DE2715223A1 - Verfahren und vorrichtung zum chargenweisen abloeschen von gluehendem koks und zur erzeugung von unter ueberdruck stehendem dampf - Google Patents

Description

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8 MÜNCHEN 22

5. April 1977 P 11532 - 63/

Richard Jablin
P.O.Box 514

Winchester, Virginia 22601
U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zum chargenweisen
Ablöschen von glühendem Koks und zur Erzeugung
von unter Überdruck stehendem Dampf

Die Erfindung betrifft hinsichtlich der Vorrichtung einen Koks lösch-Dampferzeuger zur Gewinnung von nützlichein Dampf beim Ablöschen von glühendem Koks. Bestehende Koks-Ablöscheinrichtungen erzeugen keinen Nutzdampf, weil sie in der freien Atmosphäre arbeiten und weil der beim Ablöschen entwickelte Dampf ins Freie entweicht. Außerdem führt die. bekannte Arbeits weise infolge der mit dem Dampf mitgerissenen Wolke aus Feststoffteilchen zu einer starken Umweltbelastung.

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TELEFON (Οββ) 22 30 Sa Telex oe-aeseo TELEeRAMME MONAPAT TELbKOPIERER

Ein Zweck der Erfindung besteht darin, aus der fühlbaren Wärme des glühenden Kokses Nutzdampf zu erzeugen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, glühenden Koks in einem abgedichteten Druckgefäß so au löschen, daß der beim Ablöschen entwickelte Dampf bei einem Druck abgezogen werden kann, der oberhalb des Atmosphärendruckes liegt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, den beim Ablöschen des glühenden Kokses entwickelten Dampf von Feststoffteilchen zu befreien, so daß dieser Dampf genutzt oder ohne Belastung der Umwelt ins Freie entlassen werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, druckdichte Türen oder Klappen zum Einbringen des glühenden Kokses und zum Austragen des gelöschten Kokses zu schaffen, so daß der unter erhöhtem Druck stehende Dampf innerhalb des Druckgefäßes gehalten werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine isolierende feuerfeste Auskleidung für das Druckgefäß zu schaffen, so daß das Druckgefäß vor dem Angriff durch den abrasiven glühenden Koks so zu schützen, daß der Verlust von fühlbarer Wärme aus dem Druckgefäß ein Minimum ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin. Ventile und Steuereinrichtungen für das Löschverfahren unter Einschluß eines Abbrechens des Verfahrens zu schaffen, wenn der Koks den angestrebten physikalischen Zustand aufweist, und um den Druck im Druckgefäß derart freizugeben, daß die Aufnahme- und Austragstürklappen des Druckgefäßes geöffnet werden können, um den Abgelöschten Koks Auszutragen und um einen folgenden Kokslöschvorgang zu beginnen.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht de.rin., di& Aufaahme- und Aur.;trageklappen des Druckgefäßes derart anzuordnen, daß die Dichtungcflächen der Klappen vor dom Auftreffen von Koks geschützt sind und daß diese Oberflächen gereinigt werden, bevor die Türen wieder geschlossen werden.

Ein be\'orzugtex Gedanke der Erfindung liegt in einem Dampferzeuger, der beim Ablöschen von Koks Dampf erzeugt. Dieser Dampferzeuger oder -generator weisen vertikales mit Feuerfeswinatorial ausgekleidetes Druckgefäß auf, in welchem der glühende Koks abgelöscht wird und welches mit Hilfe der fühlbaren Wärme im Koks Nutzdampf erzeugt. Im Druckgefäß sine druckdichte Türen oder Klappen zur Aufnahme und zum Austragen des Kokses, Wassersprüheinrichtungen zum Ablöschen des Koksec, ein Aufnahmebehälter für den Koks sowie ein Tor und eine Fördereinrichtung zur Steuerung des Austragens des abgelöschten Kokses vorgesehen. Außerhalb des Druckgefäßes sind ein Hebezeug zum Anheben von glühenden Koks enthaltenden Behältern zum Aufnahmebehälter des Druckgefäßes sowie Ventile zur Steuerung des Dampf- und Wasserstronies, ein hochwirksamer Zyklon zum Reinigen des Dampfes, ein Bandförderer zur Aufnahme des abgelöschten Kokses, Pumpen, ein Wasservorratsbehälter sowie Rohrleitungen und Steuereinrichtungen vorgesehen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung. Deren einzige Figur zeigt eine Darstellung des Kokslösch-Dainpferzeugers, in welcher das Druckgefäß und der Wasserbehälter im Schnitt dargestellt sind.

