DE1092044B

DE1092044B - Dampfstrahlpumpe

Info

Publication number: DE1092044B
Application number: DES49759A
Authority: DE
Inventors: Fritz Schupp
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-07-28
Filing date: 1956-07-28
Publication date: 1960-11-03

Description

Dampfstrahlpumpe Dampfstrahlpumpen, wie sie beispielsweise in Kondensationsanlagen zum Absaugen von Fördergemischen aus kondensierbaren und nicht kondensierbaren Anteilen benutzt werden, weisen den Nachteil auf, daß bei einstufiger Ausbildung das erreichbare Druckverhältnis verhältnismäßig beschränkt ist. Dies ist besonders darauf zurückzuführen, daß das Fördergemisch infolge Erwärmung im Mischraum in seinem Volumen stark erhöht wird und die Verdichtungsarbeit durch Reibung in den engen Querschnitten des Strahlersystems gesteigert wird. Man pflegt daher, sobald größere Druckverhältnisse verlangt werden, mehrere Stufen vorzusehen, was aber den großen Nachteil hat, daß für jede Stufe frischer Treibdampf zugeführt werden muß. Infolgedessen wird die Wirtschaftlichkeit derartiger Strahler sehr ungünstig beeinflußt.
Die Erfindung geht nun davon aus, daß es bei Dampfstrahlern möglich ist, eine wesentliche Entlastung des Strahlersystems und damit Verbesserung der Arbeitsweise zu erzielen, wenn der abgesaugte Dampfanteil vor dem Eintritt in den Strahler kondensiert wird. Dieser Gedanke wird in der Regel bei mehrstufigen Strahlern bei den nachgeschalteten Strahlerstufen angewendet, indem zwischen den Strahlerstufen Zwischenkondensatoren angeordnet werden.
Für einstufige Strahler ist, wie an sich bekannt, auch schon vorgeschlagen, in dem Leitungssystem vor dem Strahler einen besonderen Kondensator vorzuschalten. Dies bedingt aber eine beträchtliche Komplikation der Anlage und des vorhandenen Leitungssystems sowie einen nicht unmerklichen Aufwand. Die Erfindung strebt auf einem einfachen und weniger Aufwand erfordernden Wege eine Lösung an.
Gegenstand der Erfindung ist eine zum Absaugen eines Fördergemisches aus kondensierbaren und nicht kondensierbaren Anteilen dienende Dampf strahlpumpe mit Kühlung des angesaugten Fördergemisches im Mischraum. Die Erfindung besteht darin, daß der freie Dampfstrahl des Strahlers allseitig von einer im Mischraum angeordneten, vorzugsweise schlangen-oder gitterförmigen Kühleinrichtung umhüllt ist und die Kühleinrichtung wiederum allseitig von einem Verteilerraum für das angesaugte Fördermittel umgeben ist. Gewissermaßen ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Mischraum zugleich als Kondensator zur Vorabscheidung des Wasserdampfes ausgebildet. Auf diesem Wege wird mit geringem baulichem Aufwand eine bedeutende Verbesserung der Arbeitsweise des Strahlers erreicht, die es unter Umständen ermöglicht, mit einem einstufigen System in Fällen auszukommen, in denen bisher wegen des großen Dampfvolumens zweistufige Systeme benötigt werden. Es sei erwähnt, daß an sich bereits eine Strahlpumpenanordnung mit einem Diffusorsystem zur Kondensation des Dampfes eines aus einem Kondensator mit unvollkommener Kondensation entnommenen Luftdampfgemisches bekanntgeworden ist, bei welcher das dem gekühlten, als Kondensator wirkenden Diffusorsystem zugeführte Kühlwasser einen kleinen Wandabschnitt des Mischraumgehäuses berührt.
