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Verdrängungsspeicheranlage für Dampfkessel. Die Erfindung bezieht
sich auf Verdrängungsspeicher für Dampfkesselanlagen o. dgl., bei welchen der Inhalt
des Speichers aus verschieden heißen Schichten besteht, deren Vermischung nach Möglichkeit
verhindert werden muß. Da die Rohrleitungen, welche zur Einführung der Flüssigkeit
in den Speicher dienen, im Verhältnis zum Speicherquerschnitt sehr geringen Querschnitt
haben und die Flüssigkeit somit normalerweise mit einer gewissen
Strömungsgeschwindigkeit
als Strahl von dem Rohrquerschnitt entsprechender Dicke eintritt, ist es ohne weiteres
nicht immer möglich, die Schichten strenge getrennt zu halten, und eine VEschung
wird um so eher eintreten, je näher die: Trennungslinie der Mündung eines Einlaßrohres
liegt. Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, die Trennung der Schichten mit
Hilfe eines zwischen ihnen angeordneten, im Speicherbehälter mit der Flüssigkeit
hin und har beweglichen Isolierkörpers, z. B. eines zwischen den Schichten schwimmenden
Kolbens schlechter Wärmeleitfähigkeit, aufrechtzuerhalten. Derartige Körper lassen
sich aber nicht überall verwenden, wie z. B. bei Speicherbehältern von in der Bewegungsrichtung
der Flüssigkeit wechselndem Querschnitt, oder in Fällen, wo im Innern des Speicherbehäl
ers vorhandene Elemente die Unterbringung oder die Verschiebung des Kolbens verhindern.,
wie z. B. Rohre in vorhandenen, als Speicher umzubauenden Kesseln, Nietköpfe o.
dgl.
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Die Erfindung hat den Zweck, auch in solchen Fällen die Vermischung
der einzuführenden Flüssigkeit einer bestimmten Temperatur mit einer Schicht anderer
Temperatur in einwandfreier Weise zu verhindern. Erreicht wird dieser Zweck erfindungsgemäß
dadurch, daß die Anschlüsse der Einlaßrohre als Verteilervorrichtung in der Weise
ausgebildet sind, daß der Einlaßquerschnitt unter Herabminderung der Strömungsgeschwindigkeit
auf einen so großen Teil des Speicherquerschnittes verteilt wird, daß sich: die
Eintrittsgeschwindigkeit der Geschwindigkeit der vor dem Druck ausweichenden Flüssigkeit
anpaßt.
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Die Ausbildung dieser Verteilervorrichtung kann je nach der Form und
Lage des Speicherbehälters verschieden gewählt sein. Bei stehendem Behälter von
z. B. zylindrischem Querschnitt kann man vorteilhaft in der Weise vorgehen, daß
man den Querschnitt der Anschlüsse in Richtung der Eintrittsbewegung der Flüssigkeit
konisch bis zu einem solchen, gegebenenfalls den Querschnitt des Behälters erreichenden
Querschnitt erweitert, daß eine Wirbelbildung und eine Umwälzung im Behälter nicht
mehr stattfinden kann. Bei liegenden Behältern dagegen, wo eine solche Erweiterung
der Rohrleitung nicht möglich ist, wird man erfindungsgemäß z. B. so vorgehen, daß
man die Zuleitungsrohre an innerhalb des Behälters liegende Verteilerrohre anschließt,
die sich auf eine solche Länge des Behälters erstrecken und mit Bohrungen in solcher
Zahl und von solchem Durchmesser versehen. sind, daß die Flüssigkeit, deren. Strö
mungsgeschwindigkeit bereits durch den Wechsel der Bewegungsrichtung teilweise verniehtet
wird, in allen Stellen möglichst gleichmäßig und ohne Strahlbildung austritt. Vorteilhaft
wird dabei, die Verteilerleitung auf der Austrittsseite noch von einem Mantel umg
'ben, durch. den eine abermalige Änderung der Bewegungsrichtung hervorgerufen wird,
so da.ß sich die eingeführte Flüssigkeit in gleichmäßiger Bewegung nach Maßgabe
der Verdrängung ruhig in den Speicher einschiebt.
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Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Abb. i zeigt die Seitenansicht eines stehenden Kesselspeichers, Abb.2 einen Achsialschnitt
durch einen liegenden Speicher und Abb. 3 einen Schnitt nach Linien A-B der Abb.