Bei herkömmlicher Arbeitsweise wird der glühende Koks aus den Koksöfen in spezielle Schienenfalirzeuge hineingestoßen, die

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Löschwagen genannt v/erden. Derartige Löschwagen tragen den
glühenden Koks zu einem Löschturm, wo der Koks mit Hilfe von
Wasserstrahlen so abgelöscht wird, daß ein weiteres Entzünden verhindert wird. Der beim Löschvorgang gebildete Dampf steigt im Löschturm nach oben und tritt durch in diesc-m Turm vorgesehene Auslässe ins Freie aus. Der Dampf führt Koksteilchen
mit sich, was zur Luftverschmutzung beiträgt. Bei einigen Anlagen können die Löschtürme mit Prallplatten oder Leitblechen versehen sein. Der Zweck dieser Prallplatten oder Leitbleche
liegt darin, die Koksteilchen aus deiu Dampf auszuscheiden, bevor der Dampf in die Atmosphäre entweicht. Diese Prallplatten oder Leibbleche sind jedoch nicht befriedigend wirksam und die mit ihrer Hilfe erzielte Verminderung der Luftverschmutzung ist nicht von Bedeutung.

In den Vereinigten Staaten von Amerika werden während eines

hochproduktiven Jahres etwa 66 000 000 Tonnen Koks erzeugt. Das

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bedeutet, daß jährlich 125x10 Kcal fühlbarer Wärme normalerweise durch Ablöschen des glühenden Kokses vergeudet werden, was etwa 1900 Millionen Liter öl pro Jahr entspricht. Das
Freiluftablöschen von glühendem Koks führt somit zu einer Umweltbelastung.

Beim erfindungsgemäßen Löschverfahren für glühendem Koks wire die fühlbare Wärme des glühenden Kokses in Form von Dampf bei einem über Atmosphärendruck liegenden Druck derart abgeführt,
daß der Dampf einer nützlichen Verwendung zugeführt werden kann. Bei diesem Verfahren wird der glühende Koks in ein abgedichtetes Druckgefäß eingebracht und dort mit V/asser besprüht. Der bei dem Löschvorgang entwickelte Dampf ist innerhalb des Druckgefäßes eingeschlossen und steigert seinen Druck auf einen vorbestimmten nützlichen Druck, bevor er aus dem Druckgefäß entlassen wird.

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Wie in der Zeichnung dargestellt, wird der glühende Koks dein Kokslösch-Dampfgenorator in einora Behälter 10 mit Hilfe eines Schienenfahrzeuges 11 zugeführt. Ein Hebezeug wie ein Kran 12 ergreift mit Hilfe seiner Kranhaken 14 am Behälter ausgebildete Zapfen 13 und hebt den Behälter auf einer in der Zeichnung nib Pfeilen veranschaulichten Bewegungsbahn hoch, worauf der Behälter auf einen Aufnahmebehälter 15 des Druckgefäßes 16 abgesetzt wird. Eine am Boden dieses Behälters angeordnete Beschickungsklappe 17 wird gemeinsam mit einer am Boden des Behältern angeordneten Austragsöffnung 18 geöffnet, was zur Folpe hat, daß der glühende Koks aus dem Behälter in das Druckgefäß hineinfällt. Nach Schließen der Beschickungsklappe 17 und der Austragsöffnung 18 kann der Behälter 10 mit Hilfe des Kranes 12 auf das Schienenfahrzeug 11 abgesetzt werden und zur Koksofenbatterie in einem Zustand zurückkehren, der das Empfangen einer neuen Charge glühenden Kokses gestattet. Je nach Größe der Koksöfen in der Koksbatterie können einer oder mehrere der Behälter derart verwendet werden, daß die Gesamtkapazität der Behälter ausreicht, um die Koksmenge aufzunehmen, welche aus einem Ofen ausgestoßen wird.

Als nächstes wird das Druckgefäß 16 in den Betriebszustand versetzt, der das Ablöschen des glühenden Kokses gestattet. Zu diesem Zweck werden die Beschickungsklappe 17, die Austragsk.lappe 19, das Dampf-Entlüftungsventil 20, das Staubventil 21 und das Abzugsventil 22 geschlossen. Das Dampf-Ausiaßventil 23 wird sodann geöffnet und die Pumpe 24 wird zur Förderung von Wasser aus dem Behältnis 25 und zur Versorgung der Sprühdüsen 27 über die Rohrleitung 26 betätigt, wodurch das Ablöschen des glühenden Kokses in Gang gesetzt ist.

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Während des AbI δε eh. vor ganges ist der Koks ubi ach lessen vom Druckgefäß 16, einem inneren Zylinder 28, einem Zvischenbeivl.lter und einer Ausgang«klappe 30, die am Boden des ZuiGchenbehälters angeordnet ist. Der innere Zylinder 28 irt derart- perforiert, daß aus den im iimci^en Zylinder angeordneten ^prühciüsen 27 Wasserstrahlen radial nach außen auf den glülicnderi Koks gerichtet werden können. Außerdem dienen die im inneren Zylinder 28 vorgesehenen Perforationen dazu, daß der vrhrend des Ablöschens gebildetet Dampf radial nach innen in das Innere dieses Innenzylinders eintreten und von dort in das Danpf-Auslafirohr 51 ßelarigen kann. Die Beschi ckungsklappe 1?» die Austragsklappe 50 und die Austragskiappe 19 sind verschv/enkbar gelagert und mit Hydraulikeinrichtungen 32 versehen, die Fernbetätigung c.er genannten Einrichtungen gewährleisten. Alle Ventile sind mit Antriebseinrichtungcn versehen, um deren Fernbetätigung ?.n ermöglichen. Die Beschickung^klappe 17 und die Austragski appe sind mit Dichtungen versehen, um ein Austreten von Dampf durch die genannten Klappen zu verhindern, wenn sich dieselben in ihrer geschlossene;.! Betriebsstellung befinden.

Der während des Ablöschens des glühenden Kokses gebildete Γ füllt das Druckgefäß und verursacht einen Druclcrnfstieg. Die Drücke oberhalb und unterhalb des Zwischenbehälters werden πit Hilfe eines Ausgleiciisroh.roκ 33 ausgeglichen. Dan hat zur Folge, daß kein Dampf durch die Auctragslclappe 30 verlorengeht und dyß es nicht, nötig ist, die IQe.ppe zvecks Verhinderung von Dsuipf-Verlusten abzudichten. Hat der Dampfdruck die angestrebte Höhe erreicht, so wird das Dampf-Auslaßventil 23 geöffnet, was zur Folge hat, daß der Dampf durch die Dampf- Austragsleitung 3^ entweicht und seiner Verwendung zugeführt werden kann. Auf seinem Weg vom Dampf-Auslaßrohr 31 zur Dampf-Auntragsleitung 3'+ gelangt der Dampf durch den hochwirksatnen Zykj°n 35 der den Großteil von Feststoffteilchen aus dem Dampf entfernt.

