DE553285C

DE553285C - Verfahren zum Speisen von Hochdruckstrahlduesen mit Dampf

Info

Publication number: DE553285C
Application number: DE1930553285D
Authority: DE
Original assignee: FRIEDRICH MUELLER DR ING
Current assignee: FRIEDRICH MUELLER DR ING
Priority date: 1930-09-27
Filing date: 1930-09-27
Publication date: 1932-06-23

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AU 23. JUNI 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 553 KLASSE 14c GRUPPE

2)r.-3ng. Friedrich Müller in Berlin Verfahren zum Speisen von Hochdruckstrahldüsen mit Dampf

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. September 1930 ab

Bei der Verwendung des Dampfes als Betriebsstoff für Kraftmaschinen ist man bisher bemüht gewesen, mit dem Anfangsdruck gleichzeitig die Temperatur zu steigern, um das bei der Entspannung erzielbare Wärmegefälle möglichst groß zu machen und auszunutzen. Dieser Weg wurde bei dem Betrieb von Kolbendampfmaschinen gewählt und hatte in der Tat die allgemein bekannten Vorzüge. Die Übertragung dieses Gedankens auf die Turbinen lag nahe und wurde auch begangen, ohne daß der wesentliche Unterschied zwischen der Kolbenmaschine und Turbine erkannt wurde. Bei der ersteren kommt es nur auf Druckunterschiede an, bei der letzteren spielen Druckunterschied und dadurch erzielbare Strömungsgeschwindigkeit die entscheidende Rolle.

Die physikalischen Eigenschaften des Wasserdampfes lassen sich am besten aus einer Dampfentropietafel erkennen. Bei Annahme eines Kondensationsvakuums von 0,04 at abs. verfügt eine Kreiselmaschine oder sonstige Anlage, die mit strömendem Dampf betrieben wird, bei 20 ata und 350⁰ C Betriebsdampf über ein ausnutzbares Wärmegefälle von etwa 250 WE (etwa 1450 m/Sek. erzeugbare Geschwindigkeit), bei 20 ata und 80 % Sättigung ein Gefalle von etwa 180 WE (etwa 1230 m/Sek. erzeugbare Geschwindigkeit) Dei Stoßverlust des strömenden Dampfes auf den Läufer der Turbine steht in einem bestimmten Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit des treibenden Mittels. Je kleiner die Geschwindigkeit, um so kleiner der Verlust. Die Geschwindigkeit erzeugt die Leistung, jedoch kann unter Umständen der Stoßverlust bei erhöhter Geschwindigkeit so groß werden, daß eine kleinere Geschwindigkeit mit geringerem Stoßverlust dieselbe Wirkung erzeugt. Wählt man also Dampfdruck und Dampffeuchtigkeit bei gegebenem Vakuum und voller Entspannung in einer Düse, so kann unter Umständen eine geringere Austrittsgeschwindigkeit einen erhöhten Gesamtwirkungsgrad für die Arbeitsleistung der Maschine ergeben.

Da die Verhältnisse bei einer Kreiselmaschine verwickelt liegen, hat der Erfinder die Vorgänge in einem Dampfstrahler verfolgt. Versuche ergaben nämlich, daß die Leistung eines Strahlers nicht zunahm, obwohl die Überhitzung des Betriebsdampfes bei gleichem Druck um 150⁰ C gesteigert wurde. Das Wärmegefälle und die erzielbare Geschwindigkeit des Betriebsdampfes wuchsen naturgemäß. Der Vergleich der Wirkungsgrade von Dampfstrahlern in verschiedenen Druck- und £!egendruckgebieten ergab, daß der Stoßverlust mit zunehmender Düsenaustrittsgeschwindigkeit zunimmt, und wandert man bei einem gegebenen Gegendruck und Ansaugedruck mit dem Betriebsdruck auf der Sättigungskurve, so erzielt man. bei einem bestimmten Anfangsdruck den besten Wirkungsgrad. Diesem entspricht ein Druckgefälle, welches charakteristisch für die Bauart ist. Bei zunehmendem Anfangsdruck muß

das Gefälle gleich groß gehalten werden; das heißt der Anfangsdruck bewegt sich in das Gebiet des verflüssigten Dampfes,

Die Erfindung besteht darin, daß der Sättigungsgrad des Hochdruckdampfes bei gegebenem Druck am Ende der Düse in der Weise hergeleitet wird, daß das Wärmegefälle gleichbleibend erhalten wird.

Zur Veranschaulichung dieses Vorganges

ίο dient die Abb. ι der Zeichnung. Der Strahler soll beispielsweise einen Unterdruck erzeugen, der einer Verdampfungstemperatur von — 5° C entspricht, und ein Gemisch auf einen Gegendruck von 0,03 at abs. fördern. Der erzielte Wirkungsgrad war bei einem Anfangsdruck von i,3.atabs. und 140⁰ C (s. Entspannung A, B und Verdichtung B, C) besser als bei einem Anfangsdruck r 1 at abs. voll gesättigt (s. Entspannung D, E und Verdichtung£, F). Sucht man aber für den Anfangsdruck von 11 at abs. diejenige Stelle, bei der das Entspannungsgefälle gleich demjenigen von A, B ist, so erhält man den Punkt G, der 72 °/₀ Sättigung besitzt. Das Betreiben des Strahlers mit der Entspannung G, H und Verdichtung H, J ermöglicht den gleichen Wirkungsgrad wie A, B zu B, C. Dabei beträgt jedoch der Wärmeinhalt des Dampfes nur etwa 530 Wärmeeinheiten, während er vorher 660 Wärmeeinheiten hatte; es werden also sowohl bei der Kondensation als auch bei Erzeugung des Betriebsmittels rund 20 °/₀ erspart.

Zur Durchführung des Verfahrens benutzt man zweckmäßig eine Einrichtung, die sich (s. Abb. 2) aus einer Dampfbefeuchtungsanlage und einem Düsensatz zusammensetzt; der feuchte Hdchdruckdampf erzielt einen verbesserten Wirkungsgrad der Anlage.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Speisen von Hochdruckstrahldüsen mit Hochdruckdampf, der in bekannter Weise gesättigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sättigungsgrad des Hochdruckdampfes bei gegebenem Druck am Ende der Düse in der Weise hergeleitet wird, daß das Wärmegefälle gleichbleibend erhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Eintritt in die Düse Dampf hohen Druckes mit einer ganz «bestimmten, vorher errechneten Flüssfgkeitsmenge gemischt wird und der so erhaltene Hochdruckdampf in homogenem Zustand in die Düse eintritt, sich entspannt und Arbeit leistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen