Titel: | Anlage zur Vertheilung von überhitztem Wasser. |
Fundstelle: | Band 274, Jahrgang 1889, S. 1 |
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Anlage zur Vertheilung von überhitztem
Wasser.
Mit Abbildungen auf Tafel
1.
Anlage zur Vertheilung von überhitztem Wasser.
Die Vertheilung von überhitztem Wasser soll, wie wir
bereits in D. p. J. 1889 272
* 105 meldeten, in Philadelphia und Boston verwirklicht worden sein. Nähere
Mittheilungen über die Natur dieser neuen Vertheilungsanlage bietet die
Patentschrift Nr. 47248 vom 8. August 1888 Kl. 36 der National Heating Company in New York. Bei der Wichtigkeit, welche solche
Vertheilungsanlagen im Allgemeinen und die Vertheilung überhitzten Wassers ganz
besonders jetzt haben, sei diese Patentschrift im Folgenden ausführlicher
mitgetheilt.
Das überhitzte Wasser wird an einer Centralstelle erzeugt und mit einer Temperatur
von 160 bis 170°, also einem Drucke von etwa 7at
mittels Pumpwerkes in die Leitungen getrieben, welche das Wasser behufs Kraftabgabe
(als Dampf), oder zum Heizen und Kochen an den Verbrauchsort fortführen.
Fig. 1 Taf. 1
zeigt die allgemeine Anordnung einer solchen Anlage. Die Entwickelung des heiſsen
Wassers erfolgt im Kessel A, aus welchem bei C1 die Leitungsröhren
C nach den Verbrauchsarten abgehen, während sie bei
C2 in den Kessel
zurücklaufen, so daſs für den Umlauf des heiſsen Wassers ein Kreislauf geschaffen
ist, wie er für jede Heiſswasserleitung bei Hausheizanlagen bekannt ist. Eine
Druckpumpe B hält den Kreislauf des Wassers in der
Leitung aufrecht, welche meist so gelegt wird, daſs sie in einer Straſse hin und in
einer anderen Straſse zurück geführt wird.
Die Speisung des Kessels A muſs natürlich so
eingerichtet sein, daſs sie den Abgang des überhitzten Wassers aus der Leitung
genügend ersetzt. Sind mehrere Kessel an der Centrale angeordnet, wie dies bei
gröſseren Anlagen wohl stets der Fall sein wird, so können diese entweder sämmtlich
unter einander verbunden oder durch Hahnabschlüsse in den Verbindungsrohren getrennt
sein, so daſs ein oder mehrere Kessel unabhängig von einander in Benutzung genommen
werden können.
Die Heiſswasserrohre sind mit einer stärkeren Schicht aus die Wärme schlecht
leitendem Material zu umkleiden, wie Asbest, Wolle oder Papier u.s.w., und werden
in einem starken wasserdichten, rechteckigen Kasten aus Holz eingeschlossen oder
durch einen gemauerten Kanal umbaut. Als wesentliche Erfordernisse sind hierbei
festzuhalten, daſs ein reichlicher freier Raum zwischen dem Kanäle und dem
eingeschlossenen Rohre verbleibt, daſs dieser Kanal wasserdicht ist und auch
mächtigen inneren Druck aushalten kann.
Das sich bildende Condensationswasser wird nicht etwa durch Ableitungen aus dem
Condensationstopf abgeführt, sondern, nachdem es die Heizkörper in den Abgabeorten
durchlaufen hat, mittels besonderer Rückleitungen dem Kessel wieder zugeführt.
Dies geschieht durch die Rückleitung 2), die parallel zu und unmittelbar unter der
Zuführungsleitung liegt, sowie durch Zweigleitungen, die den
Zuführungszweigleitungen entsprechen. Beide Enden dieser Rückleitung sind mit einem
Wasserbehälter D1
verbunden, der in der Nähe des Kessels liegt; eine Pumpe D2 dient dazu, das Wasser aus diesem
Behälter in den Kessel zu befördern. Im Uebrigen sind die Rückleitungen durchaus
ähnlich wie die Zuführungsleitungen ausgebildet, nur müssen letztere mit Rücksicht
auf den hohen, durch das umlaufende Heiſswasser ausgeübten Druck wesentlich stärker
ausgeführt sein.
