DE2606229A1

DE2606229A1 - Elektro-dampferzeuger

Info

Publication number: DE2606229A1
Application number: DE19762606229
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Dipl Ing Zabelka
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1976-01-30
Filing date: 1976-02-17
Publication date: 1977-08-25
Also published as: US4109137A; DE2606229C3; DE2606229B2; CH592843A5

Description

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Gebrüder Sulzer " Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz El ektro-Darnpf erzeuger

Die Erfindung betrifft einen Elektrodampferzeuger mit mindestens einer in einem Behälter angeordneten Elektrode und einer das zu verdampfende Waser in Form von Strahlen gegen die Elektrode führenden Verteilvorrichtung.

Bei bekannten Dampferzeugern dieser Art sind die Elektroden vertikal um eine zentrale Verteilvorrichtung herum angeordnet, wobei an den Elektroden ein Drehstromnetz angeschlossen ist. Die von der Verteilvorrichtung gegen die Elektroden gerichteten Wasserstrahlen werden vom Strom durchflossen, wobei ein Teil des Wassers der Strahlen verdampft. Der so gebildete Dampf sammelt sich im Behälter und wird dann Dampfverbräuchern zugeführt. Das nicht verdampfte Wasser fliesst, weitere Strompfade bildend, von den Elektroden zurück in einen im unteren Teil des Behälters befindlichen Sumpf. Bei Aenderungen der aufgenommenen elektrischen Lei-Etaig wird bei den bekannten Dampferzeugern eine mehr oder weniger grosse Anzahl der von der Verteilvorrichtung ausgehenden Wasserstrahlen aufgefangen, so dass das aufgefangene Wasser die Elektroden nicht erreicht. Ein Nachteil der bekannten Dampferzeuger ist, dass wegen der vertikalen Anordnung der Elektroden und der Ver-

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teilvorrichtung der Dampferzeuger eine verhältnisraässig grosse Bauhöhe hat, denn wegen der gebogen.verlaufenden Wasserstrahlen muss die Auffangfläche der Elektroden in vertikaler Richtung recht gross sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dampferzeuger der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Bauhöhe kleiner . ist als bei den bisherigen und dessen auf das Volumen bezogene Dampferzeugurifeleistung grosser ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Elektrode als sich horizontal erstreckende, Oeffnungen zur Bildung vertikaler V/asserstrahlen aufweisende Schale ausgebildet ist und dass die Verteilvorrichtung oberhalb der Elektrode angeordnet ist und eine Wasserkammer mit etwa horizontalem Boden bildet, der je Elektrode eine Gruppe von mehreren, zur Bildung vertikaler Wasserstrahlen dienenden Oeffnungen aufweist. Dadurch, dass die Oeffnungen in der Verteilvorrichtung nunmehr in einer Horizontalebene angeordnet sind und die Elektrode schalenförmig ausgebildet und ebenfalls horizontal angeordnet ist, lässt sich die Höhe der Elektrode und damit die Bauhöhe des Dampferzeugers erheblich verringern. Dies ermöglicht, den erfindungsgemässen Dampferzeuger in einem eine normale Geschosshöhe aufweisenden Untergeschoss von Wohnhäusern, Spitälern und dergleichen Gebäuden unterzubringen. Durch die schalenförmige Gestaltung der horizontalen Elektrode und die horizontale Anordnung der Oeffnungen in der Verteilvorrichtung lässt eine einheitliche, vertikale, geradlinige Führung der aus dieser Vorrichtung austretenden Wasserstrahlen erreichen,

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was ausserdeni ermöglicht, die Dampferzeugungsleistung gegenüber vertikal angeordneten Elektroden zu erhöhen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Besehreibung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Dampferzeuger gemäss der Erfindung und

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der gebrochenen Linie II - II in Fig. 1.

