-
Zweistufiger Dampfstrahlapparat. Gegenstand der Erfindung ist ein
zweistufiger Dampfstrahlapparat, wie er beispielsweise bei Kondensataren für Kraftmaschinen
zur Erzielung eines verhältnismäßig hohen Vakuums von etwa 2o bis 25 mm Quecksilbersäule
absolut Verwendung findet, und der sowohl hohe Okonomie wie auch Stabilität besitzt.
Dies wird durch eine bestimmte Bemessung des Treibmittelverbrauchs in den beiden
Druckstufen erreicht, aus der sich eine für die Erfindung wesentliche Charakteristik
ergibt. Zeichnet man die Saugdrucke der ersten Stufe als Abszissen und als Ordinaten
die Quotienten aus dem Kompressionsverhältnis in der zweiten Stufe, dividiert durch
das Kompressionsverhältnis in der ersten Stufe, auf, wie es in Abb. i geschehen
ist, so wird die Gleichheit der Kompressionsverhältnisse beider Stufen durch eine
wagerechte Linie a dargestellt. Oberhalb dieser Linie ist das Kompressionsverhältnis
in der ersten Stufe das höhere, unterhalb der-gelben überwiegt das Kompressionsverhältnis
in der zweiten Stufe. Die Quotienten aus den Kompressionsverhältnissen in beiden
Stufen ändern, sich mit dem Saugdruck der ersten Stufe und werden durch eine Kurve
C dargestellt. Diese Kurve kann je nach der Bauart des Strahlapparats in ganz verschiedenartiger
Weise verlaufen: sie kann vollständig oberhalb oder vollständig unterhalb der Linie-a
liegen oder auch so, daß sie die Linie a in einem Punkt b schneidet, d. h. daß für
den Saugdruck b der ersten Stufe die Kompressionsverhältnisse in beiden Stufen einander
gleich werden. Die Kurve C kann schließlich die Linie a von links nach rechts abfallend
schneiden, d. h. also, daß für niedrigere Saugdrucke als, b 'das Kompressionsverhältnis
in der ersten Stufe höher wird als in der zweiten und für höhere Saugdrucke als
b das Kompressionsverhältnis in der zweiten Stufe überwiegt, oder die Kurve C kann
die Linie a von rechts nach links abfallend schneiden, d. h. also, daß bei höherem
Saugdruck als b das Kompressionsverhältnis in der ersten Stufe gegenüber dein der
zweiten Stufe zunimmt. Die in Abb. i gezeichnete Charakteristik stellt den Fall
dar, wo die Kurve C die Linie a von links nach rechts abfallend schneidet.
-
Nach der Erfindung soll durch Bemessung, der Treibmittelzufuhr in
den beiden Stufen dem Strahlapparat eine Charakteristik der in der Zeichnung dargestellten
Art gegeben werden, die im übrigen aber nicht auf die angegebenen Kompressionsverhältnisse
bei bestimmten Saugdrucken beschränkt ist und bei der der Punkt b an einer beliebigen
Stelle unterhalb eines Anfangssaugdrucks von i25 mm Quecksilbersäule liegen kann.
Für die Kurve C ist nur wesentlich, daß sie von der Seite der tieferen Saugdrucke
nach der Seite der höheren Saugdrucke abfällt und dabei die Linie a bei einem Saugdruck
b der ersten Stufe schneidet, der unter 125 mm Quecksilberdruck liegt. Das heißt
also, bei .einem Druck b an der Saugseite der ersten Stufe, der niedriger ist als
125 mm Quecksilberdruck, sind die Kompressionsverhältnisse in beiden Stufen einander
gleich, sinkt der Druck an der Saugseite unter den Druck b, so wird das Kompressionsverhältnis
in der ersten Stufe größer als das in der zweiten, steigt der Anfangsdruck höher
als b, so wird das Korn-. pressionsverhältnis in der zweiten Stufe größer als das
in der ersten. Bei einer derartigen Charakteristik beträgt der Treibmittelverbrauch
in der ersten. Stufe 5 bis 30 Prozent des gesamten Treibmittelverbrauchs
des Strahlapparats. Hierbei wird, wie der Erfinder gefunden hat, die größte Ökonomie
sowie Stabilität erzielt. Bei einem Strahlapparat, dessen Charakteristik in anderer
Weise verläuft, also beispielsweise so, daß bei dem geringsten Druck an der Saugseite
der ersten Stufe das Kompressionsverhältnis in der zweiten Stufe und bei höherem
Druck das Kompressionsverhältnis in der ersten Stufe das der anderen Stufe überwiegt,
oder bei einem Strahlapparat, bei dem beispielsweise für jeden Saugdruck der ersten
Stufe unter 125 mm Quecksilbersäule das Kompressionsverhältnis in der ersten
Stufe das der zweiten Stufe überwiegt, ist sowohl der Wirkungsgrad
wie
auch die Stabilität geringer als bei dem Strahlapparat nach der Erfindung.
