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Beheizungseinrichtung an Gefäßen mit. Dampfheiziaantel, insbesondere
Dampfkochkesseln Bei dampfbeheizten Gefäßen mit Dampfheizmantel wurde bisher ,die
in dem Dampfheizraum etwa vorhandene Luft aus dem Dampfheizraum durch den eintretenden
Dampf entfernt und ins Freie geführt, damit der Dampf wirksam werden konnte. Zu
diesem Zweck ist an dem Dampfheizraum ein Entlüftungshahn angebracht, der bei .der
Inbetriebnahme geöffnet wird. Dieser Hahn wird geschlossen, wenn alle Luft aus .dein
Dampfheizraum entfernt ist. Ist die Beheizung beendet, so öffnet man diesen Hahn
wieder, damit im Dampfheizraum ein Unterdruck gefährlichen Ausmaßes nicht entstehen
kann. An Stelle des handbetätigten Hahnes oder gleichwertigen Mittels werden, auch
automatische Ent- und Belüfter benutzt, welche die Luft nach Bedarf aus- und einströmen
lassen.
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Es ist auch ein Heizsystem mxt nur einem beheizten Gerät bekannt,
bei welchem die Luft nicht ins Freie geführt wird, sondern in einen an den Dampfheizraum
angeschlossenen Behälter gedrückt wird. Hierbei dient die Luft als Kissen mit der
Aufgabe, im Kochgefäß eingestellte Temperaturen gleichmäßig zu halten und stets
wieder zu erreichen, wenn das System erneut in Betrieb genommen wird. Das Luftkissen
hat in und außer Betrieb keine Verbindung mit der freien Atmosphäre. Bei diesen
bekanntenEinrichtungen sind getrennteDampf-und Kondenswasserleitungen zur Zuführung
des Dampfes an einen erhöhten Punkt bzw. zur Abführung des anfallenden Kondenswassers
an dem tiefsten Punkt des Dampfheizraumes vorhanden. Besondere Einrich tungen sollen
das Übertreten von Dampf in die Kondenswasserleitung verhindern.
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Hat der Heizdampf nun beispielsweise einen Druck von etwa
0,3 bis 0,5 atü, wie er zum Kochen üblich ist, so muß der Dampferzeuger
so aufgestellt werden, daß dessen Wasserspiegel mindestens 5 m vom Fuß des beheizten
Gerätes entfernt ist, wenn einwandfreie Beheizung und ordnungsmäßiges Rückfließen
des
Kondenswassers erzielt werden soll. Durch besondere Maßnahmen läßt sich diese Höhe
verringern, - doch müssen dann zweckmäßig Vertiefungen zur Aufnahme eines Kondenswassersammelstocks,
Kondens-#.vasserrohrschleifen o. dgl. angebracht 'werden. Es kann sich auch eine
gesonderte Kondenswasserrückspeiseanlage erforderlich machen. Wird die Anlage bei
geringer Tiefe des Kesselstandes nicht ordnungsmäßig ausgeführt, was recht häufig
der Fall ist, läuft das beheizte Gerät Gefahr zu ersaufen, d. h. der Heizraum füllt
sich mit Kondenswasser an. -welches zu der Dampferzeugeranlage nicht zurückgeführt
und dieser daher entzogen wird. Diese Wasserentziehung führt einmal zu einer schlechten
Beheizung des zu beheizenden Geräts, zum andern zur Enti)lößung der Heizflächen
im Dampferzeuger :-on Wasser, so daß .der Dampferzeuger infolge Wassermangels leicht
zerstört werden kann, wenn nicht besonders große Wasserräume oder dem Dampferzeuger
parallel geschaltete besondere Wasserbehälter in Flöhe des mittleren Wasserstandes
vorhanden sind.
