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Dampfkondensator. Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung,
mittels welcher hafthaltige Dämpfe unter Zuhilfenahme eines Dampfstrahlapparates
aus einem Hauptkondensator abgesogen und durch eine oder mehrere Luftpumpen in die
Atmosphäre befördert werden. Wenn aus einem Hauptkondensator Luft mittels eines
Dampfstrahles abgesogen wird, der sie in einen Hilfsoberflächenkondensator treibt,
in dem der Dampf durch Kühlwasser kondensiert wird, das zur Verwendung in den Kesseln
nicht geeignet ist und aus dem die Luft mittels einer Luftpumpe entfernt wird, so
ist die in dem Dampfstrahl enthaltene Wärme verloren. Der Erfindungsgegenstand ermöglicht
die Erreichung von W ärmewir-I:ungen, .die gestatten, die Größe der Luftpumpe oder
der Luftpumpen und die erforderliche Betriebskraft zu verringern; die Einrichtung
ist so getroffen, daß die Wärme des Dampfstrahles und der lufthaltigen Dämpfe des
Kondensators durch Kesselspeisewasser nützlich aufgenommen wird, so daß die Luftpumpe
imstande ist, eine große Menge Luft des Vakuumsvatems zu bewältigen, wodurch bei
veränderlichen Betriebsbedingungen ein sicheres Arbeiten erreicht wird.
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Bei dem Erfindungsgegenstand wird eine geregelte Menge Kesselspeisewasser,
die nur genügt, um die Wärme des Dampfstrahles nützlich aufzunehmen, in einen Behälter
eingelassen, in dem sie den Dampf des Dampfstrahlapparates niederschlägt und in
dem die Temperatur der Dämpfe höher gehalten wird als diejenige der Dämpfe im Kondensator,
wodurch die zum Niederschlagen des Dampfes im Behälter erforderliche Wassermenge
und somit auch die Kraft zum Hinauspumpen dieses Wassers in die Atmosphäre vermindert
wird. Das erwärmte Wasser wird aus dem Behälter bei einer höheren Temperatur als
die lufthaltigen Dämpfe gesondert herausgeschafft, wobei der Luftdruck oder die
Dichtigkeit der lufthaltigen Dämpfe infolge Niederschlagens der Dämpfe durch einen
anderen Teil Kesselspeisewasser von niedrigerer Temperatur als das aus dem Behälter
herausgeschaffte erhöht wird, so daß das Volumen eines gegebenen Luftgewichtes und
somit die Abmessungen der Luftpumpe sowie die zum Hinausbefördern der Luft in die
Atmosphäre erforderliche Kraft verringert werden.
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Ein Merkmal dieser Erfindung besteht darin, daß keine Vorrichtung
zum Kühlen des die lufthaltigen Dämpfe niederschlagenden und kühlenden Wassers erforderlich
ist; somit besteht keine Gefahr von Undichtheiten, wie sie bei mit Meerwasser künstlich
gekühltem Wasser vorkommen können. Außerdem wird das Gewicht und der erforderliche
Raum verringert oder, wenn die Abmessungen der Pumpe beibehalten werden,
kann
deren Hubzahl pro Minute verkleinert und somit der Verschleiß vermindert werden.-Die
technische Wirkung der Vorrichtung kann sowohl mit Oberflächen- als mit Strahlkondensatoren
erreicht werden.
