DE1146602B

DE1146602B - Periodisch betriebener, mit einer Waerme-speichereinrichtung versehener, elektrisch beheizter Wasserdampferzeuger

Info

Publication number: DE1146602B
Application number: DEF32199A
Authority: DE
Inventors: Klaus Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-09-26
Filing date: 1960-09-26
Publication date: 1963-04-04

Description

Periodisch betriebener, mit einer Wärmespeichereinrichtung versehener, elektrisch beheizter Wasserdampferzeuger Die Erfindung betrifft einen elektrisch beheizten, periodisch betriebenen, mit einer Wärmespeichereinrichtung versehenen Wasserdampferzeuger, bei dem das Wasser in geregelter Menge in einen Kessel eingespritzt wird.
Es sind Vorrichtungen zur Erzeugung von Dampf mittels Elektrizität bekannt, bei denen während der Zeit des Nachstromes Wärme aufgespeichert und mit Hilfe dieser Wärme zu beliebigen Tageszeiten Dampf erzeugt wird. Es ist weiterhin bekannt, Wasser in Tropfenform auf erhitzte Flächen zu führen, an denen die Verdampfung stattfindet, was auch in der Weise geschehen kann, daß durch eine Düse zerstäubte Flüssigkeit gegen hocherhitzte Metallwiderstände gespritzt wird. Außerdem ist bekannt, in einem Dampferzeuger eine sofortige Dampferzeugung dadurch herbeizuführen, daß das Wasser durch eine Düse in einen beheizten Raum eingespritzt wird, wobei eine Regelung der Wasserzuführung durch den erzeugten Dampf selbst vorgenommen wird.
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß bei einem oben beschriebenen, periodisch betriebenen Wasserdampferzeuger dem vertikal angeordneten, mit wärmeleitendem Material locker ausgefüllten, von einem Mantel aus wärmespeicherndem Material eingehüllten Kessel Wasser von oben her in einer, Menge zugeführt wird, die ohne Überschreitung eies eingestellten Dampfdrucks bzw. einer eingestellten Temperatur auch am Ende der Periode bei großer Eindringtiefe in das wärmeleitende Material des Kessels weitgehend verdampft, wobei die elektrischen Heizkörper in dem den Kessel umhüllenden Mantel eingebettet sind.
Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß während der Entnahmeperiode die eingespritzte Flüssigkeit von oben nach unten infolge der zusätzlich wirksam werdenden aufgespeicherten Wärme verdampft, so daß also im Anfang der Entnahmeperiode das eingespritzte Wasser nicht so tief in den Kessel eindringt und erst im Laufe des Betriebes gegen Ende der Entnahmeperiode nach unten in den Kessel gelangt und dort verdampft wird.
Als Speichermittel werden insbesondere Stoffe verwendet, die einerseits eine gute Speicherfähigkeit, andererseits eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzen. Diese Massen können aus Kombinationen wie z. B. einem Gemisch aus Magnesit und Eisenerz oder aus Hochofenzement und Eisenspänen gebildet sein.
Der erfindungsgemäße Wasserdampