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Verfahren und Einrichtung zur Entgasung (Entlüftung) eines geschlossenen
Wasserstromes.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Entgasung
(Entlüftung) eines geschlossenen Wasserstromes.
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Zur Beseitigung der agressiv wirkenden Gase hat man sich bisher hauptsächlich
der Bindungsfähigkeit des Sauerstoffes und der Kdllensäure an ein entsprechendes
Material, z. B. an Eisen, bedient, auch wurden hierfür Vakuumriesler, wobei die
flüchtigen Gase durch den Unterdruck abgesaugt werden sollten, verschiedentlich
angewendet. Mit ersterem Verfahren wurden, solange das Oxydationsmaterial wirksam
war, in bezug auf die Entgasung gute Erfolge erreicht, doch führte ein sehr schnelles
Verbacken der Oxydfilterschicht zu recht unliebsamen Betriebsstörungen. Auch das
Obertreten der Oxydteilchen aus dem Filter in die Kessel gab oft zu -Störungen Anlaß.
Infolge der unliebsamen Begleiterscheinungen bei dem Austauschverfahren wurde der
Evakuierung des Speisewassers oft der Vorzug gegeben, obwohl die Entgasung bei der
Evakuierung weit hinter den gestellten Anforderungen z«rüclcblie.
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Es ist nun beobachtet worden, daß der im strömenden Wasser gelöste
Sauerstoff nicht, wie in der Luft, in molekularer Form, sondern ionisiert verteilt
ist. Beim Freiwerden der Gase, beim Durchfluß durch ein erwärmendes Rohr zeigt sich
deutlich, daß die lonenbildung im gewissen Zusammenhang mit der Durchflußgeschwindigkeit
steht, und zwar inspfern, als bei sehr großer Geschwindigkeit die Ionenbildung deutlich
zutage tritt. Hieraus folgert auch, daß bei Abzweigen, insbesondere aber auch an
Erweiterungen von Rohrleitungen die Agressivität des sauerstoffreichen Wassers am
stärksten ist, offenbar weil hier das Ionensystem der flüchtigen Gase durch die
Formänderung zerrissen und ein großer Teil der bis dahin löslichen Teile unlöslich
wird, sich schließlich außerhalb des Strömungsbereiches festsetzt und zerfressend
einwirkt.
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Aus dieser Beobachtung ist die Erfindung hervorgegangen, welche es
ermöglicht, aus einem Wasserstrom bei möglichst großer Geschwindigkeit desselben
durch injektorartige Einleitung eines Dampfstromes eine Verschiebung der flüchtigen
Gase gegenüber den Wasserteilchen zu erreichen, und zwar erfolgt diese Verschiebung
unter einem diesen Vorgang begünstigenden Unterdruck. Nach erfolgter Trennung der
Gase vom Wasser sind die Gase durch Absaugung leicht zu entfernen.
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Auf der Zeichnung ist eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens
in einem Ausführungsbeispiel im senkrechten Schnitt dargestellt.
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Von einem zur Aufnahme des Speisewassers dienenden Behälter I führt
eine Leitung a in ein Verteilungsstück b, an dem beliebig viele, im vorliegenden
Falle zwei Stutzen b' angebracht sind. Auf diesen Stutzen sind.sich stark verengende
Rohrstücke c aufgesetzt, an welche sich trichterförmig erweiternde Rohrstücke d
anschließen.
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Uber diesen sind wiederum sich verengende
Rohrstückef
angeordnet, die in ein Sammelrohr g münden, das an dem einen Ende mit einem Dom'versehen
ist. Der Oberteil dieses Domes ist durch eine Leitungen mit einer Luftpumpe o verbunden,
die dazu dient, im Dom'einen Unterdruck zu erzeugen, bzW. darin enthaltene Gase
abzusaugen.
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Unterhalb des Domes führt das Sammelrohr g in einen stehenden Behälter
i, in dessen oberem Teil Teller h kaskadenförmig aufgebaut sind. Der untere Teil
des Behälters i ist durch eine Leitung s mit der Speisepumpe verbunden und enthält
einen Schwimmerm, der durch ein Gestänge mit einem Schieber k in der Leitung verbunden
ist. Das Gestänge ist außerdem mit einem Absperrorgan 1 verbunden, das in einer
Dampfleitung o angeordnet ist, die zu Düsen e und e' in den verjüngten Teilen der
Rohrstücke c und f führt.
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Die Arbeitsweise ist folgende: Das zu entgasende Speisewasser wird
vom Behälter I aus, welcher keinerlei Schutz gegen die Einwirkung der Außenluft
zu haben braucht, durch die Leitung a dem Verteilungsstück 1> zugeführt und tritt
von hier in die Verteilungsstücke c. Durch deren Einschnürung erfährt der Wasserstrom
eine so hohe Geschwindigkeit, daß die in dem Wasserdurchgang vorhandenen Gase sich
zu einem Strahlenbündel in der aufsteigenden Wassersäule herausbilden. Die Gasstrahlen
würden bei der durch die kegelförmige Erweiterung der Rohrstücke d hervorgerufenen
Geschwindigkeitsabnahme mit dem Wasser wieder in teilweise Lösung übergehen, da
das unten im Trennungsbehälter, also bei der größten Geschwindigkeit gebildete Strahlenbündel
nach oben hin sich wieder aufzulösen sucht. Dies wird verhindert, indem der aus
den Dampfstrahldüsen e austretende Dampf dem Strahlenbündel der Gase infolge deren
geringeren Schwere gegenüber dem Wasser eine Geschwinldigkeitszunahme erteilt. Es
ist nun bekannt, daß mit der Erhöhung der Temperatur das Lösungsvermögen der ~ Gase
im Wasser abnimmt, und da infolge des Dampfzutritts im unteren Teil des Trennungskörpers
sein Inhalt im oberen Teil eine wesentliche Temperaturerhöhung erfahren hat, so
können hier die Gase keine Bindung mit dem Wasser mehr eingehen. Die absorbierten
Gase, welche unten im Behälter vom Wasser getrennt werden und oben infolge der Temperaturerhöhung
eine erneute Lösung nicht eingehen können, werden - hier durch eine zweite Dampfstrahldüse
f aus dem Bereich des Wasserstromes geschleudert und gelangen so in den unter Unterdruck
gesetzten Abzugsraum g, g', von wo sie durch die Pumpe o ins Freie geleitet werden.
Das so fast vollständig entgaste Wasser tritt auf den Saskadenaufbau h über und
fällt hier von einem Teller zum anderen, wobei der hier herrschende Unterdruck bei
der Zerstäubung des Wassers eine weitere kräftige Absonderung der etwa noch dem
Wasser anhaftenden Gasmenge bewirkt.
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Die Dampfstrahldüse im unteren Teil des Trennungsbehälters hat also
zunächst den Zweck, die Verschiebung der Gasstrahlen gegenüber dem Wasser zu erwirken.
Danach verhindert die Erhöhung der Wassertemperatur durch den durch die Düse eingeführten
Dampf die Wiederverbindung der Gase mit dem Wasser. Eine Verschiebung der Gase gegenüber
dem Wasser wäre auch durch die Zuführung g eines Luftzustromes ermöglicht, jedoch
würde dies bei der Wiederberuhigung des Wassers eine nachträgliche Bindung der vorher
ausgetriebenen Gase zur Folge haben, weil die zur Verhinderung der Wiederkehr der
Bindung erforderliche Temperaturerhöhung fehlt.