-
Dampfumwälzeinrichtung Durch das Hauptpatent 894 563 und das
Zusatzpatent 899 947 sind Dampfumwälzeinrichtungen bekanntgeworden, bei denen
das Umwälzen des Dampfes mittels des durch ein Fördergerät, und zwar ein Strahlgerät,
zugeführten Frischdampfes erfolgt, wobei das Fördergerät und der Kondenswasserabscheider
in einem zwischen der Kondensatleitung des oder der Wärmeaustauscher und deren Dampfzuführungsleitung
geschalteten, den nicht kondensierten Dampfüberschuß dem oder den Wärmeaustauschern
wieder zuführenden Gerät zusammengefaßt sind. Derartige Dampfumwälzeinrichtungen
haben den Nachteil, daß nicht unter allen Umständen eine strömende Bewegung des
Dampfes in der Heizschlange des Wärmeaustauschers erfolgt. Wenn beispielsweise der
Kondensatabfluß aus der mit der Dampfumwälzeinrichtung ausgerüsteten Anlage durch
einen schwirnmergesteuerten Dampfwasserableiter geregelt wird, erfolgt nahezu ein
Stillstand der Dampfbewegung, sobald das aufzuheizende Medium im Wärmeaustauscher
angenähert die Temperatur des durch die Heizschlange strömenden Dampfes erreicht
hat und dann fast kein Dampfwasser mehr anfällt. Für eine gleichmäßige und vollkommene
Beheizung und für die günstigste Behandlung des Produktionsgutes wird aber häufig
gefordert, daß auch jetzt noch ein möglichst intensiver Wärmeübergang vom Dampf
durch die Heizschlange auf das Produktionsgut erfolgen soll, was nur sichergestellt
werden
kann oder zumindest nur dann in ausreichendem Maße begünstigt wird, wenn der Dampf
mit einer gewissen Geschwindigkeit durch die Heizschlange strömt. Vor allem müssen
dabei gleichzeitig auch kleinste Dampfwassermengen ausgeschieden werden, uni die
Bildung einer Wasserhaut auf den für den Wärmeübergang maßgeblichen Flächen des
Wärmeaustauschers zu verhindern.
-
Um dies züi erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zur
Sicherung einer ständigen Zirkulation des noch nicht kondensierten Dampfes durch
die Wärineaustauscher in dem der Dampfumwälzung und der Kondenswasserabscheidung
dienenden Gerät ausschließlich oder zusätzlich ein durch eine Fremdkraft angetriebenes
Fördergerät angeordnet ist, dessen Antriebswelle gleichachsig oder senkrecht zur
Längsachse des die Dampfumwälzeinrichtung darstellenden Gerätes verläuft.
-
Bekannt ist bereits, einen gasförmigen Wärmeträger, beispielsweise
Dampf, in Heizanlagen mittels eines zusätzlichen Fördergerätes, und zwar einer Pumpe,
umzuwälzen und in stetiger Bewegung zu halten. Bekannt sind auch bereits durch Fremdkraft
angetriebene Umwälzpumpen in Heißwasseranlagen und an Wärmeaustauschern für Heiz-
und Kühlanlagen, die den Zweck haben, das Wasser im Kreislauf von der Wärme- oder
auch Kühlmittelquelle zum Wärmeverbraucher bzw. zum zu behandelnden Medium und zurück
zur Wärme- oder Kühlmittelquelle zirkulieren zu lassen. Bekannt sind ferner
durch Fremdkraft angetriebene Pumpen in Dampfanlagen, die als sogenannte Wärmepumpen
den Dampf von einem Teil der Anlage mit niederern Druck in einen Teil mit wesentlich
höherem Druck pumpen, wobei die als Fremdkraft aufgewendete Energie der Pumpe zum
Teil als Kompressionswärme für einen Heizprozeß wieder nutzbar gemacht werden kann.
Demgegenüber soll die erfindungsgemäße Dampfumwälzeinrichtung dazu dienen, Dampf
vom Austritt eines Wärmeaustauschers unmittelbar zurück zum Dampfeintritt des Wärrneaustauschers
zu fördern, um so eine ständige Zirkulation des Dampfes, soweit dieser noch nicht
kondensiert ist, durch den Wärmeaustauscher zu erreichen, wobei nur die geringen
Druckunterschiede zu überwinden sind, die durch die Strömungswiderstände in diesem
Kreislauf erzeugt werden.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. i dargestellt. Durch
den Stutzen i strömt Frischdampf in die Dampfumwälzeinrichtung. Dieser Frischdampf
gelangt nach Durchströmen des Strahlgerätes 2, und der als Austrittskrümmer ausgebildeten
Druckdüse 3 in die Heizschlange 4, die den nicht dargestellten Wärmeaustanscher
durchzieht. Aus der Heizschlange4 gelangt der Dampf durch den krümmerartig ausgebildeten
Eintrittsstutzen 5 in den als Wasserabscheider dienenden Raum 6 der
Uinwälzeinrichtung. Das gleichzeitig aus der Heizschlange 4 anfallende Dampfwasser
sammelt sich im Raum 13 und wird dann durch die Leitung 14 zu einem nicht dargestellten
b
Dampfwasserableiter gedrückt. Erfindungsgemäß ist nun im Raum
6 ein Flügelrad 7 angeordnet, das von einem Elektromotor
8 über die Welle 9 angetrieben wird. Das Flügelrad 7 ist so
ausgeführt, daß es den vom Eintrittsstutzen 5 kommenden Dampf in Richtung
zum Austrittskrümmer 3 fördert, wobei es die Wirkung des Strahlgerätes:2
unterstützt, welches gleichfalls den Dampf aus dem Raum 6 absaugt und zum
Austrittskrümmer 3
fördert. Bevorzugt wird das Flügelrad 7 mit der
Welle 9 derart angeordnet, daß es gleichachsig zu den wesentlichen Teilen
der Dampfunlwälzeinrichtung liegt. Im Ausführungsbeispiel der Abb. i liegen in dieser
gleichen Achse die Einmündung io des Eintrittsstutzens 5 in den Raum
6, das Gehäuse des als Wasserabscheider dienenden Raumes 6, das Strahlgerät
2 und die Einmündung i i in die Druckdüse 3.
-
Ist ein Flügelrad 7 mit genügender Leistung vorgesehen, dann
kann das Strahlgerät 2 auch in Fortfall kommen, wie das Ausführungsbeispiel der
Abb.:2 zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel verläuft die Achse des Flügelrades
7 und der Antriebswelle 9 in der gleichen Richtung wie bei dem Ausführungsbeispiel
der Abb. i, jedoch ist der Elektromotor 8 in diesem Fall vorteilhaft auf
der Austrittsseite der Dampfumwälzeinrichtung angeordnet.
-
Abb. 3 zeigt eine weitere Einbauweise des Flü elrades
7, das bei dem Ausführungsbeispiel der 9 t' Abb. 3 im Austrittskrümmer
3, und zwar gleichachsig mit der Austrittsmündung 12 des Austrittskrümmers
3, angeordnet ist.
-
Die Abb. 4 und 5 zeigen die Anwendung des Erfindungsgedankens
bei Ausführungsbeispielen, die in ihrer Grundform durch das Zusatzpatent
899947
bekanntgeworden sind. Das Flügelrad 7 und der Elektromotor
8 sind bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 4 in gleicher Weise angeordnet
wie bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. i, während das Strahlgerät 2 mit dem Absperrkörper
15 senkrecht zur Hauptachse der Dampfumwälzeinrichtung angeordnet sind. Abb.
5 zeigt, daß auch bei einer Anord-nung gemäß Abb. 4 auf das Strahlgerät.2
verzichtet werden kann, wenn als Flügelrad 7 ein solches mit genügender Leistung
vorgesehen ist.
-
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen und dargestellten
Ausführungsbeispiele, sie läßt sich vielmehr auch bei anderen Anordnutigen der einzelnen
Bauteile anwenden.
-
Bei den bekannten wie auch bei den vorstehend beschriebenen erfindungsigemäßcn
Dampfumwälzeinrichtungen ist es üblich, Wasserabscheider vorzusehen, die die Aufgabe
haben, das vom Dampf mitgerissene Dampfwasser vom Dampf zu trennen und einem Dampf-,vassersanimelrauin
13 zuzuführen, aus welchem dasselbe mittels eines Dampfwasserableiters abgeleitet
werden kann. Solche Wassera,bscheider werden bevorzugt mit schraubenförmigen Leitflächen
oder ähnlichen Einrichtungen ausgerüstet, die den Dampf in eine drehende Bewegung
versetzen. Infolge des größeren spezifischen Gewichtes wird dabei das mitgeführte
Wasser unter
dem Einfluß der Zentrifugalkraft gegen die Wandungen
des Wasserabscheiders geschleudert und fließt entlang dieser Wandungen zu dem unten
befindlichen Sammelraum ab. Durch den Einbau des Flügelrades 7 im Raum
6, der als Wasserabscheider dient, kann gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken
erreicht werden, daß die für das Herausschleudern des mitgeführten Wassers erforderliche
Drehbewegung des Dampfes mittels des Flügelrades 7 bewirkt wird. Die bisher
üblichen Leitflächen zur Erzeugung der Drehbewegung des Dampf-Wasser-Getnisches
können dann wegfallen. Die erforderliche Förderleistung des Flügelrades
7
und gleichzeitig die erforderliche Schleuderwirkung lassen, sich dadurch
erreichen, daß die Neigung der Propellerflächen des Flügelr#ades 7 und die
Drehzahl des Antriebsmotors 8 zweckentsprechend gewählt werden. Die Propellerflächen
werden in diesein Fall steiler angeordnet, als es für eine günstige Förderwirkung
an sich zweckmäßig ist. Die, erforderliche Förderleistung kann dadurch erreicht
werden, daß der Antrieb. mit einer entsprechend höheren Drehzahl erfolgt.