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Alle Sprühtropfeben, dio in den inneren Zylinder 28 mitgerissen worden sind, fallen auf den Boden dieses Zylinders. Ein Abzugsventil 22 öffnet sich automatisch wenn der Wasserspiegel am Boden dieses Zylinders ansteigt, wodurch das Watser zurück in das Behältnis 25 geführt wird.

Ist der Koks durch das Ablöschen auf die angestrebte Temperatur abgekühlt worden, so wird, die Pumpe 24 abgestellt, wodurch der Ablöschvorgong und die Entwicklung von Dampf unterbrochen werden. Sodann werden, das Dampf-Austragsventil 2.⁷; geschlossen und das Dompf-Entlüftungsventil 20 geöffnet, wodurch der Druck im Druckgefäß 16 abgebaut wird. Ist der Druck auf etwa Atmosphärendruck gefallen, so v/erden die Be Schickung ski appe 17 und Austragskl&ppe 19 geöffnet. Als nächstes wird die Austragskiappe 30 geöffnet, so daß der abgelöschte Koks durch einen Trichter 36 auf eine Austragseinrichtung 44 fallen und von dort auf einen Austragsförderer 37 gelangen kann. Nachdem der Koks vollständig aus dem Druckgefäß entfernt ist, werden die Wasserventile 38 und 39 für eine vorbestimrate Zeitdauer geöffnet, so daß Wasserstrahlen gegen die Dichtflächen der Beschickungsklappe 17 und der Austragskiappe

19 sowie gegen die zusammenwirkenden Dichtungseinrichtungen der genannten Klappen gerichtet werden. Die Aufgabe dieser Sprühstrahlen besteht im Reinigen der genannten Oberflächen zwecks Gewährleistung dcmpfdichter Berührungsstellen bei geschlossenen Klappen. Während dieses Reinigungsvorganges wird das Staubventil 21 für eine vorbestimmte Zeitdauer geöffnet, damit der aus dew Zyklon 35 herabfallende Staub in das Behältnis 25 gelangen kann. Dieses Behältnis wird periodisch von Staubansammlungen gereinigt. Venn diese Reinigung vollende ist, werden die Austragski appe 19, die Austragsklappe 30, das Dampf-Lüftungsvent.il

20 sowie das Staubventil 21 geschlossen. Das Druckgefäß ist nunmehr für den nächsten, wie vorstehend beschrieben ablaufenden LöschVorgang bereit.

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Das Behältnis 25 dient sum Bereithalten von V/asser zum Loschen des Koksec Der Wasserspiegel wird automatisch durch Zufuhr von Wasser über eine Leitung 40 und ein Wassercpiegel-Steuerventil 41 aufrechterhalten. Während der Dampferzeugung sinkt der Wasserspiegel im Behältnis, worauf sich das Ventil zwecks Ausgleich der verbrauchten Wassermenge öffnet. In spezieller Weise behandeltes oder aufbereitetes Wasser ist nicht erforderlich, weil das Wasser keine V/ärmetauscheroberf lachen durchströmt und im Wasser enthaltene Verunreinigungen nicht schädliche Wirkungen zeigen können.

Das Druckgefäß 16 ist mit einer feuerfesten Auskleidung 42 versehen. Mittels dieser feuerfesten Auskleidung ist das Druckgefäß vor der Wärme und vor der abrasiven Wirkung des glühenden Kokses geschützt und wird der Wärmeverlust aus dem Druckgefäß auf einem Minimum gehalten.

Der Kokslösch-Dampfgenerator ist in einer Konstruktion 43 untergebracht, die den Kran 12 trägt. Es ist leicht einzusehen, daß die in einem einzigen Kokslösch-Dampferzeuger hergestellte Dampfmenge zyklischen Schwankungen unterliegt, da während derjenigen Zeitdauer, zu welcher den Sprühdüsen 27 kein Wasser zugeführt wird, und wenn kein Überdruck im Druckgefäß 16 herrscht, keine Dampferzeugung erfolgt. Bei bestimmten Anwendungszwecken kann dieses toleriert werden. Wo Schwankungen der erzeugten Danpfmenge jedoch nicht hingenommen werden können, können zwei oder mehr Dampferzeuger zusammen mit geeigneten Steuereinrichtungen für den Wasserdurchfluß und andere Verfahrenvariablen vorgesehen werden, um zu einer gleichmäßigen Dampferzeugung a\is verschiedenen Dampfgeneratoren zu gelangen. Unterschiedliche im Handel erhältliche Steuergeräte und Steuerinstrumente können ,-Je nach Wunsch und Eignung verwendet werden.

