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Kondensator-Trocken- und Naßluftpumpe. Die Erfindung betrifft eine
Kondensatorpumpe, wie sie bei Dampfkondensationsanlagen gebraucht werden, und im
besonderen eine vereinigte .Trocken- und Naßluftpumpe, bei der das eine Zylinderende
Luft und unkondensierten Dampf und das andere Ende das Ablaufwasser erhält, d. h.
also das Kondenswasser bei Oberflächenkondensatoren, für welche die Pumpe insbesondere
bestimmt ist, obgleich sie auch für Mischkondensatoren n.nwendbar ist.
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Die Erfindung bezweckt besonders, eine
derartige Kondensatorluftpumpe
zu schaffen, mit der ein hoher volumetrischer Wirkungsgrad und hohes Vakuum dauernd
erzielt wird, und zwar mit einer Luftpumpe von verhältnismäßig geringer Größe und
niedrigen Kosten, welche zuverlässig und sparsam arbeitet.
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Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele.
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Abb. i ist die Seitenansicht eines Oberflächenkondensators mit Pumpe
und Kühler im Schnitt und zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform, bei der die Luft
und nichtkondensierter Dampf aus dem Kondensator getrennt vom Kondenswasser abgeführt
werden.
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Abb. 2 ist eine entsprechende Teilansicht einer abgeänderten Ausführungsform,
bei welcher die Luft und der unkondensierte Dampf aus dem Kondensator mit dem Kondenswasser
zusammen abgeführt werden, während Abb. 3 eine der Abb. i entsprechende Ansicht
einer Ausführungsform mit wagerechter Pumpe ist.
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In der Zeichnung, und zwar in Abb. i, ist A ein Oberflächenkondensator
einer gebräuchlichen Ausführungsform. B ist das Abflußrohr für das Kondenswasser
und C das Luftrohr, durch welches Luft und unkondensierter Dampf aus dem üblichen
Innenkühler c abgesaugt werden, der vorteilhaft Anwendung findet. E ist die übliche
Kreiselpumpe, mittels der das Kühlwasser durch den Kondensator in Umlauf gesetzt
wird, d und e sind Saugrohr und Förderrohr dieser Kreiselpumpe. Die Trocken- und
Naßluftpumpe mit Kolben G ist nach der Darstellung eine senkrechte, direkt wirkende
Dampfpumpe gebräuchlicher Art mit dem Dampfzylinder H, von dem aus der Pumpenkolben
in geeigneter bekannter Weise angetrieben wird. Der Pumpenzylinder F erhält das
Kondenswasser aus dem Rohr B durch eine Bodensaugkammer io und -das übliche
Saugventil ii. Die Herausförderung geschieht unter dem Kolben durch das Druckventil
12, Förderkammer 13 und Förderrohr r4.. Der Zylinder F erhält über dem Kolben G
die Luft und den "unkondensierten Dampf aus dem Rohr C mittels einer Einlaßkammer
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und Einlaßöffnungen 16. Dieser Lufteinlaß ist ventillos und wird durch
den Kolben G am Ende seines Abwärtshubes zum Saugen geöffnet und durch den Kolben
nach Umkehr beim Aufwärtshub geschlossen. Die Herausförderung erfolgt durch Ventile
17 im Zylinderdeckel. Diese Kondensatoranlage und Luftpumpe ist, soweit bisher beschrieben,
bekannt.
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Gemäß der Erfindung wird die Luft und der unkondensierte Dampf aus
dem Kondensator nicht in die Außenluft durch den Kolben beim Aufwärtshub gefördert,
sondern vielmehr durch die vom Ventil 17 gesteuerten Öffnungen in eine obere Förderkammer,
die gegen die Außenluft abgeschlossen ist. Diese Kammer steht durch einen Kanal
18, der nach der Darstellung im Zylinder angegossen ist, ab( r auch aus einem Rohr
oder in sonstiger Weise gebildet sein kann, mit Schlitzen ig, welche nach dem Zylinder
unter dem Kolben öffnen, in Verbindung. Die Öffnung durch den Kolben geschieht am
oder nahe am Ende des Aufwärtshubes des Kolbens, während der Schluß durch den Kolben
zu oder nahe zu Beginn des Abwärtshubes erfolgt. Die Luft und der unkondensierte
Dampf werden also nicht gegen den Außenluftdruck durch den Kolben beim Aufwärtshub
ausgeschoben, sondern vielmehr lediglich gegen den verminderten Saugdruck im Zylinder
F unterhalb des Kolbens. Die Förderkammer über dem Ventil 17 und der Kanal 18 haben
einen solchen Querschnitt, daß eine große Kompression vor Öffnen des Schlitzes ig
vermieden wird. Die Luft und der unkondensierte Dampf, die auf diese Weise in den
Zylinder unter den Kolben gelangen, werden dann zusammengedrückt und mit dem Kondenswasser
durch die Ventile 12 beim Abwärtshub des Kolbens herausgeföidert.
