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Vorrichtung an dampfbeheizten Geräten, insbesondere Dampfkochkesseln
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung an dampfbeheizten Geräten, insbesondere
Dampfkochkesseln, die an Dampferzeuger mit kleinstem Wasserraum angeschlossen sind,
zur Herstellung eines Luftdruckes im Dampfraum des Kochkessels, der sich zwecks
restloser Abführung der jeweils anfallenden Kondenswassermenge dem jeweiligen Dampfdruck
an der Dampfeintrittsstelle angleicht.
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Bei dampfbeheizten Geräten war es bisher üblich, an diesen Lufthähne
oder selbsttätige Entlüfter oder beides anzubringen, durch welche die Luft aus dem
Heizraum selbsttätig oder nach Öffnen des Abschließers von Hand abströmen mußte,
sobald Dampf in den Heizraum eintrat. Dabei wurde Vorsorge getroffen, daß die Luft
restlos entfernt wurde, damit die ganze Heizfläche vom Heizdampf sofort umspült
werden konnte. Trat am Abschließer Dampf aus, wurde dieser von Hand, von der Dampfwärme,
durch einen ganz geringen Dampfdruck oder sonstwie geschlossen. Verblieb entgegen
der Absicht Luft im Dampfraum, störte sie den Betrieb und konnte nur von Hand entfernt
werden, wenn der Mißstand entdeckt wurde.
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Mit dieser Entlüftungsart wurden, besonders bei Kochgeräten, anfangs
große Dampfmengen zu Kondenswasser niedergeschlagen, wobei der Druck im Dämpfheizraum
gegenüber dem im Dampferzeuger oder in der Hauptleitung erheblich niedriger war.
Die anfallende Kondenswassermenge nahm mit ansteigender Erwärmung des Kochgutes
ständig ab, wenn die zugeführte Dampfmenge von ausreichender Größe war, d. h. wenn
die Dampfwärme vom Kochgut von Anfang an vollkommen aufgenommen werden konnte. War
die zuströmende Dampfmenge der Aufnahmefähigkeit der Heizfläche im beheizten Raum
gegenüber zu klein bemessen, so wurde die Luft aus dem Dampfraum erst nach längerer
Zeit vollständig entfernt. Die anfallende Kondenswassermenge war gleichmäßiger.
Da aber bis zum Schließen der Entlüftungsvorrichtung im beheizten Gerät
der
Dampfraum drucklos oder nahezu drucklos war, traten auch hier, wie im ersten Fall,
erhebliche Schwierigkeiten in der Rückführung des Kondensats nach dem Dampferzeuger
ein. Auch bei Anwendung aller bekannter Mittel blieben erhebliche Kondenswassermengen
dem Dampferzeuger entzogen, der dann infolge Wassermangels, besonders bei Erzeugern
mit kleinstem Wasserraum, leicht zerstört wurde. Diese Gefahr war noch größer, wenn
an einen Dampferzeuger mehrere Verbraucher angeschlossen waren. Mit abnehmendem
Wasser im Dampferzeuger nimmt aber auch die Dampfmenge, der Dampfdruck oder beides
ab, da die Wärmeaustauschflächen kleiner geworden sind.
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Die erfindungsgemäße Ausführung der dampfbeheizten Geräte, die in
der Zeichnung durch ein Ausführungsbeispiel erläutert ist, behebt diese aufgeführten
Mängel und bewirkt ein stetes Zurückfließen des Kondensats nach dem Dampferzeuger.
Dies wird dadurch erzielt, daß an den Dampfraum unmittelbar ein Luftauslaßventil
angebaut ist, das sich erst nach Erreichung eines bestimmten Druckes, der regel-
und einstellbar sein kann, öfinet, die Luft unter diesem Druck entweichen läßt und
sich schließt, sobald diaser Druck wieder unterschritten wird oder Dampf austreten
will. Das Luftauslaßventil kann durch ein selbsttätiges Belüftungsventil und eine
handbetätigte Be- und Entlüftungsvorrichtung ergänzt sein. Die zu beheizende Fläche
wird nun allmählich von Luft entblößt, die auch vorerst im Dampfraum verbleibt,
durch den Dampfdruck zusammengepreßt wird und nach Erreichung einer vorher bestimmten
Pressung erst allmählich entweichen kann.
