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Verfahren zur Evakuierung von Abfuhrkesseln u. dgl. Abfuhrkessel für
Fäkalien u. dgl. evakuiert man heute durch Pumpen und namentlich durch die Explosionswirkung
von brennbaren Gasgemischen. Bei dem vorliegenden Verfahren zur Evakuierung von
solchen Abfuhrkesseln soll die Luft aus den Kesseln durch Dämpfe von Flüssigkeiten
verdrängt werden, deren Kondensation nachher das Saugvakuum herstellt. Das Verfahren
ist dadurch gekennzeichnet, daB in einem an den zu evakuierenden Kessel durch Rohr-oder
Schlauchleitungen
anschließbaren Behälter von genügender Wärmekapazität durch Verbrennung von Frennstoffen
oder durch elektrische Beheizung nach und nach so viel Wärme von solchem Temperaturgefälle
aufgespeichert wird, daß eine in den heißen Behälter eingeführte Flüssigkeitsmenge
sogleich verpuffungsartig verdampft wird, damit ihr Dampf mit genügender Energie
in den Kessel eindringt, die Luft aus dem Kessel aus geeignet angebrachten Ventilen
entfernt und durch seine Kondensation nachher das angestrebte Vakuum erzeugt.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen des Dampfflüssigkeitssaugers
nach dem vorliegenden Verfahren schematisch veranschaulicht. Abb.1 stellt einen
vollständigenWagen für die Fäkalienabfuhr, einen Jauchewagen für landwirtschaftliche
Betriebe oder eine Luftpumpe, an die gewöhnliche luftdichte Kessel für die Fäkalienabfuhr
usw. angeschlossen werden, in Seitenansicht dar. Ii ist der zu evakuierende Kessel,
A die durch Absperrschieber verschließbare Einlauf- und Ablauföffnung, A' eine andere
Einlauföffnung für besondere Zwecke, und D der Verdampfer, in dem die Dampfmenge
explosionsartig entsteht, die die Luft aus dem Kessel IL austreiben soll. Der Verdampfer
kann auch bei D' angeordnet werden. Bei F befindet sich ein Vorrat der Flüssigkeit,
die verdampft werden soll, und P ist dasAuspuffventil des Kessels K, das der Luft
den Austritt aus dem Kessel h gestattet, wenn der Dampf aus D explosionsartig
in ihm eintritt.
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In Abb. 2, 3 und 4. sind einige Ausführungsformen des Verdampfers
D dargestellt. Abb. 2 zeigt einenVerdampfer mit indirekter Beheizung, der wie folgt
eingerichtet ist. Hat der zu evakuierende Kessel 1i beispielsweise 2 cbm Inhalt,
und soll als zu verdampfende Flüssigkeit Wasser benutzt werden, so muß zur Evakuierung
von k der Verdampfer mindestens 2 cbm Wasserdampf von etwa Atmosphärendruck erzeugen
können. Da Wasserdampf von Atmosphärendruck ein spezifisches Volumen von 1,67 cbm/kg
besitzt, so sind mindestens 2:1,67= 1,2 kg Dampf explosionsartig zu bilden, d. h.
es sind 1,2 kg Wasser plötzlich zu verdampfen. Hierzu sind dem Wasser 1,2 # 64.0=
77o kcal Wärme plötzlich zuzuführen. Der Verdampfer besitzt zu diesem Zweck den
massigen Metallkörper T' in Abb. 2 aus Eisen, Kupfer o. dgl., der sich in einem
Kessel H mit einer Heizflüssigkeit, Diphenylamin, Stearinsäure o. dgl., die durch
die Heizlampe I_ auf eine genügende Temperatur erhitzt werden kann, befindet. Die
Heizlampe I_ kann mit billigen Brennstoffen betrieben werden. Innerhalb des Verdampferkörpers
T' mündet das Wasserzuführungsrohr R, durch das mittels der Wasserspritze S eine
abgemessene lNfenge Wasser aus dem Vorratsbehälter F in T' eingespritzt werden kann,
Die Temperatur der Heizflüssigkeit in H kann man am Manometer 31 oder einem Thermometer
ablesen. N ist ein Sicherheitsventil. Die Einrichtung kann aber so getroffen werden,
daß die Heizflüssigkeit in H nur bis zu ihrem Siedepunkt erhitzt wird, so daß in
H kein Überdruck entsteht. Benutzt man z. B. Diphenylamin als Heizflüssigkeit, so
kann man die Heizflüssigkeit bis 300° erhitzen, ohne daß eine Drucksteigerung eintritt.