Die Zuführungs- und Rückleitungen CD werden gewöhnlich
in einem unterirdisch verlegten Kanal untergebracht und mit dem Erhitzer und dem
Rück Wasserbehälter, wie angegeben verbunden. Letztere, sowie die Druckpumpen und
andere Theile des Systemes finden in einem besonderen Gebäude Platz.
An geeigneten Stellen der Hauptleitungen, gewöhnlich an Straſsenkreuzungen u.s.w.,
sind vereinte Expansions- und Verzweigungskuppelungen E
und Stützen F, sowie Expansions- und selbsthätige
Ventilkuppelungen G vorgesehen, welch letztere in den
Zuführungsrohren an erforderlichen Stellen vorhanden sind. Die Zuführungsrohre sind
auch mit gewöhnlichen Schiebern H versehen. Flansche
oder Flügel unten an der Kuppelung können dazu dienen, dieselben unten in dem Kanäle
festzulegen.
Die Construction einer dieser Kuppelungen ist aus Fig. 2 ersichtlich. Der
Hauptkörper der Kuppelung E wird als ein einziges
Guſsstück hergestellt, welches mit zwei Längsbohrungen versehen ist, durch welche
die Zuführungs- und Rückleitung angeschlossen sind. Querkanäle dienen zum Anschlusse
der Zweigzuführungsleitung C und der Zweigrückleitung
D. Am einen Ende sind die Leitungen C und D angeschlossen, am
anderen Ende wird jede Bohrung E1 und E2
, wie bei e und e1 angegeben,
erweitert, und die erweiterten Kammern e und e1 werden durch eine
Leiste e getrennt. An den Leitungen C und D sind Messingröhren
K angebracht, die von Rohrstücken L umgeben werden, welche in die Erweiterung e1 und Bohrung passen;
sie haben Flansche L1
, durch welche sie an die Kuppelung angeschraubt werden
können. Ein Flansch L2
ist an dem Rohrstücke L vorgesehen, und der Raum e1 wird mit Packungsmaterial l aus Asbest u.s.w. ausgefüllt. K2 ist ein Messingring, welcher mit
Flansch, der auf die Packung l drückt, und mit einem
Kopf versehen ist, der die Verschraubung mit der Büchse L gestattet; auch zwischen den Ring K2 und die Büchse L wird
Packungsmaterial gebracht.
Die Vorrichtungen, wodurch die Zweigrohre an die Kuppelung angeschlossen werden, sind
ähnlich eingerichtet.
In Folge dieser Construction ist die freie und leichte Expansion der Leitung sicher,
ohne daſs die vollkommen dichte Verbindung verloren geht. Die Theile K und K2 werden aus Messing hergestellt, um die Bildung von
Rost zu verhindern und die leichte Bewegung der Theile bei der Ausdehnung und
Zusammenziehung zuzulassen.
Ein Kugelventil ist in der Leitung so angeordnet, daſs das durchgeführte Wasser
völlig um dasselbe herumgehen kann; dessen Gewicht ist derart bemessen, daſs es in
der Mitte der Kammer bleibt, wenn der Durchtritt des Wassers normal ist; geschieht
dies nicht, sondern findet ein Rohrbruch oder eine andere Störung statt, so ist der
Druck auf der anderen Seite der Bruchstelle ausreichend, um das Ventil zu schlieſsen
und den Zufluſs abzuschneiden.
Die in Fig. 3
dargestellte Construction zeigt einen Träger M, um die
Leitungen in Stellung zu halten, Vorrichtungen, um den Träger auf der Sohle des
Kanales zu befestigen, sowie Vorrichtungen, um eine leichte Bewegung der Leitungen
unter dem Einflüsse der Zusammenziehung und Ausdehnung zuzulassen. Der dargestellte
Kanal besteht aus Mauerwerk und einer Betonsohle, in welche die die Träger haltenden
Bolzen treten. Der Träger M hat ein Schellenstück M1
, und zwischen diesem und dem Haupttheile des Trägers
wird ein kreisförmiger Raum gebildet, in welchem das Leitungsrohr C liegt, das auf Rollen m
Platz findet. Der untere Theil des Trägers ist ebenfalls offen und der obere Theil
der Oeffnung ist rund ausgebildet, um die Rückleitung D
aufzunehmen. Der Träger hat unten Flansche oder Ansätze, um ihn auf der Sohle des
Kanales festbolzen zu können, zu welchem Zwecke unten oder in der Sohle
Unterlagsplatten und senkrechte Verstärkungsrippen vorgesehen werden. Eine Platte
m2 ist auch unten
an die Betonsohle des Kanales innerhalb der Seiten des Trägers M angeschraubt und mit senkrecht ausgeschnittenen
Ansätzen versehen, welche eine zweite Rolle m1 tragen, auf welcher das Leitungsrohr D ruht; der mittlere Theil der Platte m2 ist dabei
weggeschnitten, um die Bewegung der Rolle m1 möglich zu machen. In der Mitte der Kanalsohle ist
eine Rinne vorgesehen, um etwa angesammeltes Wasser abzuführen. Diese Rinne kann
durch Rohre m3 mit dem
Straſsenentwässerungskanale in Verbindung gebracht werden. Die Stützen und Träger
für die Zweigleitungen sind natürlich dieselben wie die vorbeschriebenen, und die
Zweigleitungen werden, nachdem sie durch den Bezirk geführt sind, nach den Hauptleitungen
zurückgeführt und in der angegebenen Weise damit verbunden.
Im Folgenden sollen die Einrichtung der Hausleitungen für überhitztes Wasser, die
Dampfbilder (Converter), wenn Dampf erzeugt werden soll, und die Vorrichtungen
beschrieben werden, durch welche das Niederschlagwasser der Rückleitung wieder
zugeführt wird.
Zu diesem Zwecke ist ein Gehäuse N vorgesehen, das
zweckmäſsig aus Metall besteht und die in Fig. 1 oder 4 angegebene
Form erhält.
Das Gehäuse findet in einem dazu hergerichteten Raume unter dem Pflaster Platz und
erhält zweckmäſsig eine solche Lage, daſs zwei Häuser ihre Zweigleitungen an ein
solches Gehäuse anschlieſsen können. In diesem Gehäuse sind Führungen n an der Seite oder Hinterwand u.s.w. vorgesehen. Die
Seiten des Gehäuses haben Längsschlitze N1 und N2; am Boden ist ein Block N3 angeordnet, welcher zweckmäſsig mit
einer concav ausgebildeten Oberfläche versehen ist. Eine Platte n2 (Fig. 1) ruht auf den
Führungen n1 und ist
gleichfalls mit gewölbter Fläche versehen. Ein Zuführungsrohr q geht von dem Hauptzuführungsrohre C und eine Rückleitung d1 von der Hauptrückleitung D aus. An dem inneren Ende des Rohres c1 ist ein T-Stück c2 angeordnet, das an
seiner unteren Fläche convex ausgebildet ist, auf der concaven Platte n2 aufliegt. Ebenso ist
das Rohr d1 mit einem
T-Stücke d2 versehen,
das auf der unteren Seite convex gestaltet ist. Die Hausleitungen O stehen mit den T-Stücken c2, wie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich, in
Verbindung, und jede Hausleitung ist mit einem Ventile oder Schieber O1 versehen, um die
Zuführung eventuell absperren zu können. Die Rückleitungen P stehen in üblicher Weise mit dem T-Stücke d2 in Verbindung.