2.
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Gemäß Abb. i erfolgt die Zuführung des kalten Speisewassers zum Speicher
a durch die Leitung b, die Entnahme bzw. Zuführung heißen Wassers während des Betriebes
durch die Leitung c mit Zweigleitungen cl, c.. Die Leitungen d und e dienen zum
Laden des Speichers im Kreislauf mit dem Kessel beim Anfeuern, wobei die Leitung
d gegebenenfalls auch wegfallen und die Leitung c benutzt werden kann. Die Leitung
f hat den Zweck, Kesseldampf in. den Speicher eintreten zu lassen oder gegebenenfalls
durch die Zweigleitung il Niederdruckdampf dem Speicher entnehmen zu können.
Die Kaltspeiseleitung b ist unten am Speicher a durch das konisch
sich erweiternde Anschlußstück g angeschlossen, dessen Querschnitt an der Mündung
dem Speicherquerschnitt entspricht. Die Heißwasserleitung c :bzw. ihre Zweigleitungen
Cl, e2 sind nicht mehr oben am Speicher, sondern tiefer angeschlossen. und unterhalb
der Anschlußstelle ist an der Innenwand des Behälters a ein, konisch nach oben sich
verjüngender Hohlkegel h mit dem unteren Rand dicht anliegend befestigt, dessen
obere Mündung in solchem Abstand von der Behälterdecke endigt, daß aus dem in dem
Behälter entstehenden konischen Ringraum Wasser ohne D;ross@elwirkung ins Innere
des, Behälters gelangen kann und umgekehrt. D:e Wirkungsweise dieser Einrichtung
ist folgende: Wenn aus dem geladenen Speicher Heißwasser verdrängt werden soll,
so trifft das in dem Rohr b ankommende Kaltwasser im Anschlußstück g auf
einen immer weiter werdenden Querschnitt, der schließlich dem Behälterquerschnitt
gleich ist. Die Strömungsgeschwindigkeit wird infolgedessen immer geringer, bis
sie die Geschwindigkeit des vor dem Wasserdruck ausweichenden Heißwassers erreicht.
Das Heißwasser kann also ohne Wallungen und ohne Wirbelbildung aus den. Innenraum
cies Behälters a über die obere Kante des Hohlkegels hinweg in den Ringraum und
von diesem in den Kessel verdrängt
werden. Umgekehrt wird beim
Einführen heißen Wassers in den Speicher das unten in den Ringraum durch die Leitungszweige
cl, c2 eintretende Wasser auf nach und nach sich erweiternde Querschnitte stoßen,
also seine Geschwindigkeit immer langsamer werden und schließlich mit der Geschwindigkeit
des verdrängten Kaltwassers in den Innenraum des Behälters eintreten, so daß auch
dabei eine Vermischung der Schichten nicht stattfinden kann.
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In Abb. 2 haben die mit Abb. i übereinstimmenden Teile gleiche Bezugszeichen
erhalten. Die Ladeleitung d äst hier weggelassen. Die Zuleitung b ist an ein im
Behälter a liegendes, fast über die ganze Länge des Behälters sich erstreckendes
Verteilerrohr il angeschlossen, welches mit Bohrungen k1 in solcher Zahl und von
solchem Durchmesser versehen ist, daß die Austrittswiderstände an allen Stellen
die gleichen sind und der gesamte Querschnitt so groß ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit
des Wassers, die schon teilweise durch die Änderung der Richtung herabgemindert
ist, sich der Geschwindigkeit des vor dem Wasserdruck ausweichenden Wassers möglichst
anpaßt. Um noch etwa entstehende Wallungen gänzlich zu vernichten und die Verteilung
noch gleichmäßiger zu gestalten, ist das Verteilerrohr il auf der Austrittsseite;
des Wassers noch. von einem Mantel 11 umgeben, welcher mit seitlichen Ableitungsflächen
ini versehen ist und dessen Abstand von dem Verteilerrohr il so bemessen ist, daß
das Wasser in gleichmäßiger und ruhiger Bewegung in das Behälterinnere nach Maßgabe
der Verdrängung des heißen Wassers eintreten kann. In gleicher Weise ist die Heißwasserleitung
c am Verteilerrohr i-, mit Bohrungen k2 angeschlossen, mit dem ein Mantel
1. mit Ableitungsflächen m2 zusammenwirkt.