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Dampfstrahlpumpe mit zwei einander umschließenden Dampfdüsen. Um mit
Dampfstrahlpumpen Wasser von hoher Temperatur fördern zu können, werden bekanntlich
zwei Düsensysteme in Hintereinanderschaltüng angeordnet, wobei das Vordüsensystem
Wasser ansaugt und dem Hauptdüsensystem zur Weiterförderung zuführt. Die praktische
Durchführung dieses Gesetzes führte zu zwei Hauptbauarten, die in bezug auf Wirkungsweise
und in baulicher Hinsicht eigentümliche Unterscheidungsmerkmale aufweisen.
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Bei der einen Bauart wird in einem gemeinsamen Gehäuse das Vordüsenpaar
(Dampf- und Wasserdüse) räumlich getrennt vom Hauptdüsenpaar angeordnet. Das vom
Vordüsensystem angesaugte und auf einen den äußeren Luftdruck wesentlich überschreitenden
Zwischendruck geförderte Wasser gelangt durch Verbindungskanäle mit üblichen kleinen
Rohrgeschwindigkeiten zur Wasserdüse des Hauptdüsensystems. Die seitlichen Wandungen
des Kondensationsteiles der Hauptwasserdüse können hierbei vollkommen geschlossen
sein.
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Bei der anderen. Bauart wird das Vordüsenpaar um die Hauptdampfdüse
ringförmig und gleichachsig angeordnet, derart, daß das aus der Vorwasserdüse ringförmig
austretende Wasser mit der erzielten möglichst großen Strablgeschwindigkeit von
der Wasserdüse des Hauptdüsenpaars aufgefangen wird. Der aus bekannten Gründen zum
Anstellen der Pumpe erforderliche freie Übersprung zwischen Vor- und Hauptwasserdüse
befindet sich hierbei naturgemäß in einer Ringzone, an welcher der Wasserstrahl
mit seiner dem Energieaufwand der Vordampfdüse entsprechenden Höchstgeschwindigkeit
vorbeiströmt. Infolgedessen wirkt der Strahl saugend auf die Durchbrechungsöffnungen
und es entsteht in dem mit der Durchbrechung verbundenen Raum eine entsprechende
Luftleere. Letztere ist auch erforderlich, da zwecks Förderung heißen .Wassers solche
Pumpen im Kondensationsraum der Hauptwasserdüse eine größere Anzahl von, Öffnungen
besitzen müssen, durch welche bei entstehendem Überdruck infolge unvollständiger
- Dampfkondensation Schlabberwasser austreten kann, welches dann durch die Saugewirküng
des erstgenannten Übersprungs von dem freien Wasserstrahl wiederaufgenommen wird.
Bei Pumpen dieser Bauart kann daher die seitliche Wandung des Hauptmisch- und Kondensationsraumes
niemals geschlossen sein, und es herrscht in dezn-I selben stets ein gewisser, im
wesentlichen von der Strahlgeschwindigkeit in der Vorwasserdüse abhängiger Unterdruck.
Die Fähigkeit, Wasser von hoher "Temperatur -zu fördern, wird aber um so größer
sein, je höher der Druek ist, unter welchem die Mischung und Kondensation des Hauptdampfes
'mit dem von der Vordüse zugeführten Wasser erfolgt. Der bisher unvermeidliche Unterdruck
in dem Kondensationsraum der Hauptwasserdüse vermindert ,daher im hohen Maße die
Fähigkeit, heißes Wasser aufzunehmen.
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Bei der Strahlpumpe der erstgenannten Bauart mit räumlich getrennten
Vor- 'und Hauptdüsensätzen wird. die durch die Energie der Vordampfdüse erzeugte
Wasserstrahlge:
schwindigkeit in der Erweiterung der Vorwasserdüse
vollständig in Druck umgesetzt. Unter diesem Druck wird das Wasser dem Kondensationsraum
der Hauptwasserdüse mit entsprechend kleiner Geschwindigkeit zugeführt. Der Kondensationsraum
dieser Düse besitzt keine Schlabberöffnungen, ist also geschlossen; Mischung und
Kondensation finden daher unter dem hohen, vorn Vordüsensystem erzeugten Zwischendruck
statt; dementsprechend kann Wasser von viel höherer Temperatur aufgenommen werden
als bei Pumpen der zweitgenannten Bauart. Hingegen weisen Strahlpumpen mit räumlich
getrennten Vor- und Hauptdüsenpaaren wieder andere schwerwiegende Nachteile auf.