In Folge dieser Construction kann eine freie Bewegung der Stücke c2 und d2 nach vor- und
rückwärts, wie nach der Seite eintreten; die Schlitzführungen N1
N2 gestatten auch die
Bewegung der Rohre O und P
in der Seitenwandung des Kastens N. Die Rohre c1 und d1, sowie O und P sind gewöhnlich
relativ kurz, und nach der Construction ist ihrer Ausdehnung und Zusammenziehung
Rechnung getragen.
Die Vorrichtungen, um das überhitzte Wasser für Heizzwecke in Gebäuden nutzbar zu
machen, bestehend aus einem Dampferzeuger, einem selbsthätigen
Differentialdruckregulator, Dampf- und Wasserrohren, Heizkörpern, einem Messer und
einem Behälter zur Aufnahme des Condensationswassers, aus welchem letzteres der
Rückleitung wieder zugeführt wird.
Der Dampferzeuger und Regulator ist bei O1 in Fig. 1 und im Schnitte in
Fig. 6
dargestellt. Der Regulator besteht danach aus einem Gehäuse R2 mit verschraubtem Deckel. Dieses
Gehäuse ist auf dem Dampferzeuger R1 verschraubt, der nach der Darstellung als ein
einziges Guſsstück hergestellt ist und oben eine Oeffnung für den Zutritt von Wasser, sowie seitlich
eine Oeffnung r hat, an welche das nach den Heizkörpern
führende Dampfrohr r1
angeschlossen ist. Das Guſsstück R2 hat oben eine weite Kammer, deren Boden zur
Bildung einer Hilfskammer O2 ausgehöhlt ist, welche durch einen Kanal o
mit einer Kammer O3
verbunden ist. Diese Kammer hat einen offenen Boden und einen Zuführungskanal, mit
welchem das Zuführungsrohr O in Verbindung steht. Die
Oeffnung im Boden der Kammer O3 wird durch eine Mutter o1 geschlossen, die mit einer Schraube o2 versehen ist. In der
Kammer R2 ist ein
Diaphragma R3
angeordnet, über welchem eine convex-concave Scheibe S
liegt, die in der Mitte eine Oeffnung hat. Die Scheibe hat einen genau nach oben
vortretenden Ansatz S1,
mit welchem ein mit Gewicht S3 versehener Hebel S2 drehbar verbunden ist. In der Kammer O3 ist ein Ventil s angeordnet, dessen Spindel s1 durch die Mitte des Diaphragmas R3 geht und an
demselben durch zwei Muttern befestigt ist. Der Hebel S2 liegt auf dem unteren Ende dieser
Ventilspindel auf, mit welcher er eventuell beweglich verbunden werden kann. Der
Zweck der Schraube o2
ist, die Lage des Ventiles s zu reguliren. Das
Diaphragma R3 besteht
aus Metall, zweckmäſsig aus Messing, und kann sich senkrecht bewegen. Durch die
Anbringung der Kammer R2 mit abnehmbarem Deckel sind der belastete Hebel und die anderen Theile
der Construction, die damit verbunden sind, geschützt, und die Gefahr, welche das
eventuelle Reiſsen des Diaphragmas und die dasselbe einschlieſsende Platte nach sich
ziehen könnte, vermieden. Die Arbeitsweise der Heizvorrichtung ist folgende: Nachdem
der Kessel A mit Wasser gefüllt und stark erhitzt (z.B.