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Die Erfindung ist nicht aal" <3as dargestellte und beschriebene; Ausführungsbeispiel beschränkt, da die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe auch durch Abwandlungen der beschriebenen Ausführung sforin gelöst werden kann. So kann beispielsweise der hochwirksame Zyklon 30 durch eine andere Reinigungseinrichtung ersetzt werden, wie beispielsweise durch einen elektrostatischen Abscheider. Als Alternative zum Abzugsventil 22 kann-ein Kondore topf angeordnet werden. Als Alternative zu (Lev verschwenl:bart:n Beschickungsklappe 17 und der verschwenkbaren Austragrsklappe 19 können bside Klappen diirch verschiebliche Schließeinrichtungen ersetzt sein.

Innerhalb des Erfindungsgedankens sind dem Fachmann mannigfaltige Abwandlungen und an spezielle Gegebenheiten angepaßte Modifikationen möglich.

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Claims (1)

1. Pat entansprüche

   1. Verfahren, zum Ablöschen von glühende τα Koks und zur Ei'zeugung von Dampf bei Überdruck, dadurch gekennzeichnet , daß

   (a) der Koks in die Spitze eines vertikal angeordneten Druckgefäßes eingeführt wird, um daß Gefäß mit einer ortsfesten Kckscharga im wesentlichen zu füllen,

   (b) das Druckgefäß ausreichend abgedichtet wird, um Übe rdru ck-Damp f e in zu s ch1i e ß c η,

   (c) das Wasser nach außen in die Koks:charge hine ir.'gesprüht wird, was durch eine Vielzahl von Düsen erfolgt, die innerhalb der Kokscharge und von dieser umgeben angeordnet sind,um so den Koks direkt abzulöschen und um Dampf zu erzeugen,

   (d) ein Auslaßventil geöffnet wird, wenn der Dampf ein vorbestinrates Überdruckniver.u erreicht hat una durch dieser, Ventil Uberaruck-Danpf abgeführt wird,

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   ORIGINAL INSPECTED

   (e) dann, vionr. de j? abgelöschte Koks auf eine vorbe-Eitiieiafce Temperatur tibsekiili.lt ist, vier Spriihvorgang beendet, dan D.-^ipf-Austrittsventil geschlossen und ein Dair.pf-Lüftungsventil geöffnet wii^d, um den Druck ia Gefäß abzubauen, und daß

   (f) die Kokscharge durch den Boden des Gefäßes aufgetragen wird, nachdem der Druck im Gefäß auf etwa Atmosphärend ruck vermindert iat.

   2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß vrährend der Verfaiire.nsstufe (c) V/asser aus einer Vielzahl von vertikal angeordneten Düsen durch einen perforierten inneren Zylinder gesprüht wird, der innerhalb der Kokscharge angeordnet ist, und daß der beim Löschen des Kekses gebildetet unter Überdruck stehende Dampf radial nach innen in das Innere des Innenzylinders eintritt und von dort in eine Daiipf-Auslaßleitung gelangt, die mit dem Dampf-Au st rag r>ventil verbunden ist.

   3. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß die Eokscharge während des Ablöschens auf einem Zwischenbehälter gehalten wird, der oberhalb des Gefäßbodens angeordnet ist, und daß der Druck im Gefäß oberhalb und unterhalb des Zwischengefäßes ausgeglichen wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß Feststoffteilchen aus dem Überdruck-Dampf entfernt werden, nachdem der Dampf aus dem Gefäß ausgetragen worden ist.

