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Entgasungsanlage für Flüssigkeiten, insbesondere für Speisewasser
Die thermische Entgasung von Flüssigkeiten, z. B. von Wasser, beru'ht darauf, daß
diese auf die einem Druck entsprechende Verdampfungstemperatur erwärmt werden.
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Hierzu werden in der Regel Mischvorwärmer verwendet, bei denen unter
allen Belastungen nahezu die Verdampfungstemperatur erreicht werden kann. Da zur
Wärmeübertragung jedoch ein Temperaturgefälle nötig ist, ist es nicht möglich, die
Sattdampftemper,atur ganz zu erreichen. Dies ist besonders bei Druckentgasung störend,
weil kleine Temperaturunterschiede schon großlen Unterschieden im Sattdampfdruck
entsprechen und dadurch auch bei kleinem Templeraturunterschied schon große Teildrücke
der Luft oder Gase möglich sind und entsprechend große Luft- oder Gasmengen in der
Flüssigkeit verbleiben können. Außerdem ist der Flüssigkeitsdruck um den Teildruck
der Gase höher als der Heizdampfdruck.
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Es ist deshalb zweckmäßig, die erwärmte Flüssigkeit um den Teildruck
des Gases und den Unterschied zwischen Sattdampfdruck und dem der erreichten Temperature
entsprechenden Sättigungsdruck zu entspannen. Hierzu kann dem Vorwärmer ein Entlüftungsgefäß
nachgeschaltet und zwischen beiden leine Drosseivornchtung eingebaut werden, oder
es kann der Entlüfter höher aufgestellt werden als der Vorwärmer. Beide Anordnungen
haben jedoch den Nachteil, daß bei schwankender Vorwärmetemperatur und Belastung
nur schwer eine Anpassung zu erzielen ist. Bei Anlagen, in denen zwischen dem Vorwärmer
und dem Entlüftungsbehälter ein Drosselvertil eingeschaltet ist, muß also die Einstellung
dieses Ventils entsprechend den Druck- und Temperaturschwankungen geändert werden.
Bei Analgen, bei denen der Entlüftungsbehälter höher als der Vorwärmer aufgestellt
ist, treten in letzterem infolge des wechselnden Druckunterschiedes zwischen den
beiden Behältern Wasserspiegeischwankungen auf, welche den Vorwärmevorgang stören.
-Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß der Vorwärmer mit dem
Entlüftungsgefäß durch ein U-förmiges Rohr mit zwei annähernd gleich langen Schenkeln
mit geringerem Querschnitt als dem Querschnitt des Vorwärmers verbunden ist.
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Der absteigende Schenkel des U-Rohres ist von dem Vorwärmer nach unten
geführt und hat eine Länge, die dem höchsten Druckunterschied zwischen Vorwärmer
und Entlüftungsgefäß entspricht. In dem nach unten geführten Schenkel des U-Rohres
stellt sich daher entsprechend dem wechselnden Druckunterschied zwischen dem Vorwärmer
und dem Entlüftungsgefäß ein freier Wasserspiegel in verschiedener Höhe ein.
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Es ist an sich bekannt, einen Mischbehälter mit einem Entgasungsbehälter
derart hydraulisch
zu verbinden. daß vom Boden des Mischbehälters
ein aufsteigendes Rohr zu demEntgasungsbehälter geführt wird. Diese bekannte Einrichtung
erfüllt aber nicht den durch die Erfindung angestrebten Zweck. Der Misch behälter
der bekannten Anlage hat einen wesentlich größeren Querschnitt als das aus einer
geringen Vertiefung des Bodens aufsteigende Rohr, das zum Entgasungsgefäß führt.
