DE199488C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14 h. GRUPPE

WALTER SCHWARZ in DORTMUND.

Wärmespeicher. Patentiert im Deutschen Reiche vom 25, Mai 1905 ab.

Es ist allgemein bekannt, als Wärmespeicher mit Eisen oder Wasser gefüllte Gefäße in die Abdampfleitung einzuschalten. Dieselben dienen dazu, bei hohem Dampfdruck, also hoher Temperatur des Abdampfes die überschüssige Wärme aufzunehmen, und bei verminderter Dampfzuströmung durch Verdampfung der Wasserfüllung eine Druckerhöhung in dem Behälter herbeizuführen, um aus dem Behälter Dampf mit möglichst gleichbleibender Spannung entnehmen und hiermit Dampfmaschinen oder Dampfturbinen betreiben zu können.

Die bekannten Konstruktionen dieser Wärmespeicher beschränken sich auf die Anwendung von Eisenmassen und in Schalen aufgespeicherte Wassermengen, welche derart angeordnet sind, daß sie dem Dampf eine möglichst große Oberfläche bieten, so daß derselbe bei dem Bestreichen dieser Kühlflächen seine überschüssige Wärme abgibt. Es ist klar, daß nur dann ein vorteilhafter Austausch der Wärme stattfindet, wenn eine große Berührungsfläche geboten wird, und aus diesem Grunde ist bei sämtlichen Konstruktionen von Behältern mit größerer Tiefe Abstand genommen und zu der kostspieligen, aber günstigeren Anwendung flacher Schalen übergegangen. Bei einigen Konstruktionen wird auch der Dampf unmittelbar in das Wasser geleitet, um ein Aufwirbeln des Wassers und somit eine innige Berührung desselben herbeizuführen. Hier ist jedoch ein größerer Druckverlust durch die auf dem Auspuff ruhende Wassermenge unvermeidlich, und außerdem erscheinen solche Konstruktionen wegen der auftretenden Wasserschläge oder Stöße ungeeignet. Bei der gebräuchlichen Anwendung von Behältern wird der Dampf, um mit der gebotenen Oberfläche in Berührung zu kommen, zu Zickzackwegen gezwungen, und die Berührung ist um so wirksamer, je mehr der Dampf zwangsweise über die' Oberfläche geführt wird. Auch hierbei sind aber Druckverluste unvermeidlich. Es ist leicht ersichtlich, daß, um den Zweck der Wärmespeicher möglichst vollkommen zu erreichen und einen möglichst konstanten Dampfstrom bei intermittierend arbeitenden Maschinen zu erhalten, die genannten Vorrichtungen große Abmessungen erhalten und somit große Herstellungskosten bedingen.

Es ist ferner bekannt, das Wasser von Wärrriespeichern durch eine Pumpe in ständigen Umlauf zu versetzen, um Wasser und Dampf in möglichst innige Berührung miteinander zu bringen.

Der Gegenstand vorliegender Erfindung bezweckt nun, die Abmessungen und Herstellungskosten solcher Einrichtungen zu vermindern, sowie die sonst durch die gezwungene Führung bedingten Druckverluste zu v.ermeiden.

Hierzu wird der Grundgedanke des Gradierwerkes benutzt, indem das Wasser durch ein Berieselüngssystem in Tropfen zerlegt wird und mit immer wechselnder Fläche dem Dampf entgegenrieselt, so daß eine innige Mischung des Wassers und Dampfes herbeigeführt wird. Der Wärmeaustausch zwischen Dampf und Wasser ist daher vollkommen. Durch reichliche Abmessungen des Behälters, in welchem diese' Berieselung stattfindet, werden Druckschwankungen des zuströmenden Dampfes ver-

(2. Auflage, ausgegeben am 2S. Oktober igogj

mieden, während das Heben des Wassers auf die Höhe des Behälters durch eine Pumpe oder einen Injektor allerdings einen Arbeitsaufwand erfordert, der jedoch durch die erzielte größere Wirksamkeit der Einrichtung aufgewogen wird.

. Der Wärmespeicher ist als stehender oder liegender schmiedeeiserner oder ■ gußeiserner Behälter ausgebildet und erhält einen Einbau .

