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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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In der Fertigung von Werkstücken und Metallteilen kommt es häufig zu verschiedenen Verschmutzungen der Oberfläche dieser während des Herstellungsprozesses, z.B. durch Fette. Die Oberfläche dieser Werkstücke und Metallteile muss daher im Anschluss zur Reinigung und Entfettung mit einem Reinigungsmedium behandelt werden. Die Reinigung erfolgt meist in Reinigungs- bzw. Entfettungsbädern. Bei diesen handelt es sich z.B. um Wasserbäder. Weiterhin kann die Reinigung in Lösungsmittelbädern und/oder über die Dampfphasenreinigung mit Lösungsmitteldampf erfolgen.
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In diesem Zusammenhang wird ausserdem auf die
DE 33 20 150 A1 hingewiesen, welche eine Wärmeübertragungseinrichtung offenbart. Sie besteht aus einer Kondensationskammer, welche horizontal längs eines beheizten Objektes angeordnet ist.
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Weiter wird der Vollständigkeit halber auf die
DE 36 44 364 A1 und die
WO 03/085345 A1 hingewiesen, welche jeweils eine Einrichtung zur Erwärmung von Fluiden in Speichertanks und Transportröhren offenbaren.
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Ein solches Verfahren für die Dampfphasenreinigung und die dazu gehörige Vorrichtung sind z.B. in der
DE 43 29 178 B4 zu finden. In diesen Bädern und Vorrichtungen wird das Lösungsmittel indirekt aufgeheizt und je nach Vorrichtungstyp zur Verdampfung gebracht. Das Aufheizen erfolgt indirekt, um die Gefahr einer Ex- oder Implosion des genutzten Lösungsmittels zu vermeiden. Meist wird hierfür Wasser, das sich in einem Rohr befindet, durch eine elektrische Heizpatrone erhitzt, welche ebenfalls im Inneren des Rohres angebracht ist. Das erhitzte Wasser gibt die gewonnene Wärmeenergie wiederum über die Rohrwand an das Lösungsmittel ab. Dadurch wird das Lösungsmittel aufgeheizt oder verdampft und kann für den weiteren Reinigungsprozess effektiver genutzt werden.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorrichtung zur Heizung eines Reinigungsmediums so weiter zu entwickeln, dass eine höhere Übertragung von Wärmeenergie von dem in der Heizvorrichtung geheizten Medium auf das Reinigungsmedium erfolgen kann, ohne die Sicherheit, die durch die bisherige indirekte Heizung gegeben ist, herabzusetzen. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, durch diese Steigerung des Wirkungsgrades Ressourcen zu schonen bzw. Energie einzusparen.
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Lösung der Aufgabe
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Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale des Anspruchs 1.
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In einem typischen Ausführungsbeispiel kommt eine erfindungsgemässe Vorrichtung in einer Entfettungs- und/oder Reinigungsanlage zum Einsatz. Insbesondere soll die Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung in Anlagen umfasst sein, die für die Oberflächenreinigung von Gegenständen, insbesondere Werkstücken, genutzt werden. Bei solchen Anlagen handelt es sich im Wesentlichen um Vorrichtungen, in denen die Reinigung der Gegenstände in der Dampfphase eines Reinigungsmediums erfolgt und/oder um Vorrichtungen, in denen die Reinigung in einem Bad aus einem Reinigungsmedium erfolgt. Bei dem Reinigungsmedium handelt es sich in Ausführungsbeispielen z.B. um Lösungsmittel, Wasser und/oder Wasser, das mit Zusätzen versetzt ist, die die Reinigung fördern.
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In bevorzugten Ausführungsbeispielen kommt die erfindungsgemässe Vorrichtung in Anlagen zum Einsatz, in welchen die zu reinigenden Teile in einem Wasserbad/Lösemittelbad, einer wässrigen oder Lösemittel haltigen Lösung und/oder einer Dampfphase des Wassers, der wässrigen oder Lösemittelhaltigen Lösung gereinigt und/oder entfettet werden. Durch „wässrige Lösung“ oder „Lösemittelhaltige Lösung“ wird dabei ein Gemisch beschrieben, welches aus Wasser und/oder Lösemittel und/oder einem reinigungsfördernden und/oder entfettungsfördernden Zusatz besteht und vorzugsweise in einer flüssigen Phase und/oder in der Dampfphase eine Reinigungswirkung erzielt.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist in einem typischen Ausführungsbeispiel als indirekte Heizquelle ausgebildet. Durch die Ausgestaltung der Vorrichtung als Indirekte Heizung kann ein direkter Kontakt einer Heizpatrone, die für die Wärmezufuhr zuständig ist, mit dem aufzuheizenden Medium vermieden werden.