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Wenn z. B. die für einen Dampfstrahl verwendete Dampfmenge zur Entfernung
eines großen Luftgewichtes genügt, um die Temperatur des ganzen Kondensates des
Hauptkondensators um 5° C zu erhöhen, so würde dieselbe Dampfmenge die Temperatur
eines Drittels des Kondensates oder eines Drittels der gesamten, für die Kessel
erforderlichen Speisewassermenge um 15' C erhöhen. Angenommen, daß in einem Oberflächenkondenator
das Vakuum 96 Prozent und die Temperatur der Dämpfe 30° C beträgt und daß das Kondensat
mittels einer besonderen Pumpe bei 2d.° C dem Kondensator entzogen wird. Wenn ein
Drittel der gesamten Kondensatmenge bei 24° C in den Dampfstrahlbehälter eingeführt
wird, so wird es den Behälter mit etwa .4o° C verlassen und die Temperatur der Dämpfe
im Behälter wird sich auf etwa q.3° C erhalten. Wenn die lufthaltigen Dämpfe aus
dem Behälter in unmittelbare Berührung mit dem Kondensat von 24° C gebracht werden,
so kann das Volumen eines gegebenen Gewichtes von gesättigter Luft von 28 cbm auf
5 cbm pro Kilogramm verringert werden, so daß es mittels einer Luftpumpe von geringeren
Abmessungen bewältigt werden kann, die weniger Kraft erfordert. Es kann somit ein
sehr hoher thermischer Wirkungsgrad eingehalten werden.
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Das gleiche Resultat wird mit einem Strahlkondensator erreicht, der
ein Vakuum von z. B. 96 Prozent und eine entsprechende Temperatur der Dämpfe von
30° C besitzt, wenn das Gemisch von Kühlwasser und aus dem Kondensator gewonnenen
Kondensat, (las etwa 2.1.° C besitzt, als Kesselspeisewasser geeignet ist, oder
wenn Glas Kesselspeisewasser von einer anderen Quelle geliefert wird.
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Für Dampfturbinen-Kondensatiopsanlagen, die mit sehr hohem Vakuum
arbeiten, können zwei Pumpen verwendet werden, von denen die eine das Kondensat
aus dem Kondensator in gewöhnlicher Weise und die anderen lufthaltigen Dämpfe aus
dem Behälter absaugt, wobei das erhitzte Wasser aus dem Behälter einem oder beiden
Pumpenzylindern zwischen dem Ventilkolben und den Austrittsventilen zugeführt wird,
so daß es das Luftentziehungsvermögen der Luftpumpe oder der Luftpumpen nicht ungünstig
beeinflußt.
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Zufolge dieser besonderen Einrichtung kann der bei Vorrichtungen dieser
Art zwischen Kondensator und Pumpe gewöhnlich angeordnete Wasserverschluß wegfallen.
Der Erfindungsgegenstand kann daher auf Schiffen von großer praktischer Bedeutung
sein, wo der für einen Wasserverschluß unter dem Kondensator verfügbare Raum gewöhnlich
nur goo bis i Zoo mm hoch ist, wodurch der Betriebsdruck der die Luft absaugenden
Pumpe und somit die Menge der von dieser zu bewältigenden Luft eingeschränkt sind.
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Wenn nur ein Luftpumpenzylinder verwendet wird, kann das erhitzte
Wasser aus dem Behälter über dein Ventilkolben und die Luft aus dem Behälter unter
diesen Kolben eingeführt werden, wobei das Kondensat aus dem Kondensator mittels
einer besonderen, z. B. einer Kreiselpumpe fortgeschafft werden kann. Das heiße
Wasser aus dem Behälter kann auch mittels einer Wasserpumpe entzogen werden, während
die Luft aus dem Behälter von der Luftpumpe abgesaugt und unter dem Ventilkolben,
über denselben oder auch über und unter diesem Kolben in den Pumpenzylinder eingeführt
werden kann, oder schließlich kann Luft aus dem Behälter über den Ventilkolben und
Kondensat aus dem Kondensator unter diesen Ventilkolben eingeführt werden, Die Fig.
i bis 3 der Zeichnung zeigen verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.
