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Warmwasser- (Speisewasser-) Speicheranlage mit Ausgleichraum zwischen
der das Frischwasser fördernden Pumpe und der Vorwärmereinrichtung. Gegenstand der
Erfindung ist eine Warmwasser-, insbesondere Speisewasserspeicheranlage, bei der
das zu speichernde Wasser mittels Dampfes vorgewärmt wird, derart, daß beim Dampfüberschuß
viel Wasser erwärmt wird, beim Dampfmangel wenig oder kein Wasser, um einen Ausgleich
von Schwankungen in der Dampfanlage herbeizuführen. Bei stark unregelmäßigem Dampfanfall,
z. B. im Fördermaschinenbetrieb, bei Walzenzugmaschinen oder in Bahnkraftwerken,
fällt der Dampf so unregelmäßig an, daß die Betriebsdauer der Voizvärm.eranlage,
bezogen auf die Höchstleistung, nur einen Bruchteil der gesamten Betriebszeit beträgt.
Die zur Förderung des zu erwärmenden Wassers vorgesehenen Betriebseinrichtungen,
wie Pumpe usw., müssen jedoch für die höchste Leistung vorgesehen werden. Sie werden
deshalb nur schlecht ausgenutzt und haben einen verhältnismäßig hohen Eigenenergieverbrauch.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung soll die ,las Frischwasser fördernde
Pumpe unter Zuhilfenahme eines Ausgleichraumes zwischen ihr und der Vorwärmereinrichtung
möglichst gleichmäßig und voll belastet werden, indem das Frischwasser von diesem
Ausgleichraum aus nicht durch Vermittelung der Frischwasser- oder einer anderen
Pumpe, sondern durch die Wirkung eines Druck- oder statischen Gefälles zu der Vorwärmereinrichtung
gelangt. Hierdurch wird erreicht, daß die Frischwasserpumpe für die mittlere Wasserförderung
bemessen und gleichmäßiger betrieben werden kann. Es wird aber auch der Wasserzufluß
zu dem Mischraum den auftretenden Schwankungen viel leichter und schneller folgen
können als bei der Anordnung, bei der zur Steigerung des Zuflusses erst die Leistung
der Pumpe geändert werden muß.
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Der Ausgleichraum kann entweder höher angeordnet sein als der Mischraum,
oder es kann in ihm ein Überdruck gehalten werden, dadurch, daß der Ausgleichraum
mit der Dampfleitung unmittelbar, der Misch- oder Vorwärmraum dagegen durch eine
Leitung mit eingebauter Drosselvorrichtung mit der Dampfleitung in Verbindung steht.
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In den Abbildungen sind verschiedene Anordnungen schematisch dargestellt,
und zwar zeigen: Abb. i eine Anordnung mit besonderem Ausgleich- und Vorwärmraum,
Ahb. 2 eine Anordnung mit in den Speicher verlegter Vorwärmung, Abb. 3-eine Anordnung
mit in den Speicher verlegtem Ausgleich- und Mischraum und Abb. 4. eine Anordnung
mit besonderem, auf den Speicher aufgesetztem Dom als Ausgleich-und Mischraum.
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In- Abb. i ist i der Speicher, 2 der Vorwärmraum, dem von der Pumpe
3 durch den Ausgleichbehälter q. das Frischwasser zugeführt wird. Aus der Dampfleitung
5 wird unter Umständen unter Vermittelung des
Drosselventils 7 in
Leitung 6 dem Vorwärmbehälter 2 der Überschußdampf zugeführt, während der A.usgleichbehälter
4 unmittelbar mit der Leitung 5 in Verbindung steht. Durch das Drosselventil ? kann
so lange ein Überdruck im Ausgleichraum 4 gegenüber dem Vorwärmraum 2 gehalten werden,
als durch die Leitung 6 eine Dampfströmung zum Vorwärmer 2 stattfindet. Für diesen
dauernden Zufluß ist jedoch bei Betrieben mit starken Schwankungen eine Gewähr nicht
gegeben. Es ist deshalb zweckmäßig, den Überdruck in 4. gegenüber 2 dadurch hervorzurufen,
daß der Wasserspiegel in 4 höher gehalten wird als in 2, etwa dadurch, daß der Behälter
4 höher aufgestellt wird als das Mischgefäß 2. Dabei kann die Drosselstelle 7 unter
Umständen in Fortfall kommen.
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Die Wasserzufuhr zum Behälter 4 kann durch ein Ventil i i geregelt
werden, das in Abhängigkeit von einem Schwimmer 14 beeinflußt wird, jedoch so, daß
Wasserspiegelschwankungen in dem Behälter 4 zugelassen werden, um seine Ausgleichwirkung
nicht aufzuheben.
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Bei der in Abb. i dargestellten Anordnung ist es notwendig, daß zwischen
dem Einspritzvorwärmer und dem Speicher i eine besondere Pumpe 8 angeordnet wird.
Auch dieser Pumpe werden die Schwankungen in der Wasserförderung aufgedrückt, wenn
sie z. B. so gesteuert wird, daß der Wasserspiegel in 2 stets derselbe bleibt oder
nicht über ein bestimmtes Maß steigen soll. Auch diese Pumpe kann fortfallen, wenn
auch der Einspritzvorwärmer 2 seinerseits höher aufgestellt wird als der Speicher
i, z. B. unmittelbar über dem Speicher.