Der Siedepunkt des Diphenylamins liegt über 300°. Die Verdampfermasse t' nimmt auch
diese Temperatur an, und man richtet es durch entsprechende Regelung der Lampe L
so ein, daß kurz vor der beabsichtigten Evakuierung die Temperatur von
300' im Verdampfer erreicht ist. Zur Evakuierung spritzt man nun mit S die
erforderlichen z,21 Wasser in den Verdampfer, der sich dadurch auf 10o°, die Verdampfungstemperatur
des Wassers bei Atmosphärendruck, abkühlt, wobei die Verdampfungswärme von 77o kcal
vom Verdampfer an das Wasser abzugeben sind. Ist der Verdampfer aus Eisen, so hat
er demnach 770: (200 - 0,1i5)=36 kg zu wiegen, da das verfügbare Temperaturgefälle
20o° und die spezifische Wärme des Eisens o,125 kcal beträgt. Der Dampf strömt durch
das weite Rohr B explosionsartig in den Kessel Ii. Das Wasser wird nicht unmittelbar
in V eingespritzt, sondern zunächst in eine Schale aus Eisen- oder Kupferblech,
die von andern Schalen gleicher Art so umgeben ist, daß das vor der vollständigen
Verdampfung heftig umherspritzende Wasser mit einer großen Wärme abgebenden Fläche
bis zu seinem Austritt aus T' dauernd in Berührung bleibt. Man kann die Temperatur
im Verdampfer t' vor der Wassereinspritzung auch höhertreiben und als Heizflüssigkeit
auch lKetalle, Blei usw. verwenden. Je höher die Temperatur getrieben wird, desto
weniger :.Kasse darf der Verdampfer V haben. Wäre die Temperatur vor der Einspritzung
z. B.500 °, so brauchte der eiserne Verdampfer V nur 18 kg wiegen. Die Wärmereserve,
die in der Heizflüssigkeit steckt, ist hierbei noch nicht berücksichtigt. Hat der
Saugerkessel K nur 1 cbm Inhalt, so wird T" ohne weiteres nur halb so schwer. Beim
Entwurf des Verdampfers ist zu berücksichtigen, daß das Wasser bei sehr hohen Temperaturen
den sphäroidalen Zustand annimmt, was die Verdampfung schwieriger macht.
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Man kann den Behälter mit der Heizflüssigkeit H auch fortlassen und
den Verdampfer T' unmittelbar mit der Lampe L erhitzen. Um Überhitzungen des Verdampfers
T' zu vermeiden, kann man ein Thermometer in die Masse 1' so einführen, daß man
es von außen ablesen kann. plan hat ja Thermometer bis zu Temperaturen. von über
55o°.
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Anstatt mit der Lampe I. kann man die Verdampfermasse auch mit Kohlen,
Koks, Torf usw. beheizen. Einen solchen Verdampfer zeigt
schematisch
Abb. 3, wo t der metallene Verdampfer ist, mit oder ohne Mantel für Heizflüssigkeiten,
mit mittelbarer oder unmittelbarer Beheizung. Es ist angenommen, der Verdampfer
I' befinde sich diesmal unter dem Abfuhrkessel K. Der Verdampfer V ragt in einen
kleinen Ofen E hinein, auf dessen Rost Brennstoffe irgendwelcher Art verbrannt werden.
Die Rohrleitung R ist die Zuleitung von der Wasserspritze S in Abb. 2, T ein Thermometer,
an dem man nachprüfen kann, ob der Verdampfer T' die richtige Temperatur besitzt.
Der entwickelte Dampf strömt durch das Rohr B in den Kessel K. Das Dampfrohr
B ist vom Schornsteinrohr C umgeben, wodurch B vorgewärmt wird. Gewöhnlich
brennt das Feuer im Ofen E mit eigenem, durch den Schornstein C erzeugten Zug. Zur
Verstärkung kurz vor der Evakuierung kann jedoch das Feuer mit künstlichem Zug angeblasen
werden, wie ein Schmiedefeuer, indem man die Ofentüren U verschließt, ebenso die
untere Luftklappe am Aschkasten, und mit dem Blasebalg o. dgl. das Feuer künstlich
anfacht. Der Ofen wird am besten so berechnet, daß er mit eigenem Zug den Verdampfer
I" gerade mäßig warm erhält und daß die eigentliche Erhitzung des Verdampfers V
auf die höchste zulässige Temperatur mit künstlichem Zug durch Betätigung des Blasebalgs
-erfolgt. Da hierzu dem Verdampfer, 'wie oben festgestellt, für einen Kessel von
2 cbm Inhalt nur etwa 8oo kcal Wärme zuzuführen sind, entsprechend der Verbrennungswärme
von einem Zehntel Kilogramm Steinkohle oder Koks, einem Fünftel Kilogramm Holz,
Torf, Fraunkohlen usw., so braucht zur Herstellung der richtigen "Temperatur der
künstliche Zug nur kurze Zeit betätigt zu werden. Nach der Verdampfung und Evakuierung
wird der natürliche Zug so geregelt, daß das Feuer auf dem Rost langsam weiterschwelt.
Man kann den Verdampfer auch mit Grude beheizen.
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Eine andere Ausführungsform des Ofens zeigt schematisch Abb. 4. Der
Ofen E besitzt keinen eigentlichen Verdampfer wie nach Abb. 2 oder 3, sondern nur
eine gewisse Menge V' von Eisendraht, Steinen usw., die über das Feuer des Ofens
E auf einem besonderen Rost o. dgl. angeordnet ist. Diese Masse, die gelegentlich
durch die dicht verschließbare Tür U' erneuert werden kann, wird vom Feuer des Ofens
auf die richtige Temperatur gebracht, und das zu verdampfende Wasser kann dann unmittelbar
in die Drahtmassen -o. dgl. eingespritzt werden, wenn deren Menge für die zulässige
Erhitzungstemperatur richtig bemessen ist. Zur Verdampfung werden alle Öffnungen
am Ofen E, also die Türen U und U', die Luftklappe unten und die Luftzuführung am
Blasebalg, geschlossen. Der Dampf steigt dann durch den gut vorgewärmten Schornstein
C des Ofens E nach oben, der Ausweg nach außen wird ihm durch Betätigung des Doppelventils
G versperrt und der Weg ins Kesselinnere geöffnet. Durch Betätigung des Doppelventils
G kann gleichzeitig die Wasserspritze S abgeprotzt werden, wie in Abb.4 schematisch
angedeutet worden ist, wodurch die Ventilbetätigung niemals vergessen werden kann.
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Man kann aber auch das Wasser unmittelbar in das Feuer des Ofens E
einspritzen, wie Abb. 4 durch die Lage des Einspritzrohrs R andeutet. Es ist ja
bekannt, wie durch Ablöschen von glühendem Koks u. dgl. sich augenblicklich große
Dampfmassen entwickeln. Die Drahtmassen U' verdampfen dann nur noch das durch die
untere Verdampfung umhergespritzte Wasser. Außerdem können sie das unten in den
glühenden Kohlen etwa gebildete Wassergas zu Wasserdampf oxydieren.
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Wenn man die Verdampfung in der ersteren Weise leitet, durch Wassereinspritzung
in die Massen V', so wird doch ein Teil des Wassers unten auf die Kohlen gelangen
und in der zweiten Weise verdampfen.
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Man kann auch andere Flüssigkeiten als Wasser zur Verdampfung bringen.
Es ist wärmetheoretisch sogar vorteilhaft, wenn man Flüssigkeiten verwendet, die
eine möglichst geringe Verdampfungswärme besitzen.
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Man kann den Verdampfer mit seinem Ofen auch auf einem besonderen
Wagen gesondert vom Kessel aufbauen.