtmittel-Kreislauf integriert ist. Auch
hier ist nicht offenbart, woher der Feuchtmittel-Kreislauf das Feuchtmittel
bezieht. In der praktischen Anwendung bezieht der Feuchtmittel-Kreislauf dieser
Ausführungsform
das Feuchtmittel aus einem offenen Feuchtmitteltank, welcher in
den Kreislauf integriert ist. Damit ist der Kreislauf zwar ununterbrochen,
jedoch im Bereich des Feuchtmitteltankes zur Außenatmosphäre offen und damit nicht unter überatmosphärischen
Druck.
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Feuchtwasser
besteht aus Wasser und einem oder mehreren Zusätzen. Feuchtwasserkonditioniervorrichtungen
sind Vorrichtungen zum Herstellen von Feuchtwasser durch dosiertes
Mischen von Wasser und mindestens einem Zusatz, z. B. Antikorrisionsmittel
und/oder Alkohol oder Alkoholersatzstoff. Solche Vorrichtungen sind
bekannt, z. B. aus
EP
0 693 721 B1 ,
EP
1 092 534 B1 ,
DE
102 06 488 A1 .
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Feuchtwasser
wird bei Offset-Druckmaschinen zur Bildung von farbabstoßenden Bereichen
auf einem Plattenzylinder verwendet. Die farbabstoßenden Bereiche
und mit Farbe bedeckte farbannehmende Bereiche bilden zusammen die
zu druckende Information (Texte und/oder Bilder). Das Feuchtwasser
wird durch ein Feuchtwerk auf den Plattenzylinder aufgetragen. Das
Feuchtwerk kann ein Sprühfeuchtwerk
sein, welches Feuchtwalzen aufweist, die von einer Sprühvorrichtung
auf die Feuchtwalzen versprühtes
Feuchtwasser in einer sehr gleichmäßig verteilten, sehr dünnen Schicht
auf den Plattenzylinder übertragen.
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Aus
dem Stand der Technik ist ein offener Feuchtwasser-Rezirkulationskreislauf
bekannt, welcher einen offenen Feuchtwassertank, eine Umwälzpumpe
zur Rezirkulation des Feuchtwassers im Feuchtwasser-Rezirkulationskreislauf,
und eine Kühlvorrichtung
zur Kühlung
des Feuchtwassers enthält.
An den Rezirkulationskreislauf ist eine Sprühvorrichtung (bekannt als Sprühbalken)
eines Sprühfeuchtwerkes
angeschlossen, sodass ein Teil des im Feuchtwasser-Rezirkulationskreislauf
zirkulierenden Feuchtwassers von der Sprühvorrichtung versprüht wird,
während
der verbleibende Teil des Feuchtwassers in den offenen Feuchtwassertank
zurück
rezirkuliert. An den Feuchtwasser-Rezirkulationskreislauf können mehrere
Sprühvorrichtungen
von einem oder mehreren Sprühfeuchtwerken
von einem oder mehreren Druckwerken angeschlossen sein. Die Umwälzpumpe
muss so groß sein,
dass sie sowohl den zum Versprühen
von Feuchtwasser durch die mindestens eine Sprühvorrichtung erforderlichen
Druck, als auch den zur Rezirkulation des Feuchtwassers im Feuchtwasser-Rezirkulationskreislauf
erforderlichen Druck erzeugt. Der Feuchtwasserdruck an der mindestens
einen Sprühvorrichtung
muss sehr genau konstant gehalten werden, damit ununterbrochen eine
konstante, dosierte kleine Menge Feuchtwasser von der Sprühvorrichtung
versprüht
wird. Druckschwankungen haben unerwünschte Schwankungen der pro
Zeiteinheit versprühten
Feuchtwassermenge zur Folge, was wiederum die Druckqualität des Druckwerkes
beinträchtigt.
Der offene Feuchtwassertank muss groß sein, dass er einerseits
beim Start der Druckmaschine eine ausreichende Menge Feuchtwasser
enthält,
um alle Leitungen des Feuchtwassers-Rezirkulationskreislaufes zu
füllen,
und dass er andererseits beim Abschalten der Druckmaschine wieder
die aus den Leitungen des Feuchtwasser-Rezirkulationskreislaufes
in den Feuchtwassertank zurücklaufende
Flüssigkeitsmenge
aufnehmen kann. Der Feuchtwassertank dient auch zur Konditionierung
(Mischung) der Bestandteile des Feuchtwassers und häufig auch
zur Kühlung
des Feuchtwassers. Ein weiterer Nachteil des offenen Systems besteht
darin, dass sich in dem Feuchtwasser Algen bilden können, und
das Feuchtwasser durch Papierstaub und andere Schmutzpartikel verunreinigt
wird.
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Mit
der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Feuchtwasser-Versorgungseinrichtung derart
zu verbessern, dass der Feuchtwasserdruck sehr genau konstant gehalten
werden kann, um auch eine konstante, dosierte kleine Menge Feuchtwasser versprühen zu können.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch
die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Weitere
Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Durch
die Erfindung können
folgende Vorteile erzielt werden: Der geschlossene Feuchtwasser-Rezirkulationskreislauf
enthält
keinen offenen Tank, so dass keine Verschmutzung in das System eindringen
kann. Das rücklaufende
Feuchtwasser wird nicht komplett entspannt, sondern bleibt unter Druck.
Die Feuchtwassereinspeisevorrichtung erzeugt mindestens einen Teil
des zum Sprühen
des Feuchtwassers erforderlichen Druckes, so dass die Umwälzpumpe
kleiner als bei einem offenen Kreislaufsystem ausgebildet werden
kann. Die Erfindung ermöglicht
eine genaue Einstellung und Konstanthaltung der Drücke des
Feuchtwassers im Feuchtwasser-Rezirkulationskreislauf. Die Erfindung
kann mit oder ohne Verwendung eines Druckreglers innerhalb des geschlossenen
Feuchtwasser-Rezirkulationskreislaufes
ausgeführt
werden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung
anhand einer bevorzugten Ausführungsform
als Beispiel beschrieben. In der Zeichnung zeigt
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1 schematisch
eine Feuchtwasser-Versorgungseinrichtung nach der Erfindung für mindestens
eine Sprühvorrichtung
von mindestens einem Sprühfeuchtwerk
einer Offset-Druckmaschine.
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Die
Erfindung ist für
jede Art von Offset-Druckmaschine verwendbar, welche ein Sprühfeuchtwerk
enthalten, insbesondere für
den Druck von Zeitungen. Ferner ist die Erfindung auch verwendbar
für Druckmaschinen,
welche mehrere Druckwerke enthalten. Die 1 zeigt
als Beispiel einen Turm von acht Druckwerken 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8,
welche in Form eines Achter-Turms übereinander angeordnet sind
zum beidseitigen Bedrucken einer Papierbahn 10, beispielsweise
einer Zeitungspapierbahn, welche in Form eines Pfeiles 12 durch
die Druckwerke läuft.
Jedes der Druckwerke 1 bis 8 enthält für den Feuchtwasser-Offset-Druck
einen Plattenzylinder 14, einen Gummituchzylinder 15,
ein Sprühfeuchtwerk 16 und
ein nicht gezeigtes Farbwerk. Das Sprühfeuchtwerk 16 enthält jeweils
eine oder mehrere Feuchtwerkswalzen 17 und eine Sprühvorrichtung 18,
zum Beispiel in Form eines Sprühbalkens,
mit einer Vielzahl von Düsen
zum Sprühen
von Feuchtwasser auf eine der Feuchtwerkswalzen 17.
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Jeweils
zwei Druckwerke 1/2, 3/4, 5/6, 7/8 sind
beispielsweise auf voneinander abgewandten Seiten der Bedruckbahn 10 einander
gegenüberliegend
angeordnet, sodass ihre Gummituchzylinder 15 die Bedruckbahn 10 zwischen
sich einklemmen. Wenn nur ein einzelnes Druckwerk vorhanden wäre, müsste gegenüber dem
Gummituchzylinder ein Gegendruckzylinder angeordnet werden. Die
beiden auf voneinander abgewandten Seiten der Bedruckbahn 10 einander
gegenüberliegend
angeordneten Druckwerke 1/2 bzw. 3/4 bzw. 5/6 bzw. 7/8 werden
im Folgenden jeweils als Druckwerkssatz bezeichnet. In 1 sind
als Beispiel vier von solchen Druckwerkssätzen 21, 22, 23 und 24 zu
einem Turm übereinander
angeordnet. Die unteren beiden übereinander angeordneten
Druckwerkssätze 21 und 22 bilden eine
untere Druckwerksgruppe 21/22. Die beiden oberen übereinander
angeordneten Druckwerkssätze 23 und 24 bilden
eine obere Druckwerksgruppe 23/24.