ίο zur Berieselung. Dieser Einbau besteht aus etagenförmig eingesetzten, mit Einläufröhren versehenen Böden und aus Streckmetall oder einem gleichwertigen Metall gebildeten Rieselflächen. Der. Abdampf tritt in den oberen Teil des Behälters ein und wird durch eine eingesetzte Wand nach unten geführt. Hier kehrt er oberhalb eines unter dem Einbau angebrachten durchlöcherten Bodens seine Richtung um und gelangt dann durch die Einlaufrohre nach oben in den Einbau. Die Lochquerschnitte in dem durchlöcherten Boden sind so bemessen, daß zum Durchfluß des Wassers eine kleine Druckhöhe nötig ist, so daß also stets eine Wasserschicht auf dem Boden liegt. Der in den Behälter eintretende Dampf durchströmt diesen, da derselbe großen Querschnitt besitzt, mit geringer Geschwindigkeit, so daß Zeit zum guten Wärmeaustausch mit dem von oben herabrieselnden Wasser vorhanden ist.

In der unteren Kammer sammelt sich das Wasser und wird durch eine Pumpe immer wieder nach der oberen Kammer gehoben. Falls die Pumpe das Wasser schneller aus der unteren Kammer entnimmt, als dasselbe zurückläuft, wird der Motor bei einem bestimmten Wasserstand in der unteren Kammer selbsttätig ausgeschaltet. . Die anzuwendende und in Umlauf zu setzende Wassermenge ist . äußerst gering, weil die herabfallenden Wassertropfen durch den entgegenströmenden Dampf immer wieder mitgerissen werden. Am Dampfeintrittsstutzen ist ein . Wasserabscheider eingebaut, welcher etwa mitgerissenes Wasser. in den Speicher befördert. Der Überschuß an Wasser durch Kondensatbildung wird durch eine selbsttätige Reguliervorrichtung entfernt. Auf dem oberen Deckel ist ein Sicherheitsventil angebracht, das bei zu hohem Druck ab-. bläst. Sinkt der Druck im Wärmespeicher bei langen Pausen der Fördermaschine oder aus anderen Ursachen unter einen bestimmten Betrag, so öffnet sich ein in die Frischdampfleitung eingebautes Ventil und läßt Frischdampf in den Wärmespeicher übertreten, bis der normale Betriebsdruck im Wärmespeicher wieder erreicht ist.

Vor dem Inbetriebsetzen des an den Wärmespeicher angeschlossenen Motors, z. B. einer Dampfturbine, wird die Umlaufpumpe in Tätigkeit gesetzt und die obere Wasserkammer. bis zum Rand der Überlaufrohre gefüllt, worauf das weiter zuströmende Wasser durch die Rohre und die Streckmetallschichten in die zweite Kammer gelangt und diese füllt, und so fort. Der Wärmeaustausch findet dann, sobald der Abdampf zuströmt, nicht nur durch die Oberfläche der Böden und Rohre, sondern auch durch Berieselung statt, und ist deshalb schnell und vollständig.

Infolge des guten Wärmeaustausches, den diese Konstruktion gewährleistet, sind zum Betriebe nur kleine Wassermengen erforderlich, hierdurch aber wird eine größere Gleichförmigkeit des Betriebes erzielt, als dies bei Wärmespeichern anderer Art, die mit großen Wassermengen arbeiten, möglich ist.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß bei dem Erfindungsgegenstand Wasserschläge nicht entstehen können und Verluste durch Drosselungen usw. kaum merklich sind, und daß durch die Anordnung der Pumpe außerhalb des Speichers dieselbe bequem zugänglich ist.

Claims (1)

1. Pate nt-Ans PRUCH :

   Wärmetransformator, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Wärmeaustausch erforderliche Flüssigkeit in einem Behälter durch eine äußerhalb desselben liegende Wasserhebevorrichtung (Pumpe, Injektor) in Umlauf versetzt und mittels eines im Behälter etagenförmig angeordneten Einbaues, welcher sich abwechselnd aus durch Böden und Einlauf rohre gebildeten Wasserräumen und aus durch Streckmetall oder ein gleichwertiges Metall gebildeten Rieselflächen zusammensetzt, in Tropfen und dünne Schichten zerteilt und zerstäubt wird zwecks Erzielung eines schnellen und guten Wärmeaustausches, wobei ein durchlöcherter unterer Boden die Dampfstöße abschwächt, so daß der Einbau geschont wird, während eine über dem Boden liegende Wasserschicht den Eintritt von Dampf in die Pumpe verhindert.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.