Die lufthaltigen Dämpfe werden aus dem Kondensator c mittels eines Dampfstrahlapparates
s fortgeschafft, der sie dem Behälter r zuführt, in den durch ein Ventil g eine
geregelte Menge Kesselspeisewasser eingeführt wird, die nur' genügt, tim die Wärme
des Dampfstrahles nützlich aufzunehmen; dieses Wasser kondensiert im. Bekälter r
den Dampf des Dampfstrahles und es wird in dem Behälter die Temperatur der Dämpfe
höher halten als im Kondensator, so daß die zum Niederschlagen des Dampfes im Behälter
r. erforderliche 'Wassermenge und somit auch die zum Auswerfen des Wassers in die
Atmosphäre erforderliche Pumparbeit verringert wird. Das erhitzte Wasser wird für
sich durch das Rohr e aus dem Behälter r fortgeschafft, und zwar bei einer höheren
Temperatur als die lufthaltigen Dämpfe, die durch das Rohr f entfernt werden, wobei
der Druck der lufthaltigen Dämpfe infolge Kondensation der Dämpfe durch einen anderen
Teil Kesselspeisewasser erhöht wird, der durch das Ventil h eingelassen wird und
eine niedrigere Temperatur besitzt als das durch das Rohr e aus dem Behälter r entfernte
Wasser; die Temperatur der der Pumpe zugeführten Luft ist daher niedriger als die
Temperatur des durch das Rohr e dem Behälter r entzogenen erhitzten Wassers, so
daß das Volumen eines gegebenen Luftgewichtes und damit die Abmessungen der Luftpumpe
und
die Betriebskraft für letztere verringert werden. Bei der Ausführungsform nach Fig.
i wird das Kondensat aus dem Oberflächenkondensator c mittels der Pumpe b durch
das Rohr d entfernt und ein Teil des von der Pumpe gelieferten Kondensates wird
vom Wasserraum w durch das Rohr t nach dem Behälter r und dem
Rohr f gefördert zu dem bereits erläuterten Zweck. Die lufthaltigen Dämpfe
werden aus dem Behälter r durch das Rohr f mittels der Pumpe a in
den Raum unter dem Ventilkolben angesaugt, während das erhitzte Wasser aus dem Behälter
r durch das Rohr e mittels derselben Pumpe a in den Raum über dem
Ventilkolben angesaugt wird, wodurch ein Ausgleich der Wasserlast der beiden Pumpen
a und b herbeigeführt wird. Das Rohr f kann auch -in den Raum der Pumpe b zwischen
dem Ventilkolben und den Austrittsventilen angeschlossen sein, so daß die Pumpe
b auch lufthaltige Dämpfe aus dem Behälter r entziehen kann.
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Fig. z zeigt eine andere Ausführungsform; hier saugt die Pumpe a die
lufthaltigen Dämpfe und das erhitzte Wasser aus dem Behälter r ab und drückt beide
in bekannter Weise durch das Rohr i in den Raum zwischen dem Ventilkolben und den
Austrittsventilen der Pumpe b; das Wasser aus der Austrittskammer der Pumpe a kann
auch mittels einer Hilfspumpe entfernt werden und die Luft allein durch das Rohr
i in den Zylinder der Pumpe b gedrückt werden.
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Bei den beschriebenen Anordnungen stört die Entfernung der lufthaltigen
Dämpfe und des erhitzten Wassers aus dem Behälter r in keiner Weise die Entfernung
des Kondensates aus dem Kondensator c durch das Rohr d; diese Anordnungen sind daher
in der Praxis sehr vorteilhaft, da sie die Einschränkungen beseitigen, die durch
den Gebrauch eines Wasserverschlusses zwischen der Pumpe b und dem Kondensator c
entstehen. Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform. Bei dieser Anordnung ist.
nur eine einfache Luftpumpe a verwendet, wobei die lufthaltigen Dämpfe durch das
unterhalb des Ventilkolbens in den Pumpenzylinder einmündende Rohr f aus
dem Behälter r abgezogen werden, während das erhitzte Wasser durch das oberhalb
des Ventilkolbens in den Zylinder der Pumpe a einmündende Rohr
e
aus dem Behälter r in die Pumpe geführt wird.
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Es ist einleuchtend, daB diese Vorrichtung mit einer oder mehreren
Pumpen jeder passenden Art verwendet werden kann und der Behälter kann z. B. nach
dem Gegenstromprinzip ausgeführt sein oder das im Behälter enthaltene Gemisch von
Luft und Dampf kann in einem besonderen Behälter, einem Rohr oder einer besonderen
Kammer desselben Behälters von dem Dampf befreit werden.