Der Dampferzeuger weist einen zylindrischen BehälterImLt vertikaler Achse auf, der unten und oben mit je einem nach aussen gewölbten Boden 2 bzw. 3 versehen ist. Der Durchmesser des Behälters 1 ist etwa gleich der Höhe des Behälters, so dass dieser eine gedrungene Form hat. Am unteren Boden 2 ist ein Rohrbogen 4 angeschlossen, der über eine Flanschverbindung mit dem Saugstutzen 5 einer Umwälzpumpe 7 verbunden ist, die von einem Elektromotor angetrieben wird. Der Druckstutzen 8 der Umwälzpumpe 7 ist an ein zentrales Rohr 10 angeflanscht, das den unteren Boden 2 durchdringt und sich bis nahe unter den oberen Boden 3 erstreckt. Das untere Ende des Rohres 10 ist zylindrisch ausgebildet, während es nach oben hin in einen dreieckförmigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken übergeht. Am unteren Boden 2 ist eine Rohrleitung 50 angeschlossen, über die.mittels einer nicht dargestellten Speisepumpe Speisewasser zugeführt wird, das im unteren Teil des Behälters, einen Sumpf bildet.

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Iin Bereich des oberen Bodens 3 ist unterhalb der Mündung des zentralen Rohres 10 - oder auf gleicher Höhe wie diese Mündung ein ebener Zwischenboden 12 vorgesehen, der Teil einer Verteilvorrichtung für das zu verdampfende Wasser ist, das sich auf dein Zwischenboden als Schicht von einer bestimmten Höhe sammelt. Ungefähr auf halber Höhe des Behälters 1 sind in einer Horizontalebene gleichrnässig auf den Umfang verteilt drei schalenförmige Elektroden 20 vorgesehen. Jede Elektrode 20 besteht aus einem etwa horizontalen Boden 21 und einem daran angeschweissten, sich nach oben erstreckenden und im Grundriss segmentförmig gestalteten Rahmen 22. Der Boden 21 ist mit Sechsundsechzig Düsen 55 bestückt, deren Austrittsöffnungen auf den Schnittpunkten zweier Scharen zu einer in der Behälterachse liegenden Radialebene spiegelbildlicher Evolventen 26 angeordnet sind. Oberhalb der Düsen 55 sind mehrere, zueinander parallele Roststäbe 25 im Rahmen 22 befestigt, die ein Gitter bilden und in Fig. 2 links der Bruchlinie b der Uebersichtlichkeit halber weggelassen sind.

Unterhalb jeder Elektrode 20 ist ein Auffanggitter 15 vorgesehen, das aus hochkant nebeneinander angeordneten Flacheisen 16 besteht und mit vier Stelzen 14 auf dem unteren Boden 2 ruht. Jede Elektrode 20 wird über zwei keramische Isolatoren 18 vom unter ihr befindlichen Auffanggitter 15 getragen, das zu diesem Zweck zwei horizontale auskragende Platten 17 aufweist. Durch die Isolatoren 18 ist die betreffende Elektrode gegen das Auffanggitter 15 elektrisch isoliert. Die Stromzufuhr zu den drei Elektroden 20 erfolgt über je eine Stange 41, die mit ihrem einen Ende über ein Verbindungsblech 43 mit dem Boden 21 verbunden ist und mit ihrem anderen

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Ende jeweils durch einen schrägen, in einer Radialebene sich erstreckenden Stutzen 42 des Behälters 1 nach aussen geführt ist. Die Stangen 41 sind von Isolatoren 40 umgeben. An den äusseren Enden der Stangen 41 sind die drei Phasen eines Drehströnnetzes in nicht näher dargestellter Weise angeschlossen.

Jeder Elektrode 20 ist eine Gruppe von mehreren Düsen 13 zugeordnet, die am Zwischenboden 12 angebracht sind und vertikale, gegen die zugehörige Elektrode gerichtete Wasserstrahlen bilden. Dicht unterhalb des Zwischenbodens 12 ist am Behälter 1 eine Rohrleitung 51 angeschlossen, die den im Behälter erzeugten Sattdampf zu nicht dargestellten Verbrauchern führt.

