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Vorrichtung zum Speisen von Dampfkesseln, die mit einem Heißwasser-und
einem Warmwasserspeicher zusammenwirken Die Erfindung bezieht sich auf Dampfkesselanlagen,
welche mit einem Heißwasserspeicher und einem Warmwasserspeicher zusammenwirken
und bei welchen in Zeiten unternormaler Kesselbelastung vorgewärmtes, dem Warmwasserspeicher
entnommenes Wasser durch den überschüssigen Dampf annähernd auf Kesseltemperatur
gebracht und im Heißwasserspeicher aufgespeichert wird, während in Zeiten höherer
Kesselbelastung der Kessel mehr oder weniger große Mengen Heißwasser= aus dem Heißwasserspeicher
erhält, das überschüssig anfallende vorgewärmte Speisewasser aber in dem Warmwasserspeicher
gesammelt wird.
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Die Erfindung hat den Zweck, erstens bei Anlagen dieser Art zur Aufspeicherung
des Heißwassers Behälter verwenden zu können, die den Einbau von Dampfverteilungsvorrichtungen
nicht oder nur unter Schwierigkeiten zulassen, wie z. B. vorhandene Röhrenkessel,
und zweitens in Fällen, wo die Aufstellung größerer Speicherbehälter in der Nähe
des Kessels oder der Hauptdampfleitung nicht möglich ist, die Wärmeverluste zu verhindern,
die bei der Zuführung von Dampf durch lange Leitungen entstehen.
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Erfindungsgemäß wird der angestrebte Zweck dadurch erreicht, daß in
die zum Heißwasserspeicher führende Dampfleitung zwischen dem Speicher und dem Kessel
bzw. der Hauptdampfleitung ein die Dampfverteilungsvorrichtung aufnehmendes Mischgefäß
eingebaut ist, in welches die Warmwasserzuführungsleitung mündet und aus welchem
das Heißwasser zum Heißwasserspeicher mit bekannten Einrichtungen abgeleitet wird.
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Dieses Mischgefäß kann natürlich bedeutend kleiner als der Heißwasserspeicher
selbst gehalten werden. Es verursacht also geringere Kosten als der etwaige Umbau
eines Kessels, und infolge seiner beschränkten Größe kann es überall in der Nähe
des Kessels oder der Hauptdampfleitung aufgestellt werden.
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Falls also der große Speicher dort nicht Platz finden kann und in
größerer Entfernung aufgestellt werden muß, so ergeben sich geringere Wärmeverluste,
weil jetzt Wasser statt Dampf durch die langen Leitungen geht, der Wärmeübergangskoeffizient
bei Wasser aber kleiner ist als bei Dampf und auch der Rohrquerschnitt bedeutend
kleiner gehalten werden kann.
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Der Dampf wird in das Mischgefäß, wie üblich, durch ein IJberströmventil
geleitet. Der Druckunterschied zwischen Mischgefäß und Netz ist dabei sehr klein:
Bei der Kleinheit des Mischgefäßes kann es daher vorkommen, daß bei plötzlich einsetzendem
sehr geringem Dampfverbrauch der Druck im Mischgefäß und somit auch im Speicher
schnell steigt und den Unterschied ausgleicht, so daß kein Dampf
mehr
übertreten kann, wenn man mit der Zuführung von Frischwasser zum Mischgefäß nicht
so schnell nachkommt, daß der Dampf niedergeschlagen wird. Um daher ein rasches
Ansteigen des Druckes im Mischgefäß zu verhüten, ist erfindungsgemäß in die Warmwasserzuleitung
ein Regelventil eingebaut, das vom Druck oder der Temperatur im Mischgefäß in der
Weise gesteuert wird, daß es bei steigendem Druck öffnet, bei sinkendem Druck dagegen
schließt. Es gelingt auf diese Weise, die Wasserzufuhr mit der Dampfzufuhr zum Mischgefäß
in Übereinstimmung zu bringen.
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Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Abb. i zeigt eine Anlage mit getrennten Warmwasser-und Heißwasserspeichern und Abb.
2 eine Anlage, bei der die Speicherung von Heiß- und Warmwasser in einem einzigen
sogenannten Verdrängungsspeicher erfolgt.
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Gemäß Abb. i wird der Kessel a in üblicher Weise durch die Pumpe b
aus dem Vorratsbehälter c über den Rauchgasvorwärmer d und ein Regelventile gespeist.
