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Vorrichtung zum gleichzeitigen Kühlen und Entspannen von überhitztem,
Dampf Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Kühlen
und Entspannen von überhitztem Dampf und besteht aus in der Leitung angeordneten
Druckregelmitteln und Einspritzdüsen, die das Kühlmittel in dem Teil mit der durch
die Druckregelmittel verursachten größten Dampfgeschwindigkeit zerstäuben.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine derartige Vorrichtung
so auszubilden, daß im Gegensatz zu den vorbekannten Vorrichtungen die metallenen
Innenteile einen möglichst geringen Verschleiß aufweisen, Dieser Vorteil wird dadurch
erzielt, daß das zerstäubte Wasser zwischen den durch eine Düse zusammengedrängten
Dampfschichten mitgerissen wird, wodurch der Aufprall der Wasserteilchen auf die
Metallteile vermieden und zugleich ein wirksames Durchdringen der Wassertröpfchen
mit den Dampfschichten gegeben ist. Diese schichtweise Aufteilung des durch die
Vorrichtung strömenden Dampfes und die Einhüllung des zerstäubten Wassers durch
diese Dampfschichten wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das Druckregelmittel
als Doppelscheibenventil ausgebildet ist, in dessen Längsachse die Abflußöffnung
eines das Doppelscheibenventil umgebenden Gehäuses sowie eine an diese anschließende
Mischdüse vorgesehen sind, wobei in der Dichtungsfläche des einen oder des anderen
oder beider Ventilsitze Zerstäuberkanäle für das Kühlmittel angeordnet sind, die
mit Zubringerkanälen verbunden werden.
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Zum Regeln der Zerstäubung des Kühlmittels können hierbei selbsttätig
wirkende und das Doppelscheibenventil steuernde Mittel vorgesehen sein, die einen
gleichbleibenden Druckabfall des Dampfes zwischen dem Einlaß- und Auslaßkanal ungeachtet
der Druckänderungen
des überhitzten Dampfes bei seinem Eintritt
in die Vorrichtung gewährleisten.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen lotrechten Schnitt durch eine Vorrichtung
nach der Erfindung, Abb.2 und 3 je einen Teilschnitt einer Einzelheit zur Darstellung
verschiedener Ausführungsformen der Zerstäuberkanäle und Abb. 4. einen lotrechten
Schnitt durch den oberen Teil einer Vorrichtung, die mit einem besonderen DruckverminderungsventiI
ausgerüstet ist.
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In diesen Abbildungen und insbesondere in Abb. i ist die eigentliche
Entspannungsvorrichtung in einem Gefäß i von annähernd zylindrischer Form untergebracht,
das an seinem unteren Teil mit einem seitlichen Anschlußstutzen 2 versehen ist,
an den eine Leitung 3 zum Abführen bzw. Absaugen des entüberhitzten Dampfes angeschlossen
ist; außerdem ist dieses Gefäß unten mit einem Anschlußstutzen 4. zur Ableitung
von im Überscnuß auftretendem Wasser ausgerüstet. In seinem oberen Teil läuft das
Gefäß i in einen halsförmigen Teil aus, der mit einem Flansch 5 versehen ist, auf
dem mittels eines Flansches 6 ein kugelförmiges Gehäuse 7 ruht, das mit einem Deckel
77 verschlossen ist. Das Gehäuse 7 hat einen seitlichen Anschlußstutzen 8,
welcher an die Einlaßleitung g für den überhitzten Dampf angeschlossen ist. In diesem
kugelförmigen Gehäuse 7 erfolgen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Entspannung
des überhitzten Dampfes und die Zerstäubung des Wassers. Zu diesem Zweck ist der
Anschlußstutzen 8 in das Innere des Gehäuses 7 hinein mittels eines Kanals io verlängert,
der an dem in das Gehäuse hineinragenden Ende geschlossen ist und zwei Ventilsitze
bzw. Ventilsitzflächen i i und 12 für zwei durch einen Teil 15 miteinander
verbundene Ventilscheiben 1.3 und 14 eines entlasteten Entspannungsventils üblicher
Art aufweist, dessen Schaft 16 unter Einfügung einer Stopfbüchse 18 durch einen
Stutzen 17 des Gehäusedeckels hindurchgeht. Der Schaft des Entspannungsventils kann
:auf jede gewünschte Art, von Hand oder selbststätig, z. B. in Abhängigkeit von
der Abgabemenge des zu behandelnden Dampfes gesteuert werden.
