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Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Dampf durch Aufspritzen
von fein verteiltem Wasser auf beheizte Flächen. Die Erfindung bezieht sich auf
ein Verfahren und auf eine Einrichtung zur Erzeugung von Dampf durch Aufspritzen
von fein verteiltem Wasser auf beheizte Flächen.
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Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß das Aufspritzen des Wassers
auf die Heizfläche periodisch unterbrochen wird, so daß das aufgespritzte Wasser
während der Zeiträume, während deren der Zufluß unterbrochen ist, Zeit hat, vollkommen
zu verdampfen. Das Wasser wird also stets nur mit trockenen Heizflächen in Berührung
kommen, wodurch bei der Dampfbildung eine sofortige Trocknung des Dampfes an der
Stelle der größtes: Wärmezuführung zum Dampf, also an den Verdampfungsstellen, bewirkt
wird.
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Auch wird durch ein Verfahren nach der Erfindung erreicht, daß örtliche
Temperaturunterschiede in den Heizflächen nicht auftreten können, sondern daß die
Temperaturen innerhalb der Heizflächen wärrend der Zeiträume, während der das Aufspritzen
des Wassers unterbrochen ist, sich stets wieder ausgleichen können.
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Mit einem Verfahren nach der Erfindung kann also dauernd ein trockner
und hochgespannter Dampf bei geringem Brennstoffverhrauch erzeugt werden, und es
ist möglich, die Dampferzeugung auf das Quadratmeter Heizfläche wesentlich höher
zu treiben, als dies bisher möglich war.
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Eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens besitzt einen Dampfentwicklungsraum,
in den ein oder mehrere Feuerungsräume eingebaut sind. Die Dampfentwic§lungsräume
sind durch mit düsenartigen Öffnungen versehene Röhrensysteme durchsetzt, denen
das Wasser von außen her unter Druck zugeführt wird und aus denen es durch die Düsen
gegen die durch die Feuerung erhitzten Wandflächen der Kammern spritzt. Eine derartige
Ausbildung der Einrichtung hat auch noch den Vorteil, daß die wärmeausstrahlenden
Außenflächen gegenüber den wärmeübertragenden Flächen verhältnismäßig gering sind.
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Auf der Zeichnung ist als beispielsweise Ausführungsform einer Einrichtung
nach der Erfindung eine in Art eines Dampfkessels ausgebildete Einrichtung dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Schnitt nach I-I der Abb. 3, Abb. 2 eine Stirnansicht
auf die Gesamtanlage, Abb. 3 einen Grundriß nach III-III der Abb. i, und die Abb.
q., 5 und 6 geben Einzelheiten der Einrichtung wieder.
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Die gezeichnete Einrichtung besitzt vier von den beiden Stirnseiten
zugängliche Feuerungsräume a. deren obere, beliebig, beispielsweise wellenförmig,
gestaltete Sf itenwände von zwölf Dampfentwicklungskammern b, c, d, e, f, g
bzw. b', c' usw. gebildet werden, die aus Guß hergestellt sein köni en. Sämtliche
Dampfentwicklungskammern sind von einem gemeinsamen Dampfsammler h umgeben und stehen
mit Ausnahme der beiden innen liegenden Kammern e, e' mit dem Dampfsammler in unmittelbarer
Verbindung. Die Dampfentwicklungskammern e, e' geben ihren Dampf zunächst an die
darüberliegenden Dampfkammern d, d' ab. Die in den Feuerungen a
erzeugten
Heizgase werden durch die Abzugsrohre i nach dem Fuchs der Feuerung abgeleitet,
während zur Ableitung des Dampfes aus dem Dampfsammelraum h das Dampfrohr k dient
Sämtliche Dampfentwicklungskammern sind durch Rohrsysteme u durchsetzt, wie ein
solches in Abb. q. beispielsweise gezeichnet ist. Es besteht aus einem oder mehreren
Längsrohren, die mit Düsen l versehen und an ein gemeinsames Kopfstück -na angeschlossen
sind. Die Rohrsysteme sind derart in den Dampfentwicklungskammern angeordnet, daß
die Düsen gegen die beheizten Wandflächen der Kammern gerichtet sind, und den Kopfstücken
m der Röhrensysteme wird durch je ein an der Stirnseite angeordnetes Röhrensystem
n das zu verdampfende Wasser zugeführt. Innerhalb der Zuführungsleitung o ist eine
Unterbrechereinrichtung angeordnet, die aus einem Kurbelgetriebe P besteht, von
dem ein Schieber q innerhalb eines Gehäuses in hin und her gehende Bewegung versetzt
wird. Dieser Schieber q besitzt eine Durchtrittsöffnung y von der Größe des Zuflußrohres.
