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Vorrichtung zum Regeln der Wärmeverwertung bei dampfgeheizten, parallel
geschalteten Apparaten Bei dampfgeheizten, parallel geschalteten Apparaten, wie
sie in vielen Industrien verwendet werden, ist es von großer Bedeutung, daß das
Kondensat wirksam abgeleitet wird, weil Kondensat, das sich auf den Heizflächen
ansammelt als Isolierung wirkt und dadurch die Wärmeübertragung herabsetzt. Zu diesem
Zweck werden Drosselstellen in den Auslaßrohren von den einzelnen Apparaten vorgesehen,
und ein Teil des Dampfes wird durch diese Drosselstellen zusammen mit dem Kondensat
abgleitet, wobei der Dampf das Kondensat mitreißt und außerdem infolge der Drosselstellen
ein niedrigerer Druck in der Auslaßleitung aufrechterhalten wird, so daß die Kondensatableitung
beschlenmgt wird.
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Sowohl theoretische Erwägungen als auch praktische Untersuchungen
(s. z. B.
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W. N u s s e 1 t : »Die Oberflächenkondensation des Wasserdampfes
«, Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure, Band 60, I9I6, Sefte54i-569, und
J a k o b und E r »Forschungsarbeiten«, Heft 310) zeigen, daß eine hohe Wärmeübertragungszahl
zwischen kondensierendem Dampf und einer Wandung bei großen Dampfgeschwindigkeiten
und niedrigem Feuchtigkeitsgehalt des Dampfes erzierlt werden, wenn die Dicke der
Kondensatschicht an der Wand herabgesetzt wird.
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Die Erfindung beruht auf dieser Eigenschaft des Durchflußdampfes,
daß er die Wärmeverwertung erhöht, und bezweckt, ein wirksames Regeln der Wärmeverwertung
bei solchen parallel geschalteten Apparaten zu erzielen. Die Erfindung besteht der
Hauptsache nach darin, daß die Auslaßrohre der einzelnen Apparate mit je einem Dampfabscheider
versehen sind und daß jeder Dampfabscheider mittels besonderer Leitungen, in denen
die Drosselungen vorgesehen sind, mit einer gemeinsamen Kondensat- bzw. Dampfableitung
verbunden ist. Gewünschtenfalls können statt der Drosselungen in den Kondensatableitungen
von den Dampfabscheidern nach der gemeinsamen KondensataMeitung auch Flüssigkeitsverschlüsse
vorgesehen sein.
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Durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird der Vorteil erreicht,
daß der Durchfluß. dampf je Apparat sowohl absolut als auch im Verhältnis zur Kondensatmenge
unabhängig von letzterer von Null bis zu dem gewünschten Wert geregelt werden kann,
wodurch gemäß dem Vorstehenden eine weitere Erhöhung der Wärmeüberftagungszabl und
die Einzelregelung der Wärmeübertragungsfähigkeit der Heizflächen sowie der Wärmeverwertung
in den einzelnen Apparaten erzielt werden können. Die Drosselstellen für den Durchfluß
dampf werden entweder als feste Drosselscbeiben oder als regelbare Ventile oder
als Kombinationen von beiden ausgebildet.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die gemeinsame Dampfableitung
gewissermaßen einen Notauslaß für die Kondensatableitung bildet, wenn letztere oder
die nach ihr führenden
Kondensatableitungen von den Dampfabscheidern
sich ganz oder teilweise verstopfen, indem infolge der Drosselung in der gemeinsamen
Dampfableitung ein niedrigerer Druck als in den Apparaten selbst herrscht, so daß
das Kondensat nach der gemeinsamen Dampfableitung überströmt und auch unter diesen
Umständen wirksam abgeleitet wird.
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Der durch die Dampfabileitungen von den Dampfabscheidern nach der
gemeinsamen Dampfableitung strömende Dampf erhält dabei zwar einen höheren oder
niedrigeren Feuchtigkeitsgehalt, aber das Kondensat wird auch bei vollständiger
Verstopfung der Kondensatableitung entfernt, wenn der Unterdruck in der gemeinsamen
Dampfableitung und die Drosselstellen demgemäß bemessen sind.
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Biei der praktischen Verwendung werden die Drosselstellen bzw. die
Flüssigkeitsverschlüsse derart bemessen, daß immer ein genügender Unterdruck zwischen
dem Dampfdruck in den Apparaten und den Drucken in der gemeinsamen Ableitung für
Durchflußdampf bzw. Kondensat vorhanden ist. Weil in den beiden letztgenannten Ableitungen
derselbe Mlindestunterdruck zweckmäßig herrschen soll, werden sie mit einem gemeinsamen
Behälter verbunden, aus dem die Anziehung des Kondensats erfolgen kann. Von dem
oberen Teil dieses Behälters geht dann die Leitung aus, die den Durchfluß dampf
zur Dampfzuleitung der Apparate zurückführt und zur Abziehung des Durchfluß dampfes
für andere Zwecke oder zu diesen beiden Zwecken gleichzeitig oder wechselweise verwendet
wird. In diese Leitung wird auch zwedcmäßig ein Ventil eingesetzt, dessen Regelorgan
von Hand oder selbsttätig einerseits von dem Drucke in der Dampfzuleitung der Apparate,
andererseits vom Drucke in der gemeinsamen Ableitung für den Druckflußdampf betätigt
wird, so daß ein im wesentlichen konstanter Unterschied zwischen diesen beiden Drucken
aufrechterhalten wird, unabhängig von der Größe und Durchfluß dampfmenge, welch
letztere durch die hinter jedem Apparat eingeschalteten Drosselstellen bestimmt
wird.
