DE2606229B2 - Elektro-Dampferzeuger - Google Patents

Description

F i g. 2 einen Schnitt entsprechend der gebrochenen Linie H-Il in Fig. 1

Der Dampferzeuger weist einen zylindrischen Behälter 1 mit vertikaler Achse auf, die unten und oben mit je einem nach außen gewölbten Boden 2 bzw. 3 versehen ist. Der Durchmesser des Behälters ί 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 6 angetrieben wird. Der Druckstutzen 8 der Umwälzpumpe 7 ist an ein zentrales Rohr 10 angeflanscht, das den unteren Boden 2 durchdringt und sieh 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.

Im 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 dem Zwischenboden als Schicht von einer bestimmten Höhe sammelt Ungefähr auf halber Höhe des Behälters 1 sind in einer Horizontaleber.e gleichmäßig 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 Übersichtlichkeit halber weggelassen wird.

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 dem 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 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 Drehstromnetzes 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 kreisbogenförmigem Querschnitt auf, in welcher Kugeln 30 laufen. Die Kugeln 30 werden von einem im Querschnitt winkelförmigen Ring 3! übergriffen, so daß ein

ίο 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 öffnung einer Fangtasche 38 bewegbar ist Die Fangtaschen 38 werden von je einem an die Behälterinnenseite angeschweißten Blech 56 gebildet, das sich 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 Wasser 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 der 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 Überlauf dient. Das auf dem Zwischenboden 12 sich sammelnde Wasser 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 Wasser, wobei sich ein Niveau bildet. Sodann strömt das Wasser 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 Wasser 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 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 V, F i g. 2 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, so daß die Fangschalen einen mehr oder weniger großen Teil des auf den Düsen 13 austretenden Wassers auffangen. Das aufgefangene Wasser gelangt über die Schnäbel 36 in die Fangtaschen 38, aus denen es in den Wassersumpf zurückfließt. Durch

hi 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 Schwenkwin-

kels etwa linear verändert wird.

Es kann zweckmäßig 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 oder 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 10

Strahlen zugeführte Wasser über eine zu große Anzah Düsen abgeführt wird.

Anstatt die Böden 21 und den Zwischenboden 12 mi Düsen 55 bzw. 13 zu bestücken, ist es auch möglich, it den Böden selbst düsenförmige Austrittsöffnunger einzuarbeiten.

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

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektro-Dampferzeuger mit mindestens einer in einem Behälter angeordneten Elektrode, die als sich horizontal erstreckende, öffnungen zur Bildung vertikaler Wasserstrahlen aufweisende Schale ausgebildet ist, und mit einer Verteilvorrichtung für das zu verdampfende Wasser, die oberhalb der Elektrode angeordnet ist und eine Wasserkammer mit etwa horizontalem Boden bildet, der je Elektrode eine Gruppe von mehreren, zur Bildung vertikaler, gegen die zugehörige Elektrode gerichteter Wasserstrahlen dienenden öffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine in den Bereich der von der Verteilvorrichtung (12) kommenden Wasserstrahlen bewegbare Fangvorrichtung (35) vorgesehen is», deren die Wasserstrahlen schneidende Kante in bezug auf die Anordnung der öffnungen (13) im Boden der Verteilvorrichtung (12) so ausgebildet ist, daß bei der Bewegung der Fangvorrichtung (35) die Anzahl der stromführenden Wasserstrahlen sich etwa proportional zum zurückgelegten Weg verändert.

2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der schalenförmigen Elektrode (20) zwischen den öffnungen (55) Trennwände vorgesehen sind, durch die bei Teillast des Dampferzeugers das der Elektrode (20) zuströmende Wasser nur einem Teil der öffnungen (55) in der Elektrode zugeführt wird, wobei die Anzahl der so mit Wasser beschickten öffnungen zur Gesamtzahl der öffnungen (55) in der Elektrode (20) im gleichen Verhältnis steht wie die Anzahl der auf die Elektrode gerichteten Strahlen zur Gesamtzahl der öffnungen (13) in der Verteilvorrichtung (12).

3. Dampferzeuger nach Anspruch 1, mit vertikaler Achse des Behälters, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (13,55) in der Verteilvorrichtung (12) und/oder in der schalenförmigen Elektrode (20) auf den Schnittpunkten zweier Scharen spiegelbildlicher Evolventen (26) angeordnet sind.

4. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangvorrichtung (35) als zwischen der Verteilvorrichtung (12) und der Elektrode (20) um die Behälterachse schwenkbare Fangschale ausgebildet ist.

5. Dampferzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangschale (35) aus einem Rohr (10) gelagert ist, das koaxial zur Achse des Behälter (1) in diesem angeordnet ist und der Zufuhr des zu verdampfenden Wassers zur Verteilvorrichtung (12) dient.

6. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (13, 55) im Boden der Verteilvorrichtung (12) und/oder der Elektrode (20) von in den betreffenden Boden eingesetzten Düsen gebildet sind.

7. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der schalenförmigen Elektrode (20) ein Auffanggitter (15) für die von der Elektrode kommenden Wasserstrahlen vorgesehen ist.

Die Erfindung betrifft einen Elektrodampferzeuger mit mindestens einer in einem Behälter angeordneten Elektrode, die als sich horizontal erstreckende, öffnungen zur Bildung vertikaler Wasserstrahlen aufweisende Schale ausgebildet ist, und mit einer Verteilvorrichtung für das zu verdampfende Wasser, die oberhalb der Elektrode angeordnet ist und eine Wasserkammer mit etwa horizontalem Boden bildet, der je Elektrode eine Gruppe von mehreren, zur Bildung vertikaler, gegen die zugehörige Elektrode gerichteter Wasserstrahlen dienenden öffnungen aufweist.

Ein Elektrodampferzeuger dieser Art ist aus der DE-PS 4 10 256 bekannt. Bei diesem Dampferzeuger sind die die vertikalen Wasserstrahlen erzeugenden öffnungen in Form vertikaler Rohre in der Verteilvorrichtung angeordnet. Um bei Teillastbetrieb des Dampferzeugers nur einen Teil dieser Rohre mit Wasser zu beaufschlagen, enden die Rohre verschieden hoch über dem Boden der Verteilvorrichtung. Dies hat zur Folge, daß das in der Verteilvorrichtung angestaute Wasser über den oberen Rohrenden unterschiedlich hoch steht, so daß die Durchflußmenge eines Rohres verschieden ist von der DurchfluOmenge eines benachbarten Rohres, dessen oberes Ende höher oder tiefer liegt. Es entstehen somit kontinuierliche Wasserstrahlen neben diskontinuierlichen Wasserstrahlen, was noch dadurch verstärkt wird, daß die Wasseroberfläche in der Verteilvorrichtung auch bei Betrieb mit konstanter Last sich stets etwas in Bewegung befindet. Damit ergeben sich Pulsationen oder Fluktuationen in der Dampfproduktion wie auch in der Stromaufnahme, was sich ungünstig auf die am Dampferzeuger angeschlossenen Verbraucher bzw. auf den Betrieb des Dampferzeugers selbst auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Dampferzeuger der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß er auf konstruktiv einfache Weise in seinem ganzen Lastbereich ein günstigeres Betriebsverhalten aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine in den Bereich der von der Verteilvorrichtung kommenden Wasserstrahlen bewegbare Fangvorrichtung vorgesehen ist, deren die Wasserstrahlen schneidende Kante in bezug auf die Anordnung der öffnungen 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.

Bei dem neuen Dampferzeuger steht das Wasser über allen öffnungen der Verteilvorrichtung gleich hoch, so daß alle öffnungen praktisch von der gleichen Wassermenge durchströmt werden und alle öffnungen kontinuierliche Wasserstrahlen bilden. Damit wird eine gleichmäßige Dampfproduktion erreicht, was sich auf den Betrieb des Dampferzeugers günstig auswirkt. Dieses Verhalten gilt für alle Lasten des Dampferzeugers, denn auch bei Teillast steht über alle Öffnungen der Verteilvorrichtung eine gleich hohe Wasserschicht, deren Niveau höher oder auch tiefer als bei Teillast liegen kann. Die bei Teillast zu erzeugende geringere Dampfmenge wird auf einfache Weise durch eine entsprechende Bewegung der Fangvorrichtung bewirkt, die dann einen Teil der aus der Verteilvorrichtung austretenden Wasserstrahlen »abschneidet« und an der Elektrode vorbei führt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

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