Von der Speiseleitung f führt eine Zweigleitung g mit Rückschlagventil
h zu einem Warmwasserspeicher i,
an den die Saugleitung einer Warmwasserpumpe
k angeschlossen ist, deren Druckleitung L zu dem Mischgefäß in führt. In
dieses mündet die von der Hauptdampfleitung n abgezweigte Dämpfverteilungsleitüng
o mit Überströmventil p. Von dem Mischgefäß in führt eine Überlaufleitung q zum
Heißwasserspeicher r. An letzteren ist die Leitung s der Heißwasserpumpe t angeschlossen,
deren mit Regelventil ac versehene Druckleitung v zum Kessel führt. Die Regelventile
e und u werden in der Weise vom Kesseldampfdruck gesteuert, daß das Ventil e bei
normalem und übernormalem Druck offen ist, bei sinkendem Druck dagegen schließt,
während das Ventil az bei unternormalem Kesseldruck öffnet. In, die von der Warmwasserpumpe
k zum Mischgefäß in führende Leitung l ist ferner ein Regelventil w eingebaut,
das vom Druck im Mischgefäß in der Weise gesteuert wird, daß die Frischwasserzufuhr
bei über den Normaldruck steigendem Diuck eingeleitet und der Drucksteigerung entsprechend
geregelt, bei unter den Normaldruck sinkendem Druck dagegen abgestellt wird. Die
Wirkungsweise ist folgende: Bei normalem Dampfverbrauch erhält der gegebenenfalls
mit Überhitzer x arbeitende Kessel in üblicher Weise die der Verdampfung entsprechenden
Wassermengen über das Regelventil e. Wenn der Dampfdruck bei geringerem Dampfverbrauch
steigt, bleibt das Ventil e offen, durch das Überströmventil p strömt aber gleichzeitig
Dampf in das Mischgefäß in. Nach Maßgabe des in diesem Mischgefäß steigenden Druckes
öffnet alsdann das Regelventil w, und die Warmwasserpumpe k fördert die der Dampfzufuhr
entsprechenden Wassermengen in das Mischgefäß, aus dem sie nach Erhitzung auf die
Kesseltemperatur in den Heißwasserspeicher über die Leitung q abfließen. Sinkt der
Dampfdruck im Kessel infolge gesteigerten Verbrauches unter den normalen, so schließt
das Regelventil e entsprechend dem sinkenden Druck, während das Regelventil w bereits
bei normalem Druck wieder geschlossen ist. Gleichzeitig mit dem Schließen des Regelventils
e öffnet das Regelventil u, und die Pumpe t fördert Heißwasser aus dem Heißwasserspeicher
r in den Kessel. Gleichzeitig hat infolge des vor dem Regelventile steigenden Wasserdruckes
das Rückscblagventil h geöffnet, so daß die Pumpe b jetzt die nicht in den Kessel
gelangenden Warmwassermengen in den Warmwasserspeicher i fördert.
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Gemäß der Abb. 2 ist an Stelle der getrennten Heiß- und Warmwasserspeicher
ein sogenannter Verdrängungsspeicher y vorgesehen, an dessen oberen Teil sowohl
die Überlaufleitung q des Mischgefäßes in mündet wie auch die zur Heißwasserpumpe
t führende Leitung s angeschlossen ist. Der untere Teil des Speichers y dagegen
ist einerseits mit der Speiseleitung f des Kessels über das Rückschlagventil h und
außerdem mit der Warmwasserpumpe k verbunden. Im übrigen ist die Einrichtung die
gleiche wie in Abb. i. Hier entzieht also die Warmwasserpumpe beim Öffnen des Regelventils
w unter dem Einfluß des im Mischgefäß bei zunehmendem Kesseldruck gleichfalls steigenden
Druckes warmes Wasser dem unteren Teil des Verdrängungsspeichers, in dessen oberen
Teil das im Mischgefäß erhitzte Wasser abfließt. Bei sinkendem Kesseldruck dagegen
entzieht die Heißwasserpumpe t heißes Wasser dem oberen Teil des Verdrängungsspeichers,
während die Kaltwasserpumpe b das dem Vorratsbehälter entnommene, nicht in den Kessel
gelangende Wasser nach Vorwärmung im Vorwärmex d über das Rückschlagventil h in
den unteren Teil des Verdrängungsspeichers y fördert. Der Kreislauf zwischen Verdrängungsspeicher
und Mischgefäß wird wiederum nach Maßgabe des Druckes im Mischgefäß geregelt.
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In beiden Fällen kann das Mischgefäß in mit dem Heißwasserspeicher
y auch. durch eine Leitung mit Pumpe an Stelle der Überlaufleitung verbunden sein.