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Vorrichtung zum Einleiten von Dampf in Flüssigkeiten Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Einleiten von Dampf in Flüssigkeiten, vorzugsweise
für Wärmespeicher. Sie hat den Zweck, ein geräuschloses Eintreten des Dampfes zu
erzielen. Um das Geräusch zu mindern, wandte man bereits Dampfdüsen mit gestrecktem
Querschnitt an, ohne daß dadurch das Geräusch beseitigt werden konnte.
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Der Erfindung gemäß wird die Geräuschlosigkeit dadurch erreicht, daß
die längliche Ausströmungsöffnung durch in den Düseninnenraum sich erstreckende
Querwände quer unterteilt wird, wodurch ein gleichmäßiger Dampfaustritt aus dem
ganzen Düsenaustrittsquerschnitt trotz der großen Länge des letzteren erzielt wird.
Ferner wird der Erfindung gemäß die Düse mit einer in der Ebene der Längsachse der
Düse und der Längsachse des Düsenquerschnittes liegenden Wand aus wärmeleitendem
Baustoff versehen, die sich sowohl in den Dampfraum, also in die Dampfdüse, als
auch in den Misch- und Wasserraum, also in die Mischdüse, erstreckt. Bei dieser
Ausgestaltung fällt das sonst beobachtete Knallen vollkommen fort. Die Ursache für
diesen Erfolg mag darin gegeben sein, daß der Weg der in den Dampfstrahl einbrechenden
Wasserteilchen kurz gestaltet wird, so daß die sich auf dem Wege beschleunigenden
Wasserteilchen am Ende des Weges geringe Geschwindigkeit besitzen und infolgedessen
auch geringe kinetische Energie haben, ferner darin, daß die beheizte Wand die in
der Dampfdüse aufgenommene Wärme in die Mischdüse und Wasserdüse leitet und so die
Aufnahme der Dampfwärme durch das Wasser allmählicher und gleichmäßiger gestaltet.
Auch die Führung des Dampfstrahles durch die Wand bis in den Mischraum hinein wirkt
günstig. Durch diese günstigen Dampfeintrittsverhältnisse wird dann auch die Zuführungsmöglichkeit
des Dampfes bei geringen Druckunterschieden zwischen Zuführungsleitung und Wärmespeicher
erreicht.
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Bei doppelseitiger Wasserzuführung zu der Dampfdüse kann die oben
erwähnte beheizte Wand als Scheidewand ausgebildet werden, dadurch ergibt sich eine
besonders gedrängte Bauart bei großer Leistung. Wenn derartige Düsen abwechselnd
abwärts und aufwärts gerichtet im Wärmespeicher angeordnet werden, erzielen sie
eine besonders gute Rührwirkung und eine große Regelmäßigkeit der im Wärmespeicher
stattfindenden Strömungen. Durch die gute Rührwirkung wird die Wärme über den ganzen
Wärmespeicher gleichmäßig verteilt, wodurch das Wärmeaufnahmevermögen des Wärmespeichers
erhöht wird. Durch die Regelmäßigkeit der stattfindenden Strömungen wird der Dampfaustrittswiderstand
vermindert und damit der zur Einleitung des Dampfes erforderliche Druckunterschied.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
Abb. i zeigt den Längsschnitt einer Ausführungsform
der Düse für doppelseitigen Wasserzutritt zu dem eingeleiteten Dampfstrahl, und
zwar gemäß C-D in Abb. z; Abb. a zeigt den Querschnitt A-B dieser Ausführungsform
in Abb. i ; Abb.3 zeigt die untere Stirnfläche der Dampfdüse in größerem Maßstabe;
Abb. ,4 zeigt einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Düse für
einseitigen Wasserzutritt zum Dampfstrahl; Abb. 5 zeigt einen Querschnitt durch
einen Wärmespeicher; Abb. 6 zeigt einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform
des Wärmespeichers; Abb. 7 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform
eines Wärmespeichers. Bei der Ausführungsform nach den Abb. i bis 3 ist die Dampf-
und Mischdüsenkombination dreiteilig ausgebildet, und zwar besteht die Kombination
aus den beiden unter Zwischenschaltung eines Bleches a, zusammengeschraubten Teilen
b. Mehrere solcher Kombinationen sind miteinander verbunden. Das Blech a,_ liegt
dabei in der Symmetrieebene der Düsenkombination. Die Dampfdüse c besitzt oben bei
d einen kreisförmigen Eintrittsquerschnitt. Dieser Querschnitt verbreitert sich
nach der Düsenmüdung e hin zu einem langgestreckten schmalen Querschnitt, der durch
die keilförmig zulaufenden Ansätze f der Wandungen, die bis zu dem Blech a1 reichen,
quer unterteilt ist.