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Weiterhin soll der Einsatz der erfindungsgemässen Vorrichtung in jeglicher Art von Heizung als Wärmetauscher vorliegend umfasst sein.
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Durch die Verwendung einer erfindungsgemässen Vorrichtung erfolgt eine indirekte Heizung des Reinigungsmediums, wodurch die Gefahr einer Ex- oder Implosion des Reinigungsmediums verhindert werden kann. Weiterhin kann durch die indirekte Heizung verhindert werden, dass sich Rückstände, die von den Oberflächen der gereinigten Gegenstände gelöst werden, auf der Heizpatrone absetzen und dadurch z.B. die Heizleistung vermindern, wodurch die Heizpatrone bei einer Wartung der Reinigungs- und/oder Entfettungsanlage leichter gereinigt werden kann, wobei insbesondere keine Rücksicht auf empfindliche Teile der Heizpatrone gelegt werden muss.
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In einem typischen Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung zum Heizen eines Reinigungsmediums in einer Entfettungs- und/oder Reinigungsanlage neben einem Aussenkörper, der von dem Reinigungsmedium umgeben wird, einen Innenkörper sowie eine Heizpatrone. In einem Ausführungsbeispiel sind der Aussenkörper und der Innenkörper als rohrförmige Körper ausgebildet, die einen runden, insbesondere kreisrunden Querschnitt aufweisen. In weiteren Ausführungsformen sind elliptische und/oder vieleckige Querschnittsformen der Aussenkörper und/oder Innenkörper möglich und daher vorliegend umfasst.
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Von der durch den Mittelpunkt der Vorrichtung gerichteten Längsachse ausgehend, ist der Innenkörper innerhalb des Aussenkörpers angeordnet. Dadurch entsteht zwischen der Innenseite/Innenwandung des Aussenkörpers und der Aussenseite/Aussenwandung des Innenkörpers ein Zwischenraum. Die Heizpatrone der Vorrichtung ist innerhalb des Innenkörpers angeordnet und befindet sich vorzugsweise, aber nicht zwingend, im Bereich der Längsachse der Vorrichtung. Der Innenraum des Innenkörpers sowie Teile des Zwischenraums, der von dem Aussenkörper und dem Innenkörper gebildet wird, sind teilweise mit einem Medium, vorzugsweise einem flüssigen Medium, gefüllt. Das flüssige Medium kann durch eine Wärmezufuhr zum Verdampfen gebracht werden, wobei die Wärme in einer erfindungsgemässen Vorrichtung über die Heizpatrone zugeführt wird. Bei dem Medium handelt es sich vorzugsweise um Wasser und/oder ein Gemisch aus Wasser und einem oder mehreren Zusätzen. Bei den Zusätzen kann es sich insbesondere um Stoffzusätze handeln, welche die Wärmeübertragungseigenschaften des Mediums vorteilhaft beeinflussen und/oder um Stoffzusätze die als Antinetzmittel und/oder Korrosionsschutzmittel eingebracht werden. Als Längsachse wird die Kante des Innenkörpers und/oder Aussenkörpers bezeichnet, welche eine längere Kante aufweist als die Kante, welche um 90° gekippt zu der Längsachse gegeben ist. Die Längsachse verläuft regelmässig im Wesentlichen parallel zu einem gedachten Untergrund.
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Vorzugsweise handelt es sich bei der Heizpatrone um eine elektrische Heizpatrone, welche elektrische Energie in Wärmeenergie wandelt. Die Heizpatrone befindet sich innerhalb des Innenkörpers im Wesentlichen unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche des Mediums. Durch die von der Heizpatrone erzeugte Wärme wird das Medium bis zur Verdampfung aufgeheizt. In einer weiteren Ausführungsform kann die Heizpatrone auch einen innenliegenden Brenner aufweisen, in dem zur Bereitstellung von Wärmeenergie ein brennbarer Stoff verbrannt wird.