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Diese Gefahr des Zerstörens des Dampferzeugers besteht besonders bei
so genannten Isipptopfgruppen. Das sind kleinere doppelwandige Töpfe bis etwa 6o
1 Nutzinhalt, die, zu mehreren vereinigt, auf einem besonderen Unterbau handlich
auf Drehgelenken so aufgebaut sind, daß sie sich zum Entleeren leicht kippen lassen,
welche im Unterbau einen gemeinsamen Dampferzeuger eingebaut haben, der durch Gas
oder elektrische Heizkörperbeheizung betrieben wird. Hier b:eibt das Kondenswasser
aus physikalischen Gründen auch bei den an derartigen Anlagen bekannten Kunstgriffen
bis zu einem gewissen Zeitpunkt zurück, um dann in großer Menge abzufließen. Diese
Zwischenzeit genügt dazu, den Dampfkessel infolge Wassermangels zu zerstören, wenn
derselbe nicht auf Kosten .der Heizmittelausnutzung anstatt mit der auskömmlichen
Menge von 2 bis .F 1 Dampferzeugerwasser mit 2o und mehr Liter Wasser beschickt
wird, wobei die Zerstörungsgefahr behoben sein kann, nicht aber die einwandfreie
Beheizung der einzelnen Töpfe ermöglicht ist. Um diesen Gefahren zu entgehen, verwendet
man für jeden zu beheizeiiden Topf einen besonderen Dampferzeuger, und da auch diesem
von nur einem Topf bis zu einer gewissen Temperatur im Koclirauiit des Topfes Wasser
entzogen wird, führt man auf Kosten der Heizin-ittelausnutzung eine Heißwasserheizung
des Kipptopfes durch, bei welcher dann für einen 3-, io- oder 2o-1_-Topf etwa .Fo
und mehr Liter Heizwasser hochgeheizt werden müssen. Der Nutzeffekt eines derartigen
Gerätes ist äußerst gering, die Kosten für den Aufbau und den Betrieb aber unverantwortlich
hoch. Es sind Gruppen bekanntgeworden, die das Heizmittel, das bei derartigen Anlagen
doch äußerst hochwertig ist, mit weniger als zoll, ausnutzen und daher im Betrieb
laufend untragbar hohe Beheizungskosten verursachen.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung der dampfbeheizten Gefäße mit Heizmantel,
die in der Zeichnung durch vier Ausführungsbeispiele erläutert ist, behebt alle
diese aufgeführten Mängel und bewirkt dabei ein stetes Rückfließen des Kondensates
nach dein Dampferzeuger, wodurch diese mit dem für die jeweilige Beheizungsart des
Dampfkessels geringst zulässigen Wasser arbeiten und unmittelbar unter den zu beheizendLii
Gefäßen auch bei Dampfdrücken von 0,3 bis o,3 atü Aufstellung enden können,
"womit an Baukosten für das Gebäude sowohl als auch für die Anlage und an laufenden
Betriebskosten erheblich gespart wird.
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Das -Neue besteht darin, daß an dem Heizraum eine durch einen Abschließer
absperrbare gemeinsame Dampfzuführungs- uit,l Kondenswasserabführungsleitung oder
eine mit zwei Abschließern absperrbare Doppelleitung oder teilweise doppelt geführte
Dampfzuführungs- und Kondenswassera?jführungsleitung anschließt, die in der Hauptzufü
hrungsleitung oder im Dampfraum des Dampferzeugers endet, und daß der Dampfsainmeiraum
des Dampferzeugers im drucklosen Zustande mit der Atmosphäre verbunden ist.
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Die Beheizung mehrerer Kessel oder Töpfe kann zu gleicher Zeit oder
hintereinaii ler vorgenommen werden; bei der Wasserbemessung muß natürlich das als
Korden:at in -den Leitungen fließende Wasser berücksichtigt werden; diese Menge
ist indessen gering, wenn der Dampferzeuger an richtiger Stelle seinen Platz hat.
Auf der Zeichnung zeigen Abb. i und z einen sogenannten Standkessel, Abb.3 ein Stück
davon mit einem vorn Dampfraum durch zwei Wände getrennten Luftaufnahmeraum, und
Abb. -1 erläutert eine Kipptopfgruppe mit eigenem Dampferzeuger.
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Es bezeichnen gleiche Buchstaben gleich--oder gleichartige Teile.