Die Verbindung zwischen der Pleuelstange s des Kurbelgetriebes P und dem Schieber
q erfolgt durch einen in einen Längsschnitt des Schiebers q eingreifenden
Stift t
derart, daß der Schieber in derjenigen Stellung, in der sich seine
Durchtrittsöffnung r mit der Rohrleitung deckt, eine gewisse Zeit lang stehenbleibt.
Während dieser Zeiträume wird also das Wasser den Röhrensystemen u in den Dampfentwicklungskammern,
und zwar unter einem Druck zugeführt, der größer als der in den Dampfentwicklungskammern
vorhandene Druck ist, so daß während dieser Zeiträume ein Aufstäuben des Wassers
gegen die erhitzten Wandfiächen der Dampfentwicklungskammern erfolgt, wobei das
Wasser verdampft wird. Zum Antrieb des Kurbelgetriebes P dient eine Stufen-
Scheibe
v üblicher Ausführung, so daß, je nachdem, welche Stufe 'genutzt wird, eine größere
oder geringere Anzahl von Unterbrechungen des Wasserzuflusses in der Zeiteinheit
erfolgt. Der Antrieb des Kurbelgetriebes p des Unterbrechers kann in irgendeiner
beliebigen Art und Weise, beispielsweise elektrisch, erfolgen, und es sind Einrichtungen
vorgesehen, um den Unterbrecher auch dann antreiben zu können, wenn die -Dampfspannung
in dem Dampfsammler h noch nicht die Arbeitsspannung erreicht hat.
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Die Übertrittsöffnungen aus den Dampfentwicklungskammern in den Dampfsammler
h sind mit Rückschlagklappen ausgerüstet, wie beispielsweise in Abb. o- bei w angedeutet.
Eine beispielsweise Ausführungsform dieser Rückschlagklappen ist in den Abb. 5 und
6 in Ansicht und.Schnitt in größerem Maßstab dargestellt. Die Abb ldurgen lassen
erkennen, daß zunächst eine Rückschlagklappe x auf der Außenfläche der Dampfentwicklungskammer
aufgehängt ist, die mit einer Nut einen entsprechenden Ringvorsprung der Dampfentwicklungskammerwandung
umfaßt. Solange der Dampfdruck in der Dampfentwicklungskammer den Dampfdruck im
Dampfsammler übersteigt, wird die Rückschlagklappe x in Richtung des Pfeiles y abgedrückt,
und der . Dampf tritt aus der Dampfentwicklungskammer in den Dampfsammler h über.
Hört aber aus irgendeinem Grunde die Dampfentwickung in irgendeiner Kammer auf,
so drückt der Dampfdruck im Dampfsammler h die betreffende Rückschlagklappe x gegen
ihren Sitz, und die betreffende Dampfentwicklungskammer ist alsdann von dem Dampfsammelraum
abgesperrt. Es können dann Ausbesserungen in dieser Kammer vorgenommen werden, ohne
daß der ganze Dampfkessel außer Betrieb gesetzt zu werden braucht. Erforderlichenfalls
können bei derartigen Ausbesserungen die Beheizungsflächen der Kammer durch Isolierplatten
gegen die Feuerung geschützt werden.
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Die in den Abb. 5 und 6 weiterhin noch gezeichnete, auf der inneren
Seite der Dampfentwicklungskammer angeordnete Rückschlagklappe z nimmt in normalem
Betriebe infolge ihres Gewichtes die in Abb. 6 geneichne Stellung ein, in der sie
allein mit ihrem unteren Ende gegen die Dampfentwicklungskammerwandung anliegt und
einen Übertritt aus der Dampfent icklungskammer in den Dampfsammelraum nicht hindert.
Tritt aber aus irgendeinem Grund, beispielsweise infolge einer Explosion, ein übermäßig
hoher Dampfdruck in einer Dampfentwicklungskammer auf, so wird die betreffende Rückschlagklappe
z entgegen ihrem Gewicht in Richtung des Pfeiles z` gegen ihren Sitz gedrückt und
schließt somit die betreffende Dampfentwicklungskammer vom Dampfsammler ab, so daß
sich ein etwa vorhandener Explosionsdruck nicht in den Dampfsammelraum fortpflanzen
kann. Sobald der zu hohe Druck in der betreffenden, Dampfentwicklungskammer wieder
aufgehört hat, fällt die Klappe z in ihre Normallage wieder zurück.
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Zur Kontrolle der einzelnen Dampfentwicklungskammern und zur Vermeidung
eines zu hohen Drucks in ihnen und dem Dampfsammler ist es zweckmäßig, jede einzelne
Dampfentwicklungskammer und den Dampfsammelraum mit einem Manometer und einem Sicherheitsventil
auszurüsten. Zeigt dann ein Manometer einen von den übrigen Manometern abweichenden
Druck, so ist hieraus ersichtlich, daß in der zugehörigen Dampfentwicklungskammer
etwas n-cht in Ordnung ist, also beispielsweise die Wasserzuflußleitungen verstopft
sind.