bis zu einer Temperatur von 160 bis 170° C., was einem Drucke von etwa 7k auf 1qcm
entspricht) und auf dieser Temperatur erhalten worden, wird der Druck, wenn die
Verbindung an beiden Enden der Zuführungsleitung offen ist, auf diese Leitung und
das darin enthaltene Wasser derselbe wie auf dem Wasser in dem Erhitzer sein, und
wenn die Druckpumpe in Bewegung gesetzt wird, wird das Wasser durch die Leitung etwa
bei derselben Temperatur wie in dem Erhitzer oder Kessel gedrückt; sobald die Hähne
in der Zuführungsleitung geöffnet werden, wird das unter Druck stehende Heiſswasser
durch das Zuführungsrohr in die Kammer O3 gedrückt, um in derselben hochzusteigen und aus
derselben durch das Rohr T in den Dampferzeuger zu
gelangen, wo es sofort in Dampf expandirt, weil eine groſse Druckentlastung des
wesentlich über den Siedepunkt erhitzten Wassers eintritt. Will man nun den Dampf
bei einem Drucke von z.B. etwa 1k auf 1qcm anwenden, so wird in diesem Falle das Gewicht
S3 auf dem Hebel
S2 so eingestellt,
daſs ein entsprechender Druck auf das Diaphragma R3 ausgeübt wird, ehe dasselbe durch den Dampfdruck
im Dampferzeuger bewegt wird. Sobald jedoch der Dampfdruck im Dampferzeuger den
Druck von 1k auf 1qcm übersteigt, wird das Diaphragma die Ventilspindel und das Ventil gegen
den Druck des
belasteten Hebels heben und das Ventil wird den Zutritt von Heiſswasser in die
Kammer O2 und den
Dampferzeuger absperren. Sobald jedoch genug Dampf in das Dampfrohr ausgetreten ist,
um den Druck in dem Dampferzeuger unter den Druck von 1k auf 1qcm herabzusetzen, so öffnet der
belastete Hebel die Ventile und läſst Heiſswasser in den Dampferzeuger, welches in
Dampf verwandelt wird; dieses Spiel wiederholt sich so lange, als die
Zuführungsleitungen offen sind. Der Dampf wird mittels eines Rohres r1 den Heizkörpern
zugeführt und das Niederschlagwasser durch das Rohr P2 nach dem Behälter P1 zurückgeleitet, von
wo es durch die Leitungen P und c1 und die Rückleitungen dem Behälter D1 wieder zugeführt
wird, um von hier wieder in den Kessel A durch die
Pumpe D2 gedrückt und
wieder bis auf die erforderliche Temperatur erhitzt und in Umlauf durch die
Zuführungsleitung gebracht zu werden.
Wenn in Folge der unregelmäſsigen Beschaffenheit der Straſsenfläche, ihren
wechselnden Steigungsverhältnissen oder aus einem anderen Grunde der Unterschied in
der Temperatur des circulirenden Heizmittels in der Zu- und Rückleitung einen Umlauf
des Wassers in letzterer nicht eintreten läſst oder Veranlassung ist, daſs das
Wasser nach dem Kessel zurückstaut, so können Druckpumpen in der Rückleitung
eingelegt werden, welche das rückzuleitende Wasser nach dem Behälter D1 drücken.
Um die genaue Menge der durch jeden Angeschlossenen verbrauchten Wärme zu bestimmen,
wird ein Wassermesser U angeordnet, mit welchem der
Behälter P1 durch ein
Rückleitungsrohr in Verbindung gebracht wird. Das Niederschlagwasser, welches durch
dieses Rohr und den Messer abgeführt wird, steht immer in demselben festen
Verhältnisse zu der Menge in dem Dampferzeuger erzeugten Dampfes unter einem
gegebenen Drucke, und es ist danach leicht daraus die Anzahl Cubikmeter Dampf oder
verbrauchter Wärmeeinheiten zu berechnen.
Auſser zu Heiz- und Kochzwecken kann das System auch zur Lieferung von Dampf- oder
Heiſswasser für Betriebszwecke, z.B. zum Betriebe von Straſsenbahnwagen, durch Laden
von Sammelbehältern auf diesen Wagen mit Heiſswasser, Anwendung finden; dieses Laden
geschieht auf der Strecke, zu welchem Zwecke Stationen vorgesehen sind. Auch der
Betrieb von stationären Maschinen, die mit der Zuführung verbunden werden, kann in
ähnlicher Weise vermittelt werden.