Sie erfordern einen erheblich größeren Aufwand an Baustoffen, sind in der Bearbeitung
schwieriger und daher beträchtlich teurer als Pumpen mit ringförmig um die Hauptdampfdüse
angeordnetem Vordüsenpaar. Außerdem treten infolge des langen Wasserweges von der
Vordüse zur Hauptdüse erhebliche Strömungswiderstände auf, welche die Leistungsfähigkeit
solcher Pumpen merklich verschlechtern.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird nun die vorteilhafte Wirkungsweise
der Pumpen mit räumlich getrennten Düsenpaaren auf Pumpen mit um die Hauptdampfdüse
angeordfieten Vordüsen dadurch übertragen, daß vor dem ohne seitliche Öffnungen
der Wandung ausgeführten Misch- und Kondensationsraum der Hauptwasserdüse der aus
der Vorwasserdüse kommende Strahl gezwungen wird, seine Geschwindigkeit vor Eintritt
in den geschlossenen Mischteil der Hauptwasserdüse in Drück umzusetzen. Dies geschiebt
dadurch, daß die Durchgangsquerschnitte zwischen Hauptdampfdüse und Aufnahmekelch
der Hauptwasserdüse entsprechend erweitert werden. Erst nach erfolgter vollständiger
Druckumsetzung wird das Wasser wie bei der Pumpe mit räumlich getrennten Vordüsenpaaren
mit kleiner Geschwindigkeit dem geschlossenen Mischteil der Hauptwasserdüse zugeführt,
worauf die Mischung des Wassers mit dem Hauptdampf unter der nach Maßgabe der Geschwindigkeitsenergie
des Vorstrahles. erzielten Druckhöhe erfolgt. Die beiden Fig. I und z der Zeichnung
zeigen Düsen von Dampfstrahlpumpen im Längsschnitt, mit welchen nach dem geschilderten
Verfahren heißes Wasser gefördert werden kann. In beiden Figuren sind die ringförmige
Vordampfdüse und die Vorwasserdüse mit a und b, die Hauptdampfdüse mit c und der
Misch- und Kondensationsteil ider Hauptwasserdüse mit d bezeichnet.
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Der vom Vordüsenpaar a, b erzeugte "Wasserstrahl wird, wie in Fig.
z dargestellt, nach dem Passieren des zwecks Inbetriebsetzung erforderlichen Übersprungs
e von dem in . der Strömungsrichtung sich erweiternden Aufnahmeteil der Hautwasserdüse
aufgefangen und seine Geschwindigkeit entsprechend dem Querschnittsverhältnis dieses
Teiles in Druck umgewandelt. Die Höhe dieses Zwischendruckes ist sowohl von der
Geschwindigkeit des Vorstrahles bei e als auch von dem Verhältnis der Querschnitte
bei -f und g abhängig. - Nach der Erfindung ist dieses Verhältnis so zu wählen,
daß bei dem Querschnitt g das Wasser unter dem erzielbaren größten Druck in den
Kondensationsraum d der Wasserdüse eintreten kann. Da die Düsenwandungen dieses
Raumes allseitig geschlossen sind, müssen Mischung und Kondensation im Raume d unter
diesem Höchstdruck erfolgen, d. h. es wird die überhaupt mögliche höchste Ansaugetemperatur
des Wassers erreicht.
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Während in dem Übersprungsraum e der Fig. r während des Betriebes
infolge der hohen Strahlgeschwindigkeit an dieser Stelle Saugespannung herrscht,
kann auch, wie Fig. z zeigt, der zum Anstellen benötigte Übersprung hinter dem Erweiterungsteil
des Aufnahmekelches beispielsweise an die Stelle g des größten Zwischendruckes und
dementsprechend kleinster Geschwindigkeit gelegt werden. - In, diesem Falle wird
natürlich im Raum g des Übersprungs und dem damit verbundenen Gehäuseraum - der
entsprechende; den äußeren Luftdruck wesentlich überschreitende Zwischendruck herrschen.