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Der durch die Wärmezufuhr entstehende Dampf entweicht durch eine erste Durchflussbrücke im Innenkörper in den Zwischenraum, der von Aussenkörper und Innenkörper gebildet wird. Die erste Durchflussbrücke im Innenkörper fungiert somit als Auslass für den Dampf. In dem Zwischenraum gibt der Wasserdampf die Wärmeenergie an den Aussenkörper und dadurch an das, den Aussenkörper umgebende, Reinigungsmedium ab. Durch die Wärmeabgabe kondensiert der Dampf und sammelt sich im Zwischenraum.
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Die Begriffe Durchflussbrücke und Durchbruch werden im Rahmen der Erfindung synonym verwandt.
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In einem Ausführungsbeispiel strömt anschliessend das kondensierte Medium über eine andere Durchflussbrücke im Innenkörper wieder aus dem Zwischenraum in den Innenkörper ein. Die andere Durchflussbrücke im Innenkörper fungiert somit als Einlass für das kondensierte Medium. Sowohl die Durchflussbrücke zum Einströmen als auch die Durchflussbrücke zum Ausströmen des Mediums entsprechen im Anwendungsfall vorzugsweise Durchbrüchen. Deshalb ist durch die Erfindung auch die Nutzung einer Vielzahl von Durchbrüchen als Auslass und/oder die Nutzung einer Vielzahl von Durchbrüchen als Einlass vorliegend umfasst. Weiterhin soll anstelle der Durchbrüche auch der Einsatz von Matrixwerkstoffen, wie hochfesten, aber porösen Keramiken für die Durchflussbrücken vorliegend umfasst sein.
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In einem Ausführungsbeispiel befinden sich die Durchflussbrücken im Innenkörper auf im Wesentlichen gegenüberliegenden Seiten der Flüssigkeitsoberfläche des Mediums. Die erste Durchflussbrücke befindet sich dabei oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche des Mediums, das sich im Innenkörper befindet. Dadurch befindet sich die erste Durchflussbrücke in dem Bereich, in dem das Medium als Dampf, also gasförmig anzutreffen ist. Die andere Durchflussbrücke befindet sich vorzugsweise unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche des Mediums im Innenkörper und unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche des Mediums, das sich im Zwischenraum befindet.
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Zur Verbesserung der entstehenden Zirkulation ist die Durchflussbrücke, über die der Dampf aus dem Innenkörper in den Zwischenraum strömt, im Wesentlichen grösser oder durchlässiger als die Durchflussbrücke, durch die das Wasser wieder in den Innenkörper einströmt.
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In einem typischen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der ersten Durchflussbrücke, durch die der Dampf in den Zwischenraum entweicht, um einen schlitzförmigen Durchbruch, der sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Innenkörpers erstreckt. Weiterhin hat der Durchbruch, durch den der Dampf in den Zwischenraum aus dem Innenkörper strömt, einen vorzugsweise düsenförmigen Querschnitt. Dadurch kann der Wärmeübertrag, der vom Dampf auf den Aussenkörper erfolgt, durch eine höhere Prallgeschwindigkeit erhöht werden.
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Obwohl die erste Durchflussbrücke vorzugsweise schlitzförmig ausgebildet ist, sind durch die Erfindung auch jegliche andere Formen für die Ausbildung der ersten Durchflussbrücke abgedeckt. Weiterhin kann die erste Durchflussbrücke aus einer Vielzahl von Durchbrüchen bestehen. Der erste Durchbruch kann auch erfindungsgemäss ein einziger Durchbruch sein. Und zwar unabhängig davon, dass sie im Rahmen der Erfindung als erster Durchbruch bezeichnet wird.
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Bei der Kondensation von Dampf an einer kühleren Wand, die in der Vorrichtung der Innenseite/Innenwandung des Aussenkörpers entspricht, entsteht an technischen Flächen eine vollständige Benetzung und damit die sogenannte Filmkondensation. Der dadurch entstehende Wärmeübertrag ist höher als der von fliessendem Wasser bzw. fliessendem Medium. Dadurch kann der benötigte Energieeintrag, der zum Aufheizen des Reinigungsmediums benötigt wird, gesenkt werden.
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Eine noch höhere Wärmeübertragung kann durch die sogenannte Tröpfchenkondensation erreicht werden. Deshalb soll durch die vorliegende Erfindung auch der Einsatz von Antinetzmitteln, die dem Medium in der Vorrichtung zugefügt werden, vorliegend umfasst sein. Ebenso soll eine spezielle Oberflächenbeschichtung der Innenseite des Aussenkörpers, die die Filmkondensation verhindert, vorliegend umfasst sein. In diesem Zusammenhang kommen auch alle nach dem sog. Lotusblüten-Effekt arbeitenden Oberflächen in Frage.
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Weiterhin sind sowohl für den oder die Vielzahl der Durchbrüche, durch die das Medium einströmt, als auch für den oder die Vielzahl der Durchbrüche, durch die das Medium ausströmt, verschiedene Formgebungen der Öffnungen vorgesehen. Insbesondere schlitzförmige und kreisrunde Durchbrüche als Durchflussbrücken sind in einem Ausführungsbeispiel denkbar.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die erfindungsgemässe Vorrichtung nur einen ersten Durchbruch auf. Dieser befindet sich vorzugsweise in dem Bereich des Innenkörpers, in dem das Medium in der dampfförmigen Phase vorliegt. Durch diesen ersten Durchbruch kann das dampfförmige Medium auch in dieser Ausführungsform in den Zwischenraum der Vorrichtung strömen. Der erste Durchbruch kann auch erfindungsgemäss ein einziger Durchbruch sein.
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Und zwar unabhängig davon, dass sie im Rahmen der Erfindung als erster Durchbruch bezeichnet wird.
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In dem Zwischenraum kondensiert der Dampf anschliessend ebenfalls an der Innenseite/Innenwandung des Aussenkörpers und das Kondensat sammelt sich anschliessend vorzugsweise auf einer dem Untergrund zugewandten Seite in dem Zwischenraum.
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Das in dem Zwischenraum gesammelte Kondensat wird danach beispielsweise über eine Kondensatrücklaufpumpe und/oder über einen Auslass aus dem Zwischenraum herausgeleitet. Anschliessend kann das kondensierte Medium wieder zurück in den Innenraum des Innenkörpers geleitet und/oder gepumpt werden.
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Weiterhin kann auch Frischmedium und/oder aufbereitetes kondensiertes Medium an Stelle des kondensierten und herausgeleiteten Mediums in den Innenraum des Innenkörpers geleitet und/oder gepumpt werden. Das kondensierte Medium kann beispielsweise durch Frischmedium und/oder durch den Zusatz von neuem Antinetzmittel und/oder Korrosionsschutzmittel aufbereitet werden. Auch das Aufbereiten des Mediums durch Zusätze, die sich vorteilhaft auf die Wärmeübertragungseigenschaften des Mediums auswirken ist möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Innenkörper ebenfalls nur einen ersten Durchbruch auf. In diesem Ausführungsbeispiel wird das kondensierte Medium nicht aus dem Zwischenraum der Vorrichtung abgepumpt, sondern beginnt durch die von der Heizpatrone zugeführte Wärmeenergie erneut zu verdampfen. Die Wärmeenergie, die zur Verdampfung des kondensierten Mediums in dem Zwischenraum führt, wird dabei von der Heizpatrone auf das Medium im Innenraum des Innenkörpers und von diesem über den Innenkörper auf das kondensierte Medium im Zwischenraum übertragen. Dies führt dazu, dass das kondensierte Medium im Zwischenraum an einer Aussenseite/Aussenwandung des Innenkörpers so stark erhitzt wird, dass es erneut zu verdampfen beginnt.
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Auch eine Anordnung von zwei oder mehreren erfindungsgemässen Vorrichtungen, die dem Aufbau eines Rohrbündelwärmetauschers ähnlich ist, ist denkbar. Weiterhin soll auch jegliche sonstige Anordnung von mindestens zwei erfindungsgemässen Vorrichtungen vorliegend umfasst sein.
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Der Werkstoff für den Aussenkörper sollte gegenüber dem Reinigungsmedium, das den Aussenkörper umschliesst, und dem Medium, das sich innerhalb der Vorrichtung befindet, korrosionsresistent sein. Weiterhin sollte der Werkstoff eine möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Daher sind für den Aussenkörper insbesondere Metalle denkbar, die, falls nötig, einen zusätzlichen Korrosionsschutz aufweisen können.
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Der Werkstoff, der im Innenkörper zum Einsatz kommt, sollte vor allem eine möglichst hohe Korrosionsresistenz gegenüber dem Medium haben, das in der Vorrichtung zur Anwendung kommt. Hierfür sind ebenfalls Metalle denkbar, die, falls nötig, einen zusätzlichen Korrosionsschutz aufweisen können.
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Weiterhin kann durch die Änderung der Grösse des Innenkörpers und/oder Aussenkörpers die Grösse des Zwischenraums so angepasst werden, dass in einem möglichst grossen Volumen des Zwischenraums das angewandte Medium gasförmig vorliegt. Hierdurch kann die Effizienz der Wärmeübertragung gesteigert werden. Weiterhin kann über die Grösse bzw. Durchflussrate der Durchflussbrücken die Menge an ausströmendem Dampf und einströmendem flüssigen Medium in den Innenkörper angepasst werden. Dadurch kann die durch zugeführte Wärme entstehende Konvektion unterstützt werden.
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Über die Änderung der Heizleistung durch die Heizpatrone kann zudem Einfluss auf die Entstehungsgeschwindigkeit des Dampfs genommen werden. Hierüber kann die Menge an übertragener Wärme von der Vorrichtung auf das Reinigungsmedium bestimmt oder beeinflusst werden.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Figuren. Diese zeigen in
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässe Vorrichtung in einem Behälter zum Erhitzen eines Reinigungsmediums;
- 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach 1;
- 3 den Ausschnitt Y aus 2, der eine erste Durchflussbrücke zum Einströmen von Medium zeigt;
- 4 den Ausschnitt Z aus 2, der eine andere Durchflussbrücke zum Ausströmen von Dampf zeigt;
- 5 bis 7 einen Innenkörper der Vorrichtung mit verschiedenen Ausführungsformen der ersten Durchflussbrücke zum Ausströmen von Dampf;
- 8 bis 11 einen Schnitt durch die Horizontale eines Innenkörpers auf Höhe einer Längsachse L und damit eine Draufsicht auf verschiedene Ausführungsformen der anderen Durchflussbrücke zum Einströmen des flüssigen, zuvor kondensierten Mediums;
- 12 eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung nach 1; und
- 13 eine weitere Schnittdarstellung durch die Horizontale auf Höhe der Längsachse L des Innenkörpers der Ausführungsform nach 12.
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Ausführungsbeispiel
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1 zeigt schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1 zur Heizung und eine Längsachse L der Vorrichtung 1 in einem Behälter 2 für ein Reinigungsmedium.
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Bei diesem Behälter 2 kann es sich sowohl um einen Behälter 2 handeln, in dem ein Reinigungsmittelbad einer Anlage zur Oberflächenreinigung und/oder Entfettung durchgeführt wird, d.h. in dem Werkstücke zur Reinigung und/oder Entfettung in ein erhitztes Reinigungsmedium eingetaucht werden. Es kann sich jedoch auch um einen Behälter 2 handeln, in dem das Reinigungsmedium verdampft wird. Ein solcher Verdampfer kommt bspw. in einer Anlage zur Dampfphasenreinigung zum Einsatz. Allgemein ist auch die Verwendung einer Vorrichtung 1 zum Heizen als Wärmetauscher in jeglicher Art von Heizung möglich.
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2 zeigt einen Querschnitt senkrecht zur Längsachse L einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1 zur Heizung in einem Ausführungsbeispiel. Zu einem Reinigungsmedium hin schliesst die Vorrichtung 1 mit einer Aussenwandung 13 von einem Aussenkörper 3 ab. Dieser Aussenkörper 3 ist in 2 in einer Ausführungsform mit kreisrundem Querschnitt dargestellt. Von der senkrecht zur Zeichenebene stehenden Längsachse L ausgehend, die in diesem Fall im Mittelpunkt des Kreisquerschnitts des Aussenkörpers 3 liegt, befindet sich innerhalb des Aussenkörpers 3 ein Innenkörper 4. Der Innenkörper 4 weist in einem Ausführungsbeispiel ebenfalls einen runden, insbesondere kreisrunden, Querschnitt auf Der Innenkörper 4 und der Aussenkörper 3 bilden einen Zwischenraum 12. Dieser Zwischenraum 12 wird insbesondere durch eine Innenwandung 14 des Aussenkörpers 3 und eine Aussenwandung 15 des Innenkörpers 4 gebildet. Weiterhin zeigt 2, dass die Vorrichtung 1 teilweise mit einem Medium gefüllt ist. Bei dem Medium handelt es sich insbesondere um Wasser 8 oder ein Gemisch, das aus Wasser 8 und einem oder mehreren Zusatz/Zusätzen besteht. Vorteilhaft für eine erfindungsgemässe Vorrichtung ist ein Medium bereitzustellen, das durch Zuführen von Wärmeenergie zur Verdampfung gebracht werden kann.
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Innerhalb des Innenkörpers 4 befindet sich eine Heizpatrone 5. Die Heizpatrone 5 liegt im gezeigten Ausführungsbeispiel auf der Längsachse L. In weiteren Ausführungsbeispielen kann sich die Heizpatrone 5 an anderen Stellen innerhalb des Innenkörpers 4 befinden. Sie sollte jedoch dabei im Wesentlichen unterhalb einer Flüssigkeitsoberfläche 10, die sich im Innenkörper 4 einstellt, befinden. Vorzugsweise handelt es sich bei der Heizpatrone 5 um eine elektrische Heizpatrone. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die Heizpatrone 5 in den Innenkörper 4 integriert ist und/oder, dass die Heizpatrone 5 und der Innenkörper 4 einstückig ausgebildet sind.
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Weiterhin ist in 2 eine erste Durchflussbrücke in Form eines Durchbruchs 6 im Innenkörper 4 zum Entweichen von Dampf 9 in den Zwischenraum 12 gezeigt. 4 zeigt vergrössert den Ausschnitt Z aus 2. Darin ist eine Düsenform des ersten Durchbruchs 6 dargestellt.
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Weiterhin ist in 2 eine andere Durchflussbrücke in Form eines Durchbruchs 7 zum Einströmen von Wasser 8 in den Innenkörper 4 gezeigt. 3 zeigt vergrössert den Ausschnitt Y aus 2. Darin ist der andere Durchbruch 7, der sich im Wesentlichen auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Durchbruchs 6 befindet, dargestellt. Weiterhin ist in 2 dargestellt, dass der erste Durchbruch 6 zum Entweichen von Dampf 9 im Wesentlichen grösser als der zweite Durchbruch 7 zum Einströmen von Wasser 8 ist. Bei dem durch den anderen Durchbruch 7 einströmenden Wasser 8 handelt es sich um Kondensat 17, welches in dem Zwischenraum 12 durch das Kondensieren des Dampfes 9 entsteht.
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In den 5 bis 7 sind verschiedene Ausführungsformen der ersten Durchflussbrücke in Form des ersten Durchbruchs 6 im Innenkörper 4 sowie die Längsachse L dargestellt. 4 zeigt den ersten Durchbruch 6 in einer typischen Ausführungsform als Schlitz. Die 6 und 7 zeigen eine Vielzahl von Ausführungsformen des ersten Durchbruchs 6. Vorzugsweise wird in einem Ausführungsbeispiel der in 5 dargestellte erste Durchbruch 6 genutzt.
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Die 8 bis 11 zeigen die Draufsicht auf einen horizontalen Schnitt durch den Innenkörper 4 auf Höhe der Längsachse L. Dargestellt werden durch die 8 bis 11 verschiedene mögliche Ausführungsformen der Durchflussbrücke in Form des anderen Durchbruchs 7 zum Einströmen von Wasser 8 in den Innenkörper 4. Die 10 und 11 zeigen eine Vielzahl von Ausführungsformen des Durchbruchs 7 zum Einströmen von Wasser 8 in den Innenkörper 4. Vorzugsweise wird in einem Ausführungsbeispiel der in 8 dargestellte andere Durchbruch 7 genutzt.