Bei den als Beispiel genommenen Kochgefüßen ist a der Kochrauen, b der Dampfheizraum,
c der Aufnahinerauni für die aus dem Dampfheizraum b verdrängte Luft, der zweckmäßig
so bemessen wird, daß er alle Luft aufnimmt, für Heizdampf aber keinen Platz mehr
bietet. Zu berücksichtigen ist dabei der normale Dampfdruck und die mögliche Erwärmung
der Luft durch den Heizdampf. Die Luft
.kann durch die (Öffnung
d übertreten und gelangt so unmittelbar in den Raum c oder durch die Leitung e über
die Öffnung f in den Aufnahmeraum c. In die Leitung e kann auch ein automatischer'
Abschließer g eingebaut sein, der wohl Luft, aber keinen Dampf durchtreten läßt..
Die Leitung e -kann natürlich auch innerhalb des Dampfraumes b geführt wenden und
wird zweckmäßig so angelegt, daß etwa .mitgerissener Dampf als Kondensat in den
Dampfraum b zurückgeführt wird, wenn :der Dampfdruck sinkt oder das Gerät außer
Betrieb genommen wird. Die Ab-b.:2, 3 und 4 zeigen derartige Maßnahmen. L ,ist :die
Dampfzuführungs-und zugleich Kondenswasserabflußleitung, die über den Abschließer
k und die Leitung i den Dampferzeuger mit dem Dampfheizraum b verbindet; o in Abb.
i ist eine Prallplatte, die die Richtung des Dampfstrahles beeinflußt; lm (-Abb.
a) sind Leitflächen itn Dampfheizraum b, die auch fehlen können, dazu bestimmt,
die Luft zwangläufig nach der Öffnung d abzuführen; m ist ein Fuß für den Standkochkessel.
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In Abb. 4 bezeichnen noch n den Dampfkessel, der irgendwie beheizt
wird, t die Hauptdarnpfleitung, von welcher die Leitungen l- abzweigen; p
steht als Säule mit dem Dampferzeuger za in unmittelbarer Verbindung und trägt das
Sicherheitsventil q, das Manometer r und den Ent- und Belüfter s mit Lufthahn für
den Dampferzeuger n. Gleiche Entlüfter können die I-Iauptdampfleitung t zur Ent
und Belüftung der Anlage 'bis zu den Abschließern k tragen, damit keine zusätzliche
Luft in ,die Dampfheizräume b gelangt. Diese Ent- und Belüfter s werden geschlossen
oder schließen sich von selbst, wenn die Luft aus dem Kessel und Rohrsystem bis
zu den Abschließern k entfernt ist und Dampfdruck hierin entsteht. Die Ventile k
bleiben zweckmäßig so lange geschlossen. zc ist ein Unterbau, der die Dampfhaupt-
und Zuleitungeru t, L und die Luftaufnahmeräume c aufnimmt und die Töpfe
mit den als Kippgelenken ausgebildeten Abschließern k und g trägt, wobei .das Rohrstück
i und ein Teil des Luftrohres e die Kippwehe bilden, die dampfdicht in den Abschl,ießern
k und g beweglich ist. Der im Ab-Schließer g als Membrankörper
v angedeutete Faltenbalg schließt die Durchgangsöffnung bei Auftreten von
Dampf an dieser Stelle in bekannter Weise.
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Die Luftabführung kann bei dafür geeigneten Geräten auch unten im
Dampfraum b vorgenommen werden; wie man in gleicher Weise auch die Entlüftung ins
Freie unten vornehmen kann und auch vornimmt.
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Die Wirkungsweise soll nun im folgenden dargestellt werden, wobei
zuerst die Abb. r bis 3 zu beachten sind. Ist der Kochraum ev mit Kochgut beschickt,
so wird der Abschließer k geöffnet. Der Dampf, der einen Druck von etwa 0,4 atü
haben mag, strömt alsdann in den unter Atmosphärendruck stehenden Heizraum b ein,
verdrängt aus diesem die Luft nachdem Aufnahmeraum c, bis auch in den Räumen b und
c .der gleiche oder annähernd gleiche Druck herrscht wie vor dem Abschließer k.
Zu gleicher Zeit kondensiert der zugeführte Dampf an den Umschließungswandungen
des Kochraums d, und das aus dem Dampf gebildete Kondensat fließt über den genügend
groß gewählten Abschließer k und die entsprechenden Leitungen in den Dampferzeuger
zurück. Es können natürlich auch gesonderte Kondenswasserleitungen benutzt werden,
doch müssen diese dann ebenfalls einen Abschließer haben und einzeln oder zusammengefaßt
im Dampfrauen desDampferzeugers oder in derHauptdampfleiturig münden. Der Eintritt
der Dampfzuleitung kann dann höher in dem Dampfheizraum b liegen als die Kondenswasserableitung.
Da beide Leitungen praktisch im Dampfraum des Dampferzeugers enden, sind sie einer
einzigen Leitung gleichzusetzen. Da bei dieser Anordnung im System Druckgleichheit
herrscht, fließt das Kondensat ohne Aufenthalt zurück.
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Ist die Dampferzeugung im Dampfkessel nicht groß genug und findet
im System ein Druckabfall statt, so vermindert sich im Dampfheizraum b die Heizfläche
des Kochraums a, weil nicht alle Luft entfernt wird oder Luft aus dem Aufnahmeraum
c in den Damp.fheizraum b zurücktritt. Die Heizfläche paßt sich aiso der Dampferzeugung
an. Damit im Dampfheizraum b keine großen Wirbel entstehen, kann über der Dampfeintrittsöffnung
ein Prallkörper o angebracht sein, oder aber die Luft wird durch Leitflächen h,
die im Da_mpfheizraum b angebracht sind, vom Dampf bis zur Luftaustrittsöffnung
d geführt. Durch die Leitstreifen wird die Heizfläche für den Kochraum a gleichzeitig
vergrößert. Die Leitflächen ,en können auch an der gegenüberliegenden Wand oder
gemischt angebracht sein. Ist nun das Kochgut Bargekocht, so befindet sich nur eine
geringe Kondensatmenge unterwegs. Der Abschließer k wird dann geschlossen; der im
Dampfheizraum b noch vorhandene Dampf -geringster Menge kondensiert darauf, und
dadurch tritt die Luft aus dem Aufnahmeraum c in den Dampfheizraum b zurück, wodurch
sich im Dampfheizraum b und im Aufnahmeraum c wieder Atmosphärendruck bildet. Da
dieser Aufnahmeraum, c zugleich wärmeisolierend wirkt, kann ,er, den ganzen Kochraum
a umschließend,
ausgeführt werden. Ist der Dampfheizraum b mit dem
Aufnahmeraum c durch eine Rohrleitung e verbunden, die am tiefsten Punkt f der Aufnahmekammer
c endet, wirrt auch alles etwa in Dampfform übergetreteneWasser wieder zurückbefördert,
wenn die Anlage außer Betrieb gesetzt wird. Die Abb. 3 zeigt die Ausrüstung mit
einem automatischen Abschließer g, der Dampf nur in kleinster -Menge übertreten
läßt, falls der Dampf bis zum Abschließer a gelangen sollte, wevhälb Wasser auch
kaum abgesaugt werden. muß.
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In der durch die Abb. q. erläuterten Kipptopfgruppe wird nach der
Inbetriebsetzung der Dampferzeuger ia mit den Rohrleitungen t
und
l bis zu den Abschließern 3z zuerst entlüftet, und zwar durch den Ent- und
Beliifter s und gegebenenfalls an der Hauptleitung t vorgesehene Sonderentlüfter;
dann wird nach Füllung eines Kochraumes a der entsprechende Uschließer k geöffnet.
Der Vorgang ist dann derselbe, wie oben beschrieben. Das gebildete Kondenswasser
kann, da im System Druckgleichheit herrscht oder sofort zustande kommt, ohneAufenthalt
zurückfließen. Dampferzeugerwasser ist daher in Form von Dampf und Kondenswasser
nur wenig unterwegs, der Dampferzeuger ia kann trotzgeringsten Wasserinhalts wegen
Wassermangels nicht zerstört werden, und der Kochvorgang geht ordnungsgemäß vor
sich.
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An Stelle eines gesonderten abgeschlossenen Raumes c zur Aufnahme
der Luft kann dieser auch vollständig mit dem Dampfraum b so zusamenhängen, daß
die Luft bei Dampfeintritt diesen erweiterten Raum ausfüllt und dabei die Heizfläche
des zu beheizenden Raumes nicht mehr oder nur teilweise berührt. Diese Vergrößerung
kann sich oben oder unten an den Dampfheizraum b anschließen.