Bei einer Verringerung des Druckunterschiedes zwischen dem Mischbehälter und dem
Entgasungsraum würde d.aher der Wasserspiegel nur sehr langsam in dem Mischbehälter
ansteigen. und es ist nicht möglich. rasche Änderungen des Wasserspiegels im Vorwärmer
auszugleichen. Außerdem würde durch ein Ansteigen des Wasserspiegels im Vorwärmer
der Mischraum, in dem das eingespritzte Wasser durch den Dampf erhitzt wird, verringert
und dadurch die Vorwärmewirkung beeinträchtigt.
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Auch die an der Mischkammer der bekaun ten Anlage vorgesehene Vertiefung,
von der aus das Rohr zu dem nachgeschalteten Entgasunsbehälter aufsteigt, kann diesen
Übelstand nicht beseitigen. da die Vertiefung lediglich dazu dient, einen Wasserabschluß
für das aufsteigende Rohr zu bilden, und daher viel zu klein ist. um Wasserspiegelschwankungen
zuzulassen. die sich im Sinne der Erfindung auswirken können. Bei der bekannten
Anlage werden vielmehr die D rucksteigerungen in der Mischkammer auf den nachgeschalteten
Entga@ungsbehälter übertragen, und der Druck in beiden Behältern geht allmählich
wieder auf den ursprünglichen Druck zurück, da der überschüssige Dampf durch die
Entgasungsöffnungen entweicht.
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Alle diese Nachteile treten bei der Verbindung des Vorwärmers mit
dem Entgasungsbehälter durch ein U-förmiges Rohr nicht auf. Der Querschnitt des
U-Rohres ist verhältnismäßig gering. so daß auch mit kleinen Wassermenen der Wasserspiegel
sich rasch den Änderungen des Druckunterschiedes zwisehen Vorwärmer und Entgaser
anpaßt. Da der absteigende Schenkel des U-Rohres von tlem Vorwärmer nach unten geführt
ist und eine Länge dem Druckunterschied zwischen Vorwärmer und Entgaser entspricht,
so treien die Wasserspiegelschwankungen nur in dem U-Rohr auf. und der ganze Vorwärmeraum
steht zur Erwärmung des Wassers durch den Dampf zur Verfügung Die Abb. 1 und 2 zeigen
.Rusführungsbeispiele der Erfindung. In dem Mischvorwärmer a wird das zu entgasende
Wasser mit Dampf entwärmt und in dem Entlüftungsgefäß b entgast. Die Rohrshlaufe
c, d besteht aus einem fallenden Schenkel c und einem steigenden Schenkel d. In
der Rohrschlaufe kann @ine Mischvorrichtung e augebracht sein für in Isall, daß
im Vorwärmer nicht alle Wasserteilchen uf die gleiche Temperatur crwärmt werden.
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Das Entlüftungsventil m wird so weit gelet das neben Luft und Gasen
noch einige Brüden abziehen. Sind alle Wasserteilchen auf die gleiche Wassertemperatur
erwärmt und, wenn nötig, Temperaturunterschiede zwischen den einzelnen Flüssigkeitsteilchen
in d.er Mischvorrichtunge ausgeglichen, so stellt sich dabei der Wasserspiegel in
dem fallenden Ast c auli einer bestimmten Höhe ein.
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Steigt die Temperatur näher an die Sättigungstemperatur, so steigt
die im Entlüftungsgefäß b abgeschiedene Brüdenmen,,e. Das Entlüftungsventil 112
kann etwas geschlosseii werden. und der Druck im Entlüftungsgefäß b steigt an. Der
Druckunterschied zwischen dem Mischvorwärmer a und dem Entlüftungsgefäß b wird kleiner.
und der Flüssigkeitsspiegel in dem fallenden Ast c der Rohrschleife steigt an. Die
Anpassung an geänderte Betriebsverhältnisse kann also ausschliel:)lich durch entsprechend
Einstellung des Entlüftungsventils tit vorgenommen werden.