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In 12 ist ein Querschnitt senkrecht zur Längsachse L einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1 dargestellt. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten Vorrichtung 1 weist diese lediglich einen ersten Durchbruch 6 auf und keinen anderen Durchbruch 7 (13). Das Kondensat 17 kann in diesem Fall beispielsweise über eine nicht dargestellte Kondensatrücklaufpumpe aus dem Zwischenraum herausgeleitet werden. Anschliessend kann das Kondensat und/oder frisches Wasser 8 wieder in den Innenraum des Innenkörpers 3 eingeleitet werden. Auch kann die Vorrichtung 1 in diesem Fall keinerlei Rückführmöglichkeit für das Kondensat 17 aufweisen, wodurch das Kondensat im Zwischenraum durch die Zuführung und Übertragung von Wärmeenergie zumindest teilweise erneut verdampft.
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Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
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In der in 2 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 1 wird durch Zuführung elektrischer Energie und Umwandlung dieser in der Heizpatrone 5 zu Wärmeenergie, das Wasser 8 im Innenkörper erhitzt. Dabei heizt die elektrische Heizpatrone 5 das Wasser 8 im Innenkörper 4 bis zur Verdampfung auf. Anschliessend strömt der Dampf 9 über den ersten Durchbruch 6 in den von Aussenkörper 3 und Innenkörper 4 gebildeten Zwischenraum 12. Dort gibt der Dampf 9 Wärmeenergie über den Aussenkörper 3 an das Reinigungsmedium ab, das den Aussenkörper 3 umgibt. Durch die Wärmeabgabe beginnt der Dampf 9 an der Innenwandung 14 des Aussenkörpers 3 zu kondensieren und sammelt sich im Zwischenraum 12. Anschliessend strömt das Wasser 8 über den anderen Durchbruch 7 zurück in den Innenkörper 4 und der Kreislauf beginnt von neuem.
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In der in 12 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 1 wird das Wasser 8 ebenfalls durch das Zuführen von Wärmeenergie über die Heizpatrone 5 zur Verdampfung gebracht. Der entstehende Dampf 9 strömt anschliessend über den ersten Durchbruch 6 in den Zwischenraum 12 in dem er durch die Wärmeabgabe über den Aussenkörper 3 an das Reinigungsmedium an der Innenwandung 14 des Aussenkörpers 3 zu kondensieren beginnt. Das Kondensat 17 sammelt sich anschliessend in dem Zwischenraum. Die Wärmeenergie, die von der Heizpatrone 5 auf das Wasser 8 und von diesem über den Innenkörper 4 auf das Kondensat 17 übertragen wird, lässt das Kondensat 17 anschliessend erneut verdampfen.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach 12 wird das Kondensat 17 aus dem Zwischenraum herausgeleitet, was beispielsweise über eine nicht dargestellte Kondensatrücklaufpumpe geschehen kann. Anschliessend wird das Kondensat 17 wieder in den Innenkörper 4 eingebracht, wobei die Möglichkeit besteht, dass Kondensat 17 zuvor aufzubereiten. Bei dem Kondensat 17, das sich im Zwischenraum 12 sammelt und anschliessend abgeleitet wird und/oder wieder verdampft und/oder wieder zurück in den Innenkörper 4 fliesst, handelt es sich um den kondensierten Dampf 9 und somit um Wasser 8 bzw. das Gemisch, das vorzugsweise aus Wasser 8 und einem oder mehreren Zusatz/Zusätzen besteht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zur Heizung
- 2
- Behälter
- 3
- Aussenkörper
- 4
- Innenkörper
- 5
- Heizpatrone
- 6
- Durchbruch zum Ausströmen von Medium
- 7
- Durchbruch zum Einströmen von Medium
- 8
- Wasser
- 9
- Dampf
- 10
- Flüssigkeitsoberfläche im Innenkörper
- 11
- Flüssigkeitsoberfläche im Aussenkörper
- 12
- Zwischenraum
- 13
- Aussenwandung Aussenkörper
- 14
- Innenwandung Aussenkörper
- 15
- Aussenwandung Innenkörper
- 16
- Innenwandung Innenkörper
- 17
- Kondensat
- L
- Längsachse