Charakteristisch ist für diese Anordnung im Gegensatz zur Erfindung, daß der in dem Gemisch enthaltene Wasserdampf erst hinter dem Mischraum kondensiert wird. Eine wirksame Kühlung des von der Strahlpumpe angesaugten Gemisches vor dem Eintritt desselben in den Saugbereich ist dagegen bei dieser Anordnung weder beabsichtigt noch möglich.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Kühlwirkung noch intensiviert werden, wenn das Strahlergehäuse wenigstens im Bereich des Mischraumes von einem zusätzlichen Kühlmantel umgeben ist. Die den Dampfstrahl umhüllende Kühleinrichtung kann an sich jede beliebige Ausbildung besitzen; beispielsweise kann an Stelle eines Röhrenkühlers oder Schlangenkühlers auch ein System von Düsen vorgesehen werden, die den Dampfstrahl allseitig umhüllen und in dem Deckel des Mischraumes angeordnet sind. Hierdurch wird ein den .Dampfstrahl umhüllender Wasserschleier in dem Mischraum erzeugt, durch den das Fördergemisch aus dem umgebenden Verteilerraum angesaugt wird.
Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß durch Abheben des Strahlerdeckels die Kühleinrichtung und die inneren Teile des Strahlers freigelegt werden können. 1n dem die Kühleinrichtung tragenden Deckel kann gleichzeitig in an sich bekannter Weise die Düse für die Einführung des Dampfstrahlers eingebaut sein.
Für die Kühlung der Mischfördermenge kann entweder Frischwasserkühlung oder eine Kühlung durch Betriebswasser vorgesehen werden, wobei wahlweise eine Umschaltung von der einen auf die andere Kühlart vorgesehen sein kann. Die Anwendung einer Betriebswasserkühlung ist dann vorzusehen, wenn Förder- und Treibdampf als Kondensat zurückgewonnen und ebenso die Wärme wiedergewonnen _werden soll.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein erfindungsgemäß ausgebildeter Dampfstrahler wiedergegeben, der mit einem Wasserstrahler kombiniert ist. Hierin bedeutet A einen die erste Stufe bildenden Dampfstrahler, B einen Wasserstrahler, der die zweite Stufe dargestellt, C ist eine Betriebswasserpumpe und D ein Betriebswasserbehälter mit Einbauten zur Luftabscheidung. Über das Ventil a wird der Treibdampf dem Dampfstrahler A zugeleitet. Der Dampf durchströmt hinter der Düse q den Mischraum r, gelangt in den Diffusor s und von da in den Ausstoßbehälter z. Das angesaugte Luftdampfgemisch tritt über das Ventil c in den Mischraum r, in dem ein Gitter von U-Rohren bzw. ein Rohrschlangensystem v vorhanden ist, welches von dem angesaugten Luftdampfgemisch durchströmt werden muß. Die Anordnung der Kühleinrichtung v in dem Mischraum y ist hierbei eine derartige, daß vor dem Eintritt in die Kühleinrichtung ein ringförmiger Verteilungsraum vorhanden ist. Die Kühleinrichtung ist mit zwei getrennten Ringräumen zu, und x in dem Mischraumdeckel verbunden, von denen der eine mit der Kühlwasserzuleitung g und der andere mit der Ableitung k verbunden ist. Letztere kann zu dem Betriebswasserbehälter zurückgeführt werden.
Durch die Kühleinrichtung v wird das angesaugte Luftdampfgemisch intensiv gekühlt, wodurch der angesaugte Dampf heruntergekühlt und kondensiert wird. Das Kondensat wird über die Leitung h in den Kondensator zurückgeführt.
An Stelle einer Röhrenkühlung od. dgl. kann auch eine Einspritzkühlung vorhanden sein, wobei das Luftdampfgemisch durch einen Wasserstrahlmantel hindurchgeführt wird.
Eine weitere Intensivierung der Kühlung wird noch dadurch erreicht, daß das Mischraumgehäuse mit einem Kühlmantel y umgeben ist, der über das Ventil b mit Kühlwasser beschickt wird. Bei dieser Anordnung wird das Fördergemisch des Dampfstrahlers sowohl von außen wie im Innern abgekühlt. Unter Umständen kann eine weitere Verbesserung der Kühlung noch dadurch herbeigeführt werden, daß der innere Kühler v oder auch der Innenmantel des Gehäuses mit Kühlrippen versehen wird.
Weiter kann der Kühlmantel y in der Strömungsrichtung des Treibdampfes bis über den Diffusor hinaus verlängert sein. Läßt man ihn radial in eine zentrische Ringbohrung oder Rundbohrung münden, so kann diese als Treibdüse für den die zweite Stufe bildenden Wasserstrahler B dienen, durch welche der nichtkondensierte Teil des Gemisches der ersten Strahlerstufe abgesaugt wird. Vorteilhafterweise kann die den Diffusor s umgebende Ausstoßkammer z noch eine Einrichtung zum Einspritzen von Kühlwasser aufweisen, durch die das Volumen des der Dampfstrahlerstufe zugeleiteten Gemisches wirksam weiter herabgesetzt wird und gleichzeitig eine Verminderung der Verdichtungsarbeit des Dampfstrahlers erreicht wird.
Die Buchstaben d und f bezeichnen Ventile, die es möglich machen, entweder unmittelbar durch den Wasserstrahler B ein Dampfluftgemisch anzusaugen bzw. aus dem Ausstoßraum z des Dampfstrahlers A die Luft über die Leitung i dem Entlüftungssystem l zuzuführen.
Wie die Zeichnung erkennen läßt, werden die Teile der beiden Strahlerstufen direkt übereinander angeordnet, wodurch sich ein einfacher und zweckmäßiger Aufbau bei einfachster und im wesentlichen symmetrischen Gestaltung der Teile ergibt. Auf der oberen Seite ist das Mischgehäuse des Dampfstrahlers A mit einem die Kühleinrichtung v tragenden Deckel derart verbunden, daß durch Abheben des Mischgehäusedeckels die Kühleinrichtung entfernt und der Dampfstrahler im Innern freigelegt wird.
Einzelheiten der beschriebenen Anordnung können selbstverständlich abgeändert werden. Die Erfindung ist insbesondere nicht auf die Anordnung entsprechend dem Ausführungsbeispiel beschränkt, bei der ein Dampf- und Wasserstrahler miteinander vereinigt sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Zum Absaugen eines Fördergemisches aus kondensierbaren und nicht kondensierbaren Anteilen dienende Dampfstrahlpumpe, bei der das angesaugte Fördergemisch im -Mischraum gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Dampfstrahl des Strahlers (A) allseitig von einer im Mischraum (r) geführten, vorzugsweise Schlangen-oder gitterförmigen Kühleinrichtung (v) umhüllt ist und die Kühleinrichtung (v) wiederum allseitig von einem Verteilerraum für das angesaugte Fördermittel umgeben ist.
2. Dampfstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (v) von einem lösbar mit dem Strahlergehäuse verbundenen Deckel getragen wird, welcher mit Sammelkanälen (w, x) für die Zu- und Ableitung des Kühlmittels versehen ist.
3. Dampfstrahlpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlergehäuse wenigstens im Bereiche des Mischraumes (r) von einem zusätzlichen Kühlmantel (y) umgeben ist, durch den ein weiterer Kühlflüssigkeitsstrom geführt wird.
4. Dampfstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Dampfstrahl allseitig umhüllende Kühleinrichtung (v) durch ein System von in dem Deckel des Mischraumes (r) angeordneten, an Kühlmittelkanäle in dem Deckel angeschlossenen Einspritzdüsen gebildet ist, welche einen den Dampfstrahl umhüllenden Wasserschleier in dem Mischraum erzeugen, durch den das Fördergemisch aus dem umgebenden Verteilerraum angesaugt wird.
5. Dampf strahlpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kühleinrichtung (v) des Mischraumes (r) tragenden Deckel des Strahlergehäuses zugleich in an sich bekannter Weise die Dampfdüse des Strahlers (A) trägt.
6. Dampfstrahlpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Kühlmantel, der die Kühleinrichtung (v) des Mischraumes (y) und den diesen umgebenden Verteilerraum einschließt, über den Mischraum (r) des Strahlers (a) hinaus verlängert ist und sein Kühlmittel einem nachgeschalteten Wasserstrahler (B) als Treibmittel zugeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 399 607, 281693, 577836.