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Zweckmäßig werden die abziehenden Brü den in einem Wärmeaustauscher
lt niedergeschlagen und die niedergeschlagene Kondensatmenge zur Überwachung in
üblicher Weise angezeigt, am einfachsten dadurch, daß sie offen ausläuft. Sie kann
auch dazu verwendet werden, das Entlüftungsventil m mittelbar oder unmitrelbar selbsttätig
zu beeinflussen.
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Der Wasserzufluß kann in Abhängigkeit von dem Wa.sserspiegelg in
dem Entlüftungsgefäß b von Hand oder selbsttätig mittels eines Ventils f gesteuert
werden, z. B. so, daß der Wasserspiegel ggleichgehalten wird oder daß ein oberste
Wasserspiegel nicht unterschritten wird. Die entgaste Flüssigkeit wird zweckmäßig
unter natürlichem Gefälle dem Betrieb oder, soweit erforderlich, einer Pumpe @@
zugeführt.
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Um bei Schwankungen in der Heizdampfleitung n den Druck im Mischvorwärmer
gleichzuhalten, kann in der Verbindungsleitung zum Mischvorwärmer ein D ruckminderventil
k angeordnet werden.
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Zur Verminderung der Anlagekosten kann der Mischvorwärmer a und der
Entlüftungsraumb in einem Gefäß (Abb. 2) angeordnet werden, das durch eine Trennwand
q geteilt ist, die nur für den Druckunterschied in beiden Räumen zu bemessen. ist.
Gegebenenfalls kann das Entlüftungsgefäß b als Vorratsbehälter ausgebaut oder die
ganze Eimichtung auf einen solchen Behälter aufgebaut werden. Bei getrennter Anordnung
wird die entgaste Flüssigkeit aus dem Entlüftungsgefäß dem Vor
ratsbehälter
unter natürlichem Gefälle zugeführt.
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Um cin Durchschlagen von Heizdampf durch den aufsteigenden Schenkel
d der Rohrschlaufe zu, vermeiden, kann eine Druckausgleichleitung zwischen dem Vorwärmer
a und dem Entlüfter b mit einem Absperrventil i vorgesehen werden, das öffnet, wenn
der Druckunterschied zu groß ist, z. B. größer als der Flüssigkeitssäule in dem
Schenkel d oder einem Teilbetrag dieser Flüssigkeitssäule ent spricht.
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Der.aufsteigende Ast d der Rohrschlaufe ist in den Abbildungen an
den Gasraum des Entl.üfters angeschlossen. Hierdurch wird die Ausgußhöhe gleichgehalten.
Der Entlüfter kann im übrigen ähnlich wie der Mischvorwärmer mit Berieselungseinbauten,
Überlauftellern u. dgl. versehen werden, um leine wirkungsvolle Entgasung aller
Teilchen zu ,erzielen. Um ein Rückschlagen von Gas bzw.
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Dampf in den Schenkeln zu vermeiden, kann es zweckmäßig sein, den
Schenkel. auch unterhalb des niedrigsten Wasserspiegels in eine Tasse einmünden
zu lassen.
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PATENTANSPRSCHE: 1. Entgasungsanlage für Flüssigkeiten, insbesondere
für Speisewasser, in der die Flüssigkeit in einem Vorwärmer erhitzt und in der aus
der erhitzten Flüssigkeit unter teilweiser Druckentlastung Gase in einem Entlütungsgefäß
ausgeschieden werden. wobei sich der Druckunterschied zwischen Vorwärmer und Entlüftungsgefäß
ändert, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmer (a) mit dem Entlüftungsgefäß (b)
durch ein U-förmiges Rohr mit zwei annähernd gleich langen Schenkeln (c,d) von geringerem
Querschnitt als dem Querschnitt des Vorwärmers verbunden ist, wobei der absteigende
Schenkel (c) von dem Vorwärmer (a) nach unten geführt ist und eine dem höchsten
Druckunterschied zwischen Vorwärmer (a) und Entlüftungsgegefäß (b) entsprechende
Länge hat.