Ausserdem ist der Zwischenboden 12 auf seiner Unterseite konzentrisch zum zentralen Rohr 10 mit einem Rohrabschnitt 28 versehen, der an seinem unteren Ende einen Flansch 29 aufweist. Der Flansch 29 weist auf seiner Oberseite eine Ringnut mit kreisbogenfömigem Querschnitt auf, in welcher Kugeln 30 laufen. Die Kugeln 30 werden von einem im Querschnitt winkelförmigen Ring 31 übergriffen, so dass ein Axiallager gebildet wird. An dem Ring 31 sind über dessen Umfang verteilt drei Fangschalen 35 angeschweisst, von denen jede einer der drei Gruppen von Düsen 13 zugeordnet ist und in den Bereich der von diesen Düsen ausgehenden Wasserstrahlen geschwenkt werden kann. Jede Fangschale 35 ist mit einem Schnabel 36 versehen, der gegen die Wand des Behälters 1 gerichtet und zusammen mit der Fangschale oberhalb der Oeffnung einer Fangtasche 38 bewegbar ist. Die Fangtaschen 38 werden von je einem an die Behälterinnenseite angeschweissten· Blech 5*6 gebildet, das sich

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nach unten bis kurz oberhalb des Wassersumpfes erstreckt. Wenn die Fangschalen 35 in den Bereich unterhalb der Düsen 13 geschwenkt sind, wird also ein Teil der Wasserstrahlen mittels der Fangschalen aufgefangen und das aufgefangene V/asser in die Fangtaschen 38 geleitet, so dass dieses abgefangene Wasser nicht mit den Elektroden 20 in Berührung kommt .,und somit keinen Strom führt.

Die Wirkungsweise des Dampferzeugers ist wie folgt: Mittels der Umwälzpumpe 7 wird Wasser aus dem Sumpf angesaugt und über das zentrale Rohr 10 auf den Zwischenboden 12 gefördert, wo sich eine Wasserschicht ausbildet, deren Höhe von d.er Fördermenge der Umwälzpumpe und der Summe der Austrittsquerschnitte aller Düsen 31 abhängig ist. Zum Druckausgleich zwischen dem Raum oberhalb und dem Raum unterhalb des Zwischenbodens 12 ist ein Rohr 52 vorgesehen, das zugleich auch als Ueberlauf dient. Das auf dem Zwischenboden 12 sich sammelnde V/asser verteilt sich auf die Düsen 13 und gelangt in einer Vielzahl von vertikalen Strahlen auf das Gitter 25 der schalenförmigen Elektroden 20. In diesen Schalen sammelt sich das V/asser, wobei sich ein Niveau bildet. Sodann strömt das V/asser über die Düsen 55 auf das darunter befindliche Auffanggitter 15 und von dort in den Sumpf. Der über die Stangen 41 zugeführte Strom fliesst von den schalenförmigen Elektroden 20 einerseits dem fallenden V/asser entgegen zu den Düsen 13 und andererseits mit dem fallenden Wasser zum Auffanggitter 15. Die Düsen 13 wie auch die Auffanggitter 15 sind elektrisch mit dem Behälter 1 verbunden und weisen Nullpotential auf. Beim Stromdurchgang durch die Wasserstrahlen entsteht Dampf, der

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sich unterhalb des Zwischenbodens 12 sammelt und über die Leitung 51 den Behälter verlässt.

Bei Vollast des Dampferzeugers sind die drei Fangschalen 35 ausserhalb des Bereichs der aus den Düsen 13 austretenden Wasserstrahlen- Bei kleinerer Last wird der Ring 31 mit den- drei Fangschalen 35 durch nicht gezeichnete Mittel in Fig. 2 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, so dass die Fangschalen einen mehr oder veniger grossen Teil des aus aen Düsen 13 austretenden Wassers auffangen. Das aufgefangene Wasser gelangt über die Schnäbel in die Fangtaschen 38, aus denen es in den Wassersumpf zurückfliesst. Durch die besondere Anordnung der Düsen 55 auf den Schnittpunkten zweier äquidistanter Evolventenscharen wird erreicht, dass die Anzahl der von den Fangschalen erfassten Wasserstrahlen in Funktion des Schwenkwinels etwa linear verändert wird.