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   I). Verfahren räch Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß alle In den Innenzylinder mitgerissenem Sprühtröpfchen vom Boden dec inneren Zylinders niii> Hilfe eines Abzugsventil::·· abgezogen werden, wobei das Abzugsventil automatisch, dann geöffnet wird. v/enn der Wasserspiegel im Boden des inneren Zylinders auf ein vorbestimmten Niveau steigt.

   6. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß eine Viol/ahl von Druckgefäßen vyrv.endet wird und diese DruckgjiüPe in einander überlappenden Zyklen betrieben werde./*, um &o eine im wesentlichen gleichförmige Hengn Uberdruck-Da?:..^ zu erzeugen.

   7. Vorrichtung zum Erzeugen von Überdruck-Dampf beim Ablöschen von Koks, gekennzeichnet durch

   (a) ein vertikal angeordnetes Drxickgefäß (16) Bit einer Beschickungsklappe (17) an seiner Spitze zum Einbringen von glühendem Koks und einer Austragskiappe (30) an seinem Boden zum Austragen des gelöschten Kokses,

   (b) Einrichtungen zum hinreichenden Abdichten zwecks Einschließung des Dampfes auf über.Atmosphärendruck 1legendem Druck,

   (c) eine Vielzahl von zentral innerhalb des Gefäiios angeordneten Sprühdiisrm (27), mit deren Hilfe V/asser radial nach außer, in den im Gefäß enthaltenen Koks sprühbsr ist,

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   (d) eine sich vom Inneren des Gefäßes zur Außenseite des Gefäßes erstreckende Dampf-Auslaßleitung (31) sowie ein in dieser Leitung angeordnetes Dampf-Austragsventil (25), mit dessen Hilfe die Austragleitung geöffnet und Dampf aus dem Gefäß abgezogen v/erden kann, wenn der Dampf ein vorbestimmtes Uberdurck-Nive&u erreicht hat,

   (e) ein Dampf-Entlüftungsventil (20) zum Abbau des Druckes in dem Gefäß nachdem der im Gefäß enthaltene Koks abgelöscht uorden ist.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Vielzahl von Sprühdüsen (27) eine Vielzahl von vertikal angeordneten Düsen aufweist, daß ein die Düsen umringender perforierter innerer Zylinder (28) innerhalb des Gefäßes (16) vorgesehen ist, um einen Kontakt zwischen den Düsen und dem im Gefäß enthaltenen Koks zu verhindern, und daß sich die Dampf-Auslaßleitung (31) aus dem Inneren des Innenzylinders erstreckt.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet • durch einen innerhalb des Gefäßes (16) und oberhalb der Austragsklappe (60) angeordneten Zwischenbehälter (29) zum Halten des im Gefäß enthaltenen Kokses außer Kontakt mit der Austragsklappe und durch eine Einrichtung (33) zum Ausgleichen des Drucks im Gefäß oberhalb und unterhalb des Zwischengefäßes.

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   10." Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Vielzahl von Wassersprüheinrichtungen (38,39) zum Reinigen der Einrichtungen, die zum Abdichten der Beschickungsklappe (19) und der Austragsklappe (30) dienen.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (35) zum Entfernen von Feststoffteilchen aus dem aus dem Gefäß (16) ausgetragenen Überdruck-Dampf.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Abzugsventil (22) sowie durch eine Einrichtung zum automatischen öffnen dieses Abzugsventils sobald der Wasserspiegel am Boden des inneren Zylinders (28) auf eine vorbestimmte Höhe steigt.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet , daß eine Vielzahl von Druck ·- gefäßen (16) sowie von Einrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Gefäße in überlappendem Betrieb betätigbar sind, um eine im wesentlichen gleichmäßige Erzeugung von Überdruck-Dampf zu erzielen.

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