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Auf den Zeichnungen sind zwei Ausführungen der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Abb. I zeigt eine Ausführung mit Ableitung des Durchfluß dampfes und
des Kondensates, die in einem Dampfabscheider hinter jedem Apparat getrennt werden,
durch je eine Drosselstelle. Abb. 2 zeigt eine Ausführung, bei der der Durchflußdampf
durch eine Drosselstelle und das Kondensat durch einen Flüssigkeitsverschluß je
für sich abgeleitet werden.
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In Abb. I ist I eine Zuleitung für Heizdampf, 2 ein Hauptventil,
3 ein von dem zugeführten Heizdampf betriebener Injektor, durch den der Durchflußdampf
den Heizapparaten wieder zugeführt wird. 4 ist die Dampfleitung für den vom Injelçtor
gelieferten Mischdampf, und 5 sind Zweigleitungen nach den einzelnen, parallel arbeitenden
Heizapparaten 7, die mit Anlaßhähnen 6 in den Zweigleitupngen 5 versehen sind. Die
Heizkörper der Heizapparate 7 sind mit 8 bezeichnet.
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9 ist die Ableitung des Heizapparates, in der ein Abschlußventil II
vorgesehen ist. Ein Dampfabscheider 25 ist in die Leitung g hinter dem Ventil 1
1 eingeschaltet, um den Durchflußdampf und das Kondensat mehr oder weniger vollständig
voneinander zu trennen. Dieser Dampf strömt danach für sfiich durch die Drosselstelle
30 und die Rohre 26, 33 nach dem Dampfraum eines mit Standrohr I6, Schwimmerventil
14 und Abfluß 15 für das Kondensat versehenen Dampfwasserableiterms 13, dem das
Kondensat für sich durch die Drosselstelle 31 und die Rohre 27, 29 zugeführt wird.
Vom Dampfwasserableiter strömt der Dampf durch Rohr I8 je nach den Umständen durch
das mit Abschlußventil 20' vensehene Rohr Ig oder durch das Ventil 20 nach dem Injektor
3, durch den er den Heizapparaten 7 wieder zugeführt wird.
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Im Rohr I8 ist zweckmäßig ein Regulierventil 24 angeordnet, das von
Hand oder selbsttätig derart geregelt werden kann, daß der Druckunterschied zwischen
der Heizdampfzuleitung 4 und dem Dampfraum des Dampfwasserableiters I 3 konstant
gehalten wird. In der Zeichnung ist das Ventil 24 als ein sich selbsttätig regelndes
Ventil dargestellt, dessen Reglungsorgan einerseits vom Dampf drucke der Leitung
4 durch ein Zweigrohr 22, andererseits vom Dampfdrucke des Dampfwasserableiters
I3 durch ein Zweigrohr 23 beeinflußt wird. 21 ist ein Standrohr durch das der Druckunterschied
der genannten Dampfdrücke angezeigt wird. Durch die Aufrechterhaltung eines bestimmten
Druck unterschiedes zwischen der Leitung 4 und dem Dampfraum des Dampfwasserahleiters
I3 sowie durch die Drosselungen wird erreicht, daß immer eine praktisch konstante
Dampfmenge durch die Heizvorrichtungen 8 hindurch unter Mitreißen des niedergeschlage
neu Dampfes strömt. Dieser Druckunterschied wird so gewählt, daß eine wirksame Kondensatableitung
von den Heizkörpern auch in dem Falle erreicht wird, daß sich die Drosselungen 31
verstopfen. Das Kondensat wird dann durch die Rohre 26 dem Kondensataloleiter I3
zugeführt.
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Die Anbringung eines gemeinsamen Kondensatableiters, in dessen Dampfraum
die gemeinsame Ableitung für den Durchflußdampf
mündet, erleichtert
die Aufrechterhaltung eines konstanten Druckunterschiedes zwischen der Dampfzuleitung
4 und der gemeinsamen Ableitung 33 für den Durcbflußdampf.
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Gemäß Abb 2 sind die Drosselstellen 3I in Abb. I durch Rohre 32 ersetzt,
die so weit unter den normalen Wasserstand im Dampfwasserableiter 13 verlängert
sind und durch eine Rohrleitung 29 mit letzteren in Verbindung stehen, daß U-förmigeWasserverschlüsse
gebildet werden, die das Überströmen des Dampfes von den Dampfabscheidern 25 durch
die Rohre 32, 29 nach dem Kondensatableiter verhindern. Im übrigen ist die Anordnung
und Wirkungsweise dieselbe wie die der Ausführung nach Abb. I.