-
Eine derartige Charakteristik, die den günstigsten Wirkungsgrad gewährleistet,
wird dadurch erzielt, daß man die Düsenhalsquerschnitte in beiden Stufen so b.emißt,
daß der Treibmittelverbrauch in der ersten Stufe mehr als 5 Prozent, aber höchstens
30 Prozent des gesamten Treibmittelverbrauchs beträgt.
-
Die Abb. 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele derartiger Ejektoren.
Abb. 2 stellt einen, Strahlapparat mit geradlinigen Düsen und Diffusoren in beiden
Stufen, Abb. 3 einen Strahlapparat mit geradlinigen Düsen und geradlinigem Diffusor
in der ersten und einer Ringdüse in der zweiten Stufe dar.
-
Der Strahlapparat nach Abb.2 hat im allgemeinen. eine bekannte Bauart.
Die erste Stufe enthält eine Anzahl von Dampfdüsen N, zu denen der Dampf durch die
Einströmungsöffnung e und eine Kammer d tritt. Sie befinden sich in einer Saugkammer
f mit der Einströmungsöffnung g. Das Gemisch aus Dampf und dem zu dichtenden Gas
wird in einen Diffusor h geführt, der einen verengten. Durchlaß m besitzt
und in eine Kammer i
ausmündet. An diese schließt sich die Saugkammer jder
zweiten Stufe an. Letztere hat die gleiche Bauart wie die erste Stufe und enthält
eine Einströmungsöffnungei für den Dampf sowie Eine Kammerde, durch die der Dampf
in die Düsen Ne tritt. Das- zu verdichtende Gemisch wird in einen Diffusor lte gerissen
und tritt schließlich durch die öffnung k aus. Die Düsenhalsquerschnitte
T
der ersten Stufe und T1 der zweiten Stufe sind so bemessen, daß bei gleichem
Dampfdruck in den Kammern in der ersten Stufe mehr als 5 Prozent (bis höchstens
3 0 Prozent) des gesamten Treibmittels verbraucht werden. Arbeiten beide
Stufen mit verschiedenem Dampfdruck, so sind die Düsenhalsquerschnitte so bemessen,
daß das vorstehend angegebene Verhältnis des Dampfverbrauchs eingehalten wird.
-
Die Kammer i kann ein Kondensator sein, in dem der kondensierbare
Teil des einströmenden Gemisches niedergeschlagen wird. In diesem Falle verringert
sich die Menge des in der zweiten Stufe zu verdichtenden Gemisches, so daß in der
zweiten Stufe eine geringere Dampfmenge erforderlich wird. Der Dampfverbrauch in
der ersten Stufe beträgt auch dann mehr als 5 Prozent des gesamten Dampfverbrauchs,
sein Anteil an diesem ist jedoch größer als bei Nichtverwendung eines Zwischenkondensators.
Die Düsen in der Mitte sind länger als die Randdüsen. Dies hat sich als vorteilhaft
erwiesen, namentlich bei stärkeren Belastungen, wenn das Kompressionsverhältnis
in der ersten Stufe gleich oder größer ist als daS Kompressionsverhältnis in der
zweiten Stufe, da alsdann die Wirkung gleichmäßiger ist und periodische Schwankungen
des Vakuums nicht auftreten.
-
Abb.3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die erste Stufe in
der gleichen Weiss wie bei Abb. 2, die zweite Stufe dagegen als Ringstrahlgebläse
ausgeführt ist. In der ersten Stufe sind die Bezugszeichen die gleichen wie in Abb.
2. Aus dem Diffusor h tritt das Gemisch durch zwei Kanäle p, p von beiden Seiten
her zu Ringkammern q, q, zwischen denen sich die Ringdüse Y befindet. Diese besteht
aus zwei Scheiben s und t, von denen die erstere verstellbar angeordnet ist und
die letztere die Einströmungsöffnung für den Dampf enthält; der Dampfkanal hat an
der Mündung einen verengten Durchlaß T2. Der Dampf reißt das Gemisch in einen aus
zwei Scheiben gebildeten Diffusorx, der ebenfalls an .einer Stelle einen verengten
Durchlaß besitzt. Aus dem Diffusor gelangt das Gemisch in einen Ringkanal y und
aus diesem zum Auslaßstutzen z. Der Dampf wird durch ein Rohr v über ein. Ventil
w und ein Sieb einerseits zum Durchlaß T= und anderseits über ein Absperrventil
o und eine Leitung tt zu der Kammer d der ersten Stufe geführt. Auch hier sind die
Düsenhalsquerschnitte der Düsen N sowie der Durchlaß T2 so bemessen, daß
bei gleichem Dampfdruck durch die Düse N mehr als 5 Prozent (bis zu 3o Prozent)
der gesamten Treibmittelmenge strömt.