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Dampfspeicher. Für das Entladen. der bekannten Dampfspeicher, z. B.
der Ruthsschen Dampfspeicher, ist kennzeichnend, daß bei der Entnahme von Dampf
aus dem Speicher die oberste Wasserschicht infolge des Druckabfalles verdampft wird,
wobei durch die durch die Dampfentwicklung hervorgerufene Abkühlung der obersten
Schicht die darunter befindliche wärmere Wasserschicht nach oben steigt, während
die spei. schwerere, kältere, obere Schicht nach unten fällt. Dieser Vorgang wiederholt
sich infolge des bei weiterer Dampfentnahme weiteren Spannungsabfalles, so daß die
Wasserbewegung allmählich immer tiefer greift, bis der Spannungsabfall und die Flüssigkeitssäule
sich im Gleichgewichtszustand befinden. Je höher der Speicher ist, desto größer
muß aber der Spannungsabfall sein, um eine weitgehende Verdampfung der Flüssigkeit
zu erreichen. Aus diesem Grunde werden die Speicher gewöhnlich in liegender Anordnung
gebaut, also Dampfspeicher von verhältnismäßig kleiner Höhe gegenüber der Länge
verwendet. Solche zylindrische Speicher von großrer Länge und verhältnismäßig kleinem
Durchmesser haben aber, abgesehen von dem Raumverbrauch, noch den Übelstand, daß
die Verdampfungsoberfläche sich beständig verändert.
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Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß eine beliebig tief
reichende Wasserbewegung dadurch hervorgerufen werden kann, daß im Wasserraum eines
stehenden Speichers ein Fallrohr angeordnet ist, welches
so ausgebildet
ist, daß die Mündung innerhalb zwei verschieden großen Wasserflächen liegt, von
welchen die größere Wasserfläche nach unten zu im Querschnitt abnimmt. Die größere
Wasserfläche bestimmt infolge ihrer Abkühlung bei Dampfentnahme den Wasserkreislauf,
der durch das Fallrohr hindurch in der Richtung nach unten oder oben vor sich geht,
je nachdem die größere Wasserfläche innerhalb oder außerhalb der Mündung des Fallrohres
liegt. Die Anwendung solcher Fallrohre im NVasserraum des Speicherbehälters ermöglicht
die Anwendung von Behältern größerer Höhe und kleineren Durchmessers, also den Bau
stehender Speicherbehälter.
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In Abb. i der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines
stehenden Dampfspeichers gemäß der Erfindung in Batterieanordnung veranschaulicht.
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Der Speicher besteht im Wesen aus einem stehenden zylindrischen Behälter
i mit einem beiderseits offenen Innenrohr z. Bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung
ist dieses Innenrohr oben trichterförmig erweitert, wobei die obere Randfläche des
Trichters 3 größer ist als der halbe Speicherquerschnitt.
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Die Wirkung eines solchen Trichters ist folgende: Sinkt beim Entladen
die Dampfspannung um den Entladedruck, so wird, da die obere kältere Schicht mit
dem größten Teil ihrer Fläche innerhalb des Trichterrandes 3 liegt, die unteren
wärmeren Schichten dagegen mit dem größten Teil ihrer Flächen außerhalb des Trichters
liegen, ein Wasserumlauf durch das Fallrohr 3 (Pfeil a) nach abwärts und im Speicher
nach aufwärts hervorgerufen, wodurch immer neue wärmere Wasserschichten nach oben
zur Entdampfung kommen. Durch die Wirkung des Fallrohres hat der aus den wärmeren
Schichten nach oben tretende Dampf nur eine kleinere Wassermenge zu passieren, so
daß er als Dampfwassergemisch spei. leichter als das Wasser im Trichter ist.
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Es können mehrere solcher Trichter 3 übereinander angeordnet werden,
wodurch erreicht wird, daß bei sinkendem Wasserstand während der Entladung immer
ein anderer Trichter den Arbeitsvorgang vermittelt.
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Statt eines oder mehrerer sich nach oben erweiternder Trichter 3 können
auch ein oder mehrere sich nach oben verengende Trichter (Abb. 2) verwendet werden,
deren Mündungsquerschnitt kleiner ist als der halbe Speicherquerschnitt. Es wird
dann ein Wasserumlauf in der Weise hervorgerufen, daß das wärmere Wasser im Fallrohr
nach aufwärts steigt (Pfeil b), während das kältere Wasser außerhalb des Fallrohres
nach unten fäilt.
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Die Ladung erfolgt mittels eines Rohres .l mit unterer Zerteilung,
das entsprechend tief in den untersten Trichter ; bzw. in das Fallrohr 2 ragt und
einen Wasserumlauf in entgegengesetzter Richtung hervorruft.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung sind mehrere, zweckmäßig
drei bis sechs zylindrische Behälter i rings um einen zentralen Behälter 5 größerer
Höhe angeordnet, über welchen sämtliche Behälter i entladen werden. Die Laderohre
.1 zweigen von einer Ringleitung 6 ab, welche mit einem Dampfeintrittsstutzen 7
versehen ist. Die Entladerohre 8 stellen die Verbindung der Behälter i mit ihrem
gemeinsamen domartig verlängerten Entladebehälter 5 her, aus welchem die Entladung
über ein Entladerohr 9 erfolgt. io ist ein in das Entladerohr eingebautes Rückschlagventil.
Durch eine die Wasserräume sämtlicher Behälter verbindende Umlaufleitung i i wird
in allen Behältern der gleiche Wasserstand erreicht.
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Ein Speicher dieser Art hat in Batterieanordnung den Vorteil, daß
er aus kleinen Behältern zusammengesetzt werden kann, die in der Fabrik fertiggestellt
werden können und an Ort und Stelle lediglich durch Rohre zu einer Einheit verbunden
werden.