Es kann zweckrnässig sein, auf dem Boden 21 der schalenartigen Elektroden 20 beispielsweise die einzelnen Düsen 55 umgebende Trennwände derart vorzusehen, dass das Wasser die Schale etwa in der gleichen Achse verlässt, wie es ihr zugeführt wurde. Es ist auch denkbar, Trennwände in den Schalen so anzubringen, dass sich das Wasser innerhalb der betreffenden Elektrode nicht auf eine grössere Fläche oder grössere Anzahl von die Elektrode verlassenden Strahlen verteilt als etwa der Anzahl der der Elektrode zuströmenden Strahlen entspricht. Schliesslich können die Trennwände in ihrer Höhe abgestuft sein. Auf diese Weise lässt sich verhindern, dass bei kleiner Last das in nur wenigen Strahlen zuge-

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führte Wasser über eine zu grosse Anzahl Düsen abgeführt wird.

Anstatt die Böden 21 und den Zwischenboden 12 mit Düsen 55 bzw.
13 zu bestücken, ist es auch möglich, in den Boden selbst düsenförmige Austrittsöffnungen einzuarbeiten.

Der erfindungsgemässe Dampferzeuger kann auch statt mit drei Elektroden mit nur einer Elektrode versehen sein.

Die Erfindung ist nicht auf Behälter mit vertikaler Achse beschränkt. Es ist auch möglich, zylindrische Behälter mit horizontaler Achse zu verwenden, wobei dann die schalenförmigen Elektroden in Richtung der horizontalen Achse gestaffelt angeordnet werden. Entsprechend sind dann auch die Fangschalen axial verschiebbar angeordnet.

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Claims

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Patentansprü.che

1./ Elektro-Dampferzeuger mit mindestens einer in einem Behälter angeordneten Elektrode und einer das zu verdampfende V/asser in Form von Strahlen gegen die Elektrode führenden Verteilvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode als sich horizontal erstreckende, Oeffnungen zur Bildung vertikaler Wasserstrahlen aufweisende Schale ausgebildet ist und dass die Verteilvorrichtung oberhalb der Elektrode angeordnet ist und eine Wasserkammer mit etwa horizontalem Boden bildet, der je Elektrode eine Gruppe von mehreren, zur Bildung vertikaler Viasserstrahlen dienenden Oeffnungen aufweist.

2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der'schalenförmigen Elektrode ein Auffanggitter für die von der Elektrode kommenden Wasserstrahlen vorgesehen ist.

3. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, durch die bei Teillast des Dampferzeugers das der Elektrode zuströmende Wasser nur einem Teil der Oeffnungen in der Elektrode zugeführt wird, wobei die Anzahl der so mit Wasser beschickten Oeffnungen zur Gesamtzahl der Oeffnungen in der Elektrode im gleichen Verhältnis steht wie die Anzahl der auf die Elektrode gerichteten Strahlen zur Gesamtzahl der Oeffnungen in der Verteilvorrichtung.

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ORIGINAL INSPECTED

A. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine in den Bereich der von der Verteilvorrichtung kommenden Wasserstrahlen bewegbare Fangvorrichtung vorgesehen ist, deren die Viasserstrahlen schneidende Kante in Bezug auf die Anordnung der Oeffnungen im Boden der Verteilvorrichtung so ausgebildet ist, dass bei der Bewegung der Fangvorrichtung die Anzahl der stromführenden Wasserstrahlen sich etwa proportional zum zurückgelegten Weg verändert.

5. Dampferzeuger nach Anspruch 4, mit vertikaler Achse des Behälters, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnungen in der Verteilvorrichtung und/oder in der schalenformigen Elektrode auf den Schnittpunkte-·^ we ie r Scharen spiegelbildlicher Evolventen angeordnet sind.

6. Dampferzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verteilvorrichtung und der Elektrode ein um die Behälterachse und in den Bereich der von der Verteilvorrichtung kommenden Wasserstrahlen schwenkbare Fangschale vorgesehen ist.

7. Dampferzeuger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fangschale auf einem Rohr gelagert ist, das koaxial zur Achse des Behälters in diesem angeordnet ist und der Zufuhr des zu verdampfenden V/assers zur Verteilvorrichtung dient.

8. Dampferzeuger nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass

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die Atistrittsöffnungen im Boden der Verteilvorrichtixng und/ oder der Elektrode von in den betreffenden Boden eingesetzten Düsen gebildet sind.

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