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Es ist vorteilhaft, daß die Temperatur der Luft im oberen Ende des
Zylinders niedrig gehalten wird, ebenso wie sie durch den Luftkühler im Kondensator
gekühlt ist, damit das Luftvolumen verkleinert und zur Kondensation des Dampfanteiles
beigetragen wird. Zu diesem Zwecke soll das Wasser, welches vorteilhaft in das Luftende
eingespritzt wird, um die Spalten auszufüllen und den Kolben sowie die Luftförderventile
abzudichten, kaltes Wasser von der erforderlichen niedrigen Temperatur sein. Dieses
kalte Wasser wird vorteilhaft in den Zylinder durch die Öffnungen 16 über dem Kolben
am Ende des Kolbenabwärtshubes eingeführt und aus der Förderleitung der Pumpe F
entnommen. In diesem Falle ist es wichtig, da seine Temperatur die des Kondenswassers
ist, daß es auf die erforderliche Temperatur abgekühlt wird, ehe es über den Kolben
gelangt. Nach dem dargestellten Beispiel wird dieses Wasser aus der Förderkammer
13 der Pumpe F durch ein Rohr 2o entnommen und geht durch einen Kühler, um dann
durch Rohr 21 in die Luftsaugkammer 15 zu gelangen, wobei die Menge des zugespeisten
Wassers durch einen Hahn 22 regelbar ist. Der Kühler kann irgendeine geeignete Form
haben. Nach der Darstellung geht das Wasser aus dem Rohr 2o durch Außenröhren i,
welche durch Innenröhren 2 gekühlt sind, die mit dem kalten Umlaufwasser durch die
Kreiselpumpe E mittels eines Rohres 23 gespeist werden, welches in das Förderrohr
e mündet. Das Wasser gelangt dann in die Saugleitung d der Pumpe E durch das Rohr
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zurück. Wie ersichtlich, wird dieses gekühlte Kondenswasser auch
zum Dichten und Kühlen der Stopfbüchse der Pumpenkolbenstange benutzt, zu welcher
es durch ein Rohr 25 mit Reglerhahn 26 in den Stopfbüchsenring 27 gelangt.
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Die Ausführungsform nach Abb. 2 ist die gleiche wie die nach Abb.
1, mit dem Unterschied, daß Luft und unkondensierter Dampf aus dem Kondensator durch
das Bodenrohr B zusammen mit dem Kondenswasser abgehen und die Trennung in der Saugkammer
io erfolgt. Das Kondenswasser gelangt in den Zylinder F unter dem Kolben durch Ventile
ii, wie in Abb. r, während Luft und unkondensierter Dampf nach oben durch einen
Kanal 28 in die Saugkammer 15 steigen, wie dies bei solchen Trocken- und Naßluftpumpen
üblich ist.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 werden Luft und unkondensierter
Dampf durch das Rohr C abgezogen, während das Kondenswasser wie in Abb. i durch
das Bodenrohr B abläuft. Die Pumpe ist aber hier keine direkt wirkende Dampfpumpe,
sondern eine Pumpe, die durch eine Dampfmaschine mit Drehbewegung getrieben wird.
Es könnte auch bei dieser Ausführungsform indessen die Pumpe eine direkt wirkende
Dampfpumpe sein.. -Bei dieser Ausführungsform sind Saugkammer 15 und Öffnung
16 an der oberen Seite der Pumpe angeordnet, was in der Regal vorteilhaft ist, während
der Förderkanal, durch den die Luft nach der Wasserseite des Kolbens übergeführt
wird, an der unteren Seite der Pumpe liegt. Er könnte aber auch an der Seite oder
oben liegen, um Wasseransammlungen zu verhindern, wenn dies in besonderen Fällen
vorteilhaft erscheint. Das Saugventil 3 und Druckventil q. am Wasserende der Pumpe
sind vorteilhaft wagerecht in einer Ventilkammer 29 angeordnet, während die Luftauslaßventile
5 wagerecht in Ventilkammern an der gegenüberliegenden Zylinderseite sitzen.
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Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß durch die Luftpumpe gemäß der
Erfindung ein hoher volumetrischer Wirkungsgrad gesichert ist, und daß ein hohes
Vakuum mit einer verhältnismäßig kleinen und billigenEinzylinderpumpe aufrechte:
halten werden kann. Die zweistufige Luftkompression erhöht nicht nur beträchtlich
die Pumpenleistung, sondern vermeidet auch die ungünstige hohe Kompression im Trockenende
der Pumpe und verringert die nötige Antriebskraft.