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Das Blech a, reicht in die Mischdüsen g, g1, g= hinein und bildet
eine Scheidewand in den Düsen c, g, g1, g.=.
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Der Durchmesser des Querschnittes des ausströmenden Dampfstrahles
ist infolge der Dampfdüsenmündung in der Richtung quer zur Längsachse der Düsenmündung
sehr gering und durch Blech a, nochmals unterteilt. Die Querwände f sichern eine
gleichmäßige Führung des Dampfes über den ganzen langen Querschnitt und tragen infolgedessen
gleichfalls zur Geräuschminderung bei.
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Dadurch, daß die in der Dampfdüse c beheizte Blechwand a1 sich über
die ganze Länge der Mischdüsen g, g, erstreckt, wird der Dampfstrahl, soweit er
noch erhalten geblieben ist, auch in den Mischdüsen noch sicher geführt, so daß
seine Wirkung in den Mischdüsen die denkbar beste bleibt. Auch die Beheizung des
Dampfstrahles durch die Blechwand a, begünstigt das Ergebnis wie oben ausgeführt
wurde.
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Die Vorrichtung kann auch so ausgeführt werden, wie es in Abb. 4.
dargestellt ist, d. h. die Dampfdüse -c kann durch zwei hohlkuglige Wände c, und
c2 gebildet werden, wobei die Innenwand cl mit ihrer Verlängerung a, sich über die
Mündung e der Dampfdüse hinaus erstreckt. Die Düsenmündung e ist wieder durch Querwände
f quer unterteilt. Die Mischdüsen g, g, sind nur an einer Seite der Dampfdüse vorgesehen.
Die Rolle der Blechwand a, in Abb. i übernimmt bei diesem Ausführungsbeispiel die
über die Mündung e der Dampfdüse c hinausreichende Verlängerung a2 der Innenwandung
cl der Dampfdüse.
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Der Wassereintritt h ist voll kreisförmig gestaltet. Die Ausströmung
erfolgt bei dieser Düse nach oben.
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Wie die Abb. 5 bis 7 zeigen, werden die Düsen i, il in der Nähe des
Bodens angeordnet, um die bei den bekannten Wärmespeichern kälteren unteren Flüssigkeitsschichtei
in erster Linie zu erwärmen und durch die infolge des Auftriebes eintretende Mischwirkung
dem gesamten Inhalt des Wärmespeichers k eine gleichmäßige Temperatur zu erteilen.
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Die diesen Temperaturausgleich erzeugenden Strömungen im Kessel werden
besonders günstig gestaltet, wenn, wie in den Abb. 5 und 6 dargestellt ist, abwechselnd
abwärts (i) und aufwärts (i,) wirkende Düsen eingebaut werden, und zwar kann die
Düsenform entweder in ein und demselben Querschnitt abwechseln, wie in Abb. 5 dargestellt
ist, oder in benachbarten Querschnitten gemäß Abb. 6.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 wird durch die Düsenanordnung
der ganze Kesselinhalt um die Kessellängsachse rotieren. Bei der Ausführungsform
nach Abb. 6 werden Teile des Inhaltes um Querachsen des Kessels rotieren.
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Falls nur abwärts gerichtete Düsen benutzt werden, ist die in Abb.
7 dargestellte Anordnung vorteilhaft, bei welcher durch Schrägrichtung der Düsen
ein Kreislauf des gesamten Kesselinhaltes um die mittlere Querachse erzielt wird.
Das oder die Dampfverteilungsrohre L sind in beiden Fällen im Dampfraum m des Wärmespeichers
k angeordnet.