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In der Zeichnung bedeutet a das dampfbeheizte Gerät, in diesem Fall
einen Kochkessel mit b als Heizwand für das Kochgut, c als Abschlußwand nach außen,
die wärmeisoliert sein kann, d als Dampfraum. Der Stutzen n, verbindet den Dampfraum
d mit dem Luftauslaßventil, das sich im Beispiel aus dem Gehäuse h mit den in diesem
vorhandenen Öffnungen i, k, L sowie nt und den Abschließern ja, ö und p für
die vorerwähnten Öffnungen zusammensetzt. Eine handbetätigte Ent- und Belüftungsvorrichtung
bekannter Art ist mit q bezeichnet. Der Abschließer n
gibt die Öffnung
i bei Unterdruck im Dampfraum d frei und läßt dadurch Luft in den Dampfraum d einströmen.
Der Abschließer o wird von seinem Sitz auf der Öffnung k abgehoben, sobald die gewollte
Pressung der Luft erreicht ist; diese Luft kann dann über die Öffnungen
L und nt ins Freie entweichen, falls der Druck anhält. Folgt der Luft aber
Dampf, so wird die Öffnung l durch den auf Temperaturerhöhung ansprechenden Abschließerp
geschlossen. Dieser Abschluß kann naturgemäß auch anders ausgeführt sein und unter
Anwendung besonderer Hilfsmittel arbeiten.
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Die Dampfzuführung e und die Kondenswasserabführung (sind mit Abschließern
ausgerüstet. Das anschließende Rohrsystem ist bis dahin für sich entlüftet, so daß
in den Dampfraum d keine zusätzliche Luft eindringen kann. Die Zuführung e wird
mit der Dampfleitung, die Abführung f mit der Kondensleitung oder auch mit der Dampfleitung
verbunden, die in diesem Falle auch das Kondenswasser zurückführt, dabei entsprechend
bemessen und ausgeführt sein muß. Der Abschließer o ist so bemessen oder wird so
eingestellt, daß die Freigabe der öffnung k erst dann erfolgt, bevor der Druck im
Dampfraum d den Normaldruck in der Hauptleitung oder den Normaldruck im Dampferzeuger
erreicht hat, d. h. bei Drücken von/bis an die untere Grenze.
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Soll das Gerät nun in Betrieb gesetzt werden, so wird nach Füllung
des Topfes a mit Kochgut das Dampfventil zu der Dampfzuführung e und das Kondenswasserventil
zur Kondenswasserabteilung f geöffnet. In den Dampfraum d strömt alsdann Dampf ein,
drückt die Luft im Dampfraum d zusammen, entblößt dadurch die Heizwand b und die
Außenwand c zum Teil von Luft und kann an diesen Flächen kondensieren, wobei seine
Wärme an beide Wände, in der Hauptsache aber an die Wand b abgegeben wird. Dabei
kann der Dampfdruck im Dampfraum d geringer werden als in der Hauptdampfleitung
oder im Dampferzeuger; das Kondensat fließt aber ungestört ab, da in der Zuführung
e im Dampfraum d und in der Abführung l Druckgleichheit herrschen und das Gewicht
des Kondenswassers zur Geltung kommt. Ist die Wärmequelle im Dampferzeuger ausreichend,
so wird mit zunehmender Erwärmung des Kochgutes und dadurch verminderter Wärmeaufnahmefähigkeit
der beteiligten Heizfläche b auch der Druck im Dampfraum d steigen; die Heizfläche
b wird weiter von Luft entblößt und dadurch vergrößert. Dies geht so weit, bis bei
einer gewissen Temperatur im Kochgut, die von der Dampfmengenzuführung abhängig
ist, die zusammengepreßte Luft aus dem Dampfraum d über die Öffnungen
k, l
und m entweichen kann. Die abfließende Kondensatmenge ist bis zu diesem
Zeitpunkt nahezu gleich, da sie von der Größe der von der Luft entblößten Heizfläche
b abhängt; darauf wird die Kondensatmenge geringer, weil das Kochgut von diesem
Zeitpunkt an trotz vergrößerter Heizfläche j nicht alle zu. geführte Wärme des Dampfes
aufnehmen kann und mithin weniger Dampf kondensiert.
Als Heizquelle
für den Dampfkessel wird zweckmäßig eine solche verwendet, die dem vermehrten oder
verringerten Wärmebedarf in der Wärmeabgabe selbsttätig folgt.