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Ein
geschlossener Feuchtwasser-Rezirkulationskreislauf 26 ist
derart hermetisch geschlossen, dass in ihm an allen Stellen gegenüber der
Außenatmosphäre ein höherer Feuchtwasserdruck
aufrechterhalten werden kann. Er enthält in Strömungsrichtung des Feuchtwassers
nacheinander eine Umwälzpumpe 28,
eine Kühleinrichtung,
z. B. einen Wärmetauscher 30,
eine Vorlaufleitung 32 zu den Sprühvorrichtungen 18 und
eine Rücklaufleitung 34 zurück zur Saugseite
der Umwälzpumpe 28.
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Der
Wärmetauscher 30 wird
zur Kühlung
des Feuchtwassers auch von Kühlflüssigkeit
oder Kältemittel
in einem Kühlkreislauf
oder Kältemittelkreislauf 29 eines
Kälteerzeugers 31 durchströmt. Der
Kälteerzeuger 31 kann
von beliebiger Art sein. Er ist vorzugsweise von der Art, welche
Kälte nach
dem Kühlschrankprinzip
dadurch erzeugt, dass Kältemittel wechselweise
in einen gasförmigen
und dann wieder in einen flüssigen
Zustand gebracht wird. Gemäß anderen
Ausführungsformen
könnte
der Kälteerzeuger 31 auch
ein Kühlwasserturm
oder eine andere Kältequelle
sein.
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Die
Vorlaufleitung 32 enthält
einen unteren Vorlaufleitungszweig 32-1, an welchen die
Sprühvorrichtungen 18 der
unteren Druckwerksgruppe 21/22 angeschlossen sind,
und einen dazu parallelen oberen Vorlaufleitungszweig 32-2,
an welchen die Sprühvorrichtungen 18 der
oberen Druckwerksgruppe 23/24 angeschlossen sind.
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Stromabwärts der
Sprühvorrichtungen 18 des
oberen Druckwerksatzes 23 kann am Übergang zwischen dem oberen
Vorlaufleitungszweig 32-2 und der Rücklaufleitung 34 ein
Drosselelement 38, z. B. eine Strömungsdrossel oder ein Druckeinstellelement
in Form eines Ventils oder Hahns angeordnet werden zur Anpassung
des Feuchtwasserdruckes im oberen Vorlaufleitungszweig 32-2 an
den Feuchtwasserdruck im unteren Vorlaufleitungszweig 32-1.
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Vorzugsweise
befindet sich im unteren Vorlaufleitungszweig 32-1 der
unteren Druckwerksgruppe 21/22 stromaufwärts von
deren Sprühvorrichtungen 18 ein
Drosselelement 40, z. B. eine Strömungsdrossel oder ein Druckeinstellelement
in Form eines Ventils oder Hahns, zur Einstellung des Feuchtwasserdruckes
unter Berücksichtigung
der Höhenunterschiede
der beiden Druckwerksgruppen 21/22 einerseits
und 23/24 andererseits derart, dass in beiden Vorlaufleitungszweigen 32-1 und 32-2 der
gleiche Druck herrscht oder gewünschte
unterschiedliche Drücke
herrschen.
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Die
Umwälzpumpe 28 kann
so klein ausgebildet sein, dass sie nur den zur Rezirkulation des Feuchtwassers
im Rezirkulationskreislauf 26 erforderlichen Druck erzeugt,
oder einen nur so wenig höheren
Druck erzeugt, dass er nicht vollständig dafür ausreicht, einen Teil des
Feuchtwassers durch die Sprühvorrichtungen 18 gleichmäßig und
dosiert in ausreichender Menge zu versprühen. Der zum Versprühen des
Feuchtwassers durch die Sprühfeuchtwerke 18 erforderliche
Feuchtwasserdruck wird gemäß der Erfindung
vollständig
oder mindestens überwiegend
von einer Feuchtwassereinspeisevorrichtung 42 erzeugt,
welche zum kontinuierlichen Einspeisen von Feuchtwasser mit einem
automatisch aufrecht erhaltenen vorbestimmten Druck an einem Einspeiseanschluss 46 auf
der Saugseite der Umwälzpumpe 28 ausgebildet
ist.
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Die
Feuchtwassereinspeisevorrichtung 42 von 1 enthält einen
Drucktank 50; eine Druckluftzuleitung 52 in den
Drucktank 50, um Druckluft von einer Druckluftquelle 51 in
den Drucktank 50 zu leiten und darin einen vorbestimmten
Druck aufrechtzuerhalten; ein Druckkonstanthaltesystem mit einem Druckregler
oder Druckminderer 54 in der Druckluftzuleitung 52 zum
automatischen Aufrechterhalten des pneumatischen Druckes im Drucktank 50 auf
einem vorbestimmten Druckluftwert, was auch ein Druckluftwertebereich
sein kann, welcher über
dem externen Atmosphärendruck
liegt; eine Flüssigkeitszufuhrvorrichtung 56 zum
automatischen Zuführen von
Feuchtwasser von einer Feuchtwasserquelle 58 in den Drucktank 50 in
Abhängigkeit
von mindestens einem vorbestimmten Feuchtwasserniveau 60 im Drucktank 50 entgegen
dem im Drucktank auf dem vorbestimmten Druckluftwert aufrecht erhaltenen pneumatischen
Druck; und einen Flüssigkeitsabgabeauslass 62 am
Drucktank 50, welcher mit dem Einspeiseanschluss 46 des
Feuchtwasser-Rezirkulationskreislaufes 26 verbunden oder
verbindbar ist, sodass mittels des pneumatischen Druckes, welcher
im Drucktank 50 auf das Feuchtwasser drückt, Feuchtwasser in den Feuchtwasser-Rezirkulationskreislauf 26 förderbar
und aus diesem Feuchtwasser-Rezirkulationskreislauf durch die Sprühvorrichtungen 18 auf die
Feuchtwerkswalzen 17 des betreffenden Feuchtwerkes 16 sprühbar ist
in einer konstanten Feuchtwasser-Sprühmenge pro Zeiteinheit.
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Mittels
der Flüssigkeitszufuhrvorrichtung 56 wird
Feuchtwasser von der Feuchtwasserquelle 58 jeweils so rechtzeitig
in den Drucktank 50 nachgefüllt, dass der Drucktank 50 während des
Druckbetriebes eines Druckwerkes einer Druckmaschine nie leer wird.
Während
des Nachfüllens
von Feuchtwasser von der Feuchtwasserquelle 58 in den Drucktank 50 wird
der pneumatische Druck und damit auch der Druck des Feuchtwassers
im Drucktank 50 auf dem vorbestimmten Druckluftwert im
Wesentlichen konstant aufrecht erhalten. Durch das Nachfüllen von Feuchtwasser
von der Feuchtwasserquelle 58 in den Drucktank 50 besteht
im Drucktank 50 die Tendenz, dass der Druck ansteigt. Der
Druck im Drucktank 50 steigt umso weniger an, je langsamer
Feuchtwasser von der Feuchtwasserquelle 58 in den Drucktank 50 nachgefüllt wird,
weil während
dieses Nachfüllens
ein Teil des Feuchtwassers von den Sprühvorrichtungen 18 versprüht wird.
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Wenn
ein solcher Druckanstieg im Drucktank (Schwankung des vorbestimmten
Druckes) für
die Druckqualität
störend
ist, und/oder die Nachfüllgeschwindigkeit
erhöht
werden möchte,
ist es zweckmäßig, eine
Entlüftungsvorrichtung
vorzusehen, durch welche der Drucktank 50 beim Nachfüllen mit Feuchtwasser
aus der Feuchtwasserquelle 58 in dem Maße entlüftet wird, dass kein oder kein
nachteiliger Druckanstieg entsteht. Für eine solche Entlüftung des
Drucktankes 50 kann beispielsweise eine Entlüftungsleitung 63 mit
einem steuerbaren Entlüftungsventil 66 vorgesehen
sein, welches von einer Steuereinrichtung 64 derart gesteuert
wird, dass es während
des Nachfüllens
von Feuchtwasser in den Drucktank 50 so weit öffnet, dass
Druckluft derart entweichen kann, dass im Drucktank 50 kein
oder kein nachteiliger Druckanstieg oder Druckabfall stattfindet.
Die Feuchtwasserquelle 58 ist vorzugsweise ein Tank, in
welchem Feuchtwasser konditioniert wird.
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Die
Entlüftungsleitung 63 kann
eine Drosselleitung sein oder eine Strömungsdrossel 72 enthalten,
damit ein schlagartiger Druckabfall im Drucktank 50 verhindert
wird, wenn das Entlüftungsventil 66 geöffnet wird.
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Die
Flüssigkeitszufuhrvorrichtung 56 enthält vorzugsweise
eine Feuchtwasserzufuhrpumpe 67 zur Förderung von Feuchtwasser von
der Feuchtwasserquelle 58 in den Drucktank 50.
Eine in den Drucktank 50 führende Zufuhrleitung 68 der
Feuchtwasserzufuhreinrichtung 56 kann ein von der Steuereinrichtung 64 gesteuertes
Zufuhrventil 70 enthalten, welches jeweils ungefähr gleichzeitig
mit dem Entlüftungsventil 66 geöffnet bzw.
geschlossen wird.