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Gemäß dem ersten in Abb. i, 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
wird der Zerstäuber durch eine Reihe feiner schräger Zerstäuberkanäle i g gebildet,
die in dem Sitz des Ventils i i angebracht und gegen die Unterseite der Ventilscheibe
i3 hin gerichtet sind. Das Wasser strömt hierbei durch einen ringförmigen Kanal
21 zu, der durch einen Zubringerkanal 22 gespeist wird; mit letzterem kann eine
durch eine Pumpe regelbare oder nichtregelbare Leitung verbunden sein. Die beiden
Ausführungsformen nach Abb.2 und 3 unterscheiden sich nur durch die Form der Zerstäuberkanäle
i g. Man erkennt, daß die Wassertröpfchen beim Verlassen der Zerstäuberkanäle ig
vom Dampf unmittelbar und mit einer um so größeren Geschwindigkeit mitgerissen werden,
je größer der Spannungsabfall des Dampfes ist. Hierdurch wird die Verteilung der
Wassertröpfchen in mehr oder weniger feine Teilchen so weitgehend unterstützt, daß
sie schließlich in dem entspannten Dampfstrom verdampfen, sobald das Gemisch in
das zylindrische Gefäß i der eigentlichen Enthitzungsvorrichtung einströmt. Des
weiteren kann auch der Sitz 12 der oberen Ventilscheibe 14 des Entspannungsventils
Zerstäubungskanäle aufweisen, die denen in Abb. -- und 3 gezeigten entsprechen und
die ebenfalls eine geeignete Richtung haben. Das durch sie zerstäubte Wasser wird
von dem Dampf mitgenommen, der sich zwischen der Ventilscheibe und dem Ventilsitz
ausdehnt und in das .Gehäuse 7 ausströmt. Wie weiterhin Abb. i zeigt, ist in der
Längsachse des Doppelscheibenventils zwischen dem Gehäuse 7 und dem zylindrischen
Gefäß i eine kurze Mischdüse 2o eingeschaltet, die aus einem Metall hergestellt
ist, das der Stoßwirkung der vom Dampf mit großer Geschwindigkeit mitgerissenen
Wassertröpfchen standzuhalten vermag. Diese Düse spielt so eine doppelte Rolle.
Sie schützt den halsförmigen Teil des Gefäßes i gegen die durch die Wassertröpfchen
verursachten Stöße und bewirkt außerdem eine erneute mischende Bewegung des Gemisches
von Dampf und zerstäubtem Wasser.
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Abb. 4. zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung, bei
der der Schaft des Doppelscheibenventils 16, den Deckel 77 des Ventilgehäuses
7 durchdringend, einen Kolben 23 trägt, der in einem Zylinder -25 gleiten kann.
Eine Belastungsfeder 24. ist zwischen dem Zylinderdeckel 26 und der oberen Kolbenfläche
eingebaut. Demgemäß unterliegt die untere Kolbenfläche dem Druck des überhitzten
Dampfes, und zwar vermöge einer durch ein Rohr 27 hergestellten Verbindung. Die
obere Kolbenfläche des Kolbens 23 unterliegt dem Druck der Mischung des entspannten
Dampfes und zerstäubten Wassers, und zwar vermöge einer durch ein Rohr 28 hergestellten
Verbindung, das in der gezeichneten Weise angeordnet ist. Es ist leicht zu erkennen,
daß einer bestimmten Spannung der
Feder 24 ein gleichfalls bestimmter
Unterschied zwischen dem Druck des zu enthitzenden Dampfes vor dem Ventil 13, 14,
15 und dem der Mischung von Dampf und zerstäubtem Wasser entspricht, der
in dem Ventilgehäuse hinter diesem Ventil, d. h. praktisch auch in dem Gefäß i,
herrscht. Dieser Druckunterschied kann geregelt werden, indem man in geeigneter
Weise die Spannung der Feder z4 ändert. Man könnte diesen Druckunterschied sogar
sich nach einem gegebenen Gesetz ändern lassen, indem man in geeigneter Weise auf
die Vorrichtung zum Andern der Spannung der Feder oder eine entsprechende Vorrichtung
einwirkt, die den veränderlichen auf das Druckminderungsventil einwirkenden Druck
ausgleicht.