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Zweckmäßig werden der Einspritzvorwärmer 2 und der Speicher i in der
Weise miteinander verbunden, daß die Vorwärmung im oberen Teil des Speichers i selbst
oder in einem darüber angeordneten Dom erfolgt. In diesem Falle stellt sich die
gesamte Anordnung so dar, wie in Abb. 2 angegeben: ist. Im Dampfraum des Speichers
wird durch Leitung 5 Dampf und durch Leitung 9 Wasser zugeführt. Die Leitung 9 ist
mit dem Kaltwasservorratsraum 4 verbunden. In dieser ist ein Ventil io angeordnet,
das öffnet, wenn der Druck in der Leitung 5 steigt, und schließt, wenn der Dampfdruck
fällt. Die Fördermenge der Pumpe 3 wird wieder durch ein Ventil i i geregelt, das
in Abhängigkeit von einem Schwimmer i2 bewegt wird.
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Weitergehend kann gemäß Abb. 3 auch der Vorratsraum 4 in dem Speicherkörper
i untergebracht werden. Die gesamte Anordnung stellt sich dann so dar, daß der Speicherraum
unterteilt ist in drei Zonen. Die unterste Zone ist der eigentliche Speicherraum
i, die mittlere Zone ist der Mischraum :2 und die oberste Zone ist der Wasservorratsraum
4. Die Zonen .2 und 4 sind durch eine Trennungswand 13 voneinander geschieden und
stehen beide mit der Dampfleitung 5 in Verbindung. In der Trennungswand 13 ist eine
Durchströmvorrichtung z. B. in Form eines Ventils 14 vorgesehen oder eine Verbindungsleitung
2i mit Ventil io. Zweckmäßig wird im oberen Teil des Mischraumes 2 eine Wasserverteilungsvorrichtung
15 angeordnet, mit Hilfe deren das durch 14 oder io zuströmende Wasser verteilt
wird, so daß dieses in. Form eines Regens den Mischraum durchströmt.
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Die Ladung und Entladung .des Speicherraumes i kann in der Weise erfolgen,
daß bei der Entladung der Wasserspiegel zwischen i und 2 sinkt. Der Speicher kann
aber auch als Verdrängungsspeicher in der Weise betrieben werden, daß der Wasserspiegel
zwischen i und 2 konstant gehalten wird, und daß die Entladung in der Weise erfolgt,
daß dem Speicher durch Leitung z2 oben warmes Wasser entnommen wird, während ihm
unten durch Leitung 16 eine gleiche Menge kalten Wassers zugeführt wird, so .daß
durch die vermehrte Wassererwärmung dem Speicherraum i eine größere Wassermenge
zufließt, als durch Leitung 5 entnommen wird. Bei der Ladung füllt sich also der
Speicher von oben her mit warmem Wasser, während eine gleiche Menge kalten Wassers
unten abgeführt wird. Das durch die Pumpe 3 über Leitung i9 und Ventil 2o zufließende
Wasser strömt je nach dem Belastungszustand über Leitung 16 dem Speicher von unten
zu, oder es wird von der Pumpe 17 zwecks Erwärmung über Leitung 18 dem Vorratsraum
q. oder dem Mischraum 2 zugeführt.
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In Abb. 4 ist ein Speicher dargestellt, auf dem oben ein; Dom angeordnet
ist, in dem sowohl der Vorratsraum 4 als auch der Mischraum, 2 untergebracht sind.
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Speicherbehälter selbst vollkommen für
die Speicherung ausgenutzt werden kann, während bei einer Anordnung nach. Abb..3
ein verhältnismäßig großer Teil des Speicherraums für den Mischraum verlorengeht.
Im übrigen ist die Anordnung dieselbe wie bei Abb. 3.
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Bei den bisher beschriebenen Anordnungen waren in der Dampfleitung
keine besonderen Steuerventile vorgesehen, und die Regelung des Speicherprozesses
ist so durchgeführt, daß lediglich der Wasserzufluß zu dem Mischraum 2 gesteuert
wurde. Um die Regelung des Dampfzuflusses empfindlicher zu gestalten, können auch
in die Dampfzuleitung 6 zum Mischraum 2 Ventile 23 angeordnet werden, die in Abhängigkeit
von dem Frischdampfdruck öder von dem Druck in der Steuerleiturig
so
bewegt werden, daß sie öffnen, wenn der Druck steigt, und schließen, wenn der Druck
fällt. Die den Wasserzufluß regelnden Ventile io bzw. 14 wenden dann zweckmäßig
so gesteuert, daß die durch die Vorwärmung erreichte Endtemperatur konstant gehalten
wird, d. h. daß die Ventile geöffnet werden, wenn die Temperatur des Wassers im
Speicher bzw. der obersten Wasserschicht oder der Druck im Speicher oder in dem
Mischraum 2 sinkt und umgekehrt.
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Der Vorratsraum 4 kann ent-,veder in die unmittelbare Verbindungsleitung
zwischen der Pumpe 3 und dem Einspritzraum :2 eingebaut werden. In diesem Falle
durchströmt die gesamte zu erwärmende Wassermenge den Vorratsraum 4. Es kann aber
auch der Einspritzraum z unmittelbar mit der Leitung 18 verbunden werden und der
Vorratsrauen 4 lediglich durch eine Stichleitung 24 an diese Verbindungsleitung
angeschlossen werden. Bei dieser Anordnung wird bei Steigerung des Zuflusses in
den Mischraum 2 nur diejenige Wassermenge aus dem Vorratsraum 4 entnommen, die die
Pumpe 3 infolge ihrer beschränkten Leistung nicht abzugeben vermag, während der
Behälter zu anderer Zeit bei Verminderung des Zuflusses zu 2 wieder aufgefüllt wird.