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Der
Druck im Drucktank 50 wird immer so hoch aufrechterhalten,
dass er mindestens einen Anteil, vorzugsweise den überwiegenden
Anteil, oder den gesamten Druck darstellt, welcher zum Sprühen von
Feuchtwasser durch die mindestens eine Sprühvorrichtung 18 mit
einer vorbestimmten dosierten Feuchtwassermenge pro Zeiteinheit
erforderlich ist.
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Ferner
kann ein Sicherheitsventil 74 vorgesehen sein, welches
den Drucktank 50 automatisch entlüftet, wenn darin ein vorbestimmter
Maximalwert überschritten
wird.
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Um
eine möglichst
gleichmäßige Kühlung des
Feuchtwassers im gesamten Feuchtwasser-Rezirkulationskreislauf 26 zu
erzielen und aufrecht zu erhalten, kann es zweckmäßig sein,
einen ersten Bypass 76 von der Vorlaufleitung 32 auf
der Ausgangsseite des Wärmetauschers 30 zurück zur Saugseite der
Umwälzpumpe 28 oder
vorzugsweise in den Drucktank 50 vorzusehen, so dass ein
Teil des Feuchtwassers nicht durch den Feuchtwasser-Rezirkulationskreislauf,
sondern durch den ersten Bypass 76 rezirkuliert werden
kann. Vorzugsweise enthält der
Bypass ein Drosselelement oder ein Einstellventil 78, an
welchem der Strömungsquerschnitt
und damit die Strömungsmenge
pro Zeiteinheit im ersten Bypass 76 einstellbar ist. Der
erste Bypass 76 bewirkt eine Vorkühlung des Feuchtwassers im
Drucktank 50.
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Zusätzlich zu
dem ersten Bypass 76 oder anstatt diesem ersten Bypass 76,
kann ein zweiter Bypass 77 von der Vorlaufleitung 32 auf
der Ausgangsseite des Wärmetauschers 30 zurück zur Saugseite der
Umwälzpumpe 28 oder
vorzugsweise in den Drucktank 50 vorgesehen werden, wobei
der zweite Bypass 77 ein Druckelement oder Einstellventil 73 und
einen Wärmetauscherabschnitt 75 in
oder an der Feuchtwasserquelle 58 zur Kühlung des Feuchtwassers in
der Feuchtwasserquelle 58 enthält.
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Im
Drucktank 50 kann auf verschiedene Arten dafür gesorgt
werden, dass stets mindestens ein Minimum an Feuchtwasser enthalten
ist. Eine Möglichkeit
besteht darin, dass eine am Drucktank 50 vorgesehene Niveau-Sensorvorrichtung 79 zwei übereinander
angeordnete Niveau-Sensoren 79a und 79b enthält, in Abhängigkeit
von deren Signalen Feuchtwasser in den Drucktank 50 nachgefördert wird. Wenn
das Niveau 60 auf den unteren Sensor 79a abgesunken
ist, wird Feuchtwasser solange nachgefüllt, bis das Niveau 60 wieder
auf den oberen Sensor 79b angestiegen ist. Eine andere
Möglichkeit
kann darin bestehen, dass nur ein einziger Niveau-Sensor, z. B. 79a,
vorgesehen ist, welcher ein Signal gibt, wenn ein unteres Niveau 60 erreicht
wird, welches nicht unterschritten werden darf, und dass dann eine vorbestimmte
Menge Feuchtwasser in den Drucktank 50 nachgefüllt wird.
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Bei
der Ausführungsform
von 1 enthält die
Feuchtwasserquelle 58 beispielsweise einen Behälter zur
Konditionierung (Mischung und vorzugsweise auch Temperierung) des
Feuchtwassers. Gemäß der Erfindung
besteht jedoch auch die Möglichkeit,
nicht das konditionierte Feuchtwasser, sondern seine Komponenten
in den Drucktank 50 zu fördern, sodass der Drucktank 50 gleichzeitig
als Konditionierbehälter
zur Konditionierung (Mischung) des Feuchtwassers dient. Auch diese
Variante soll unter die Erfindung fallen unter dem Begriff, dass
dem Drucktank 50 Feuchtwasser zugeführt wird.
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Anstatt
einer Kühlvorrichtung 30, 31,
wie sie vorstehend beschrieben wurde, kann der Feuchtwasser-Rezirkulationskreislauf 26 eine
Temperiervorrichtung zum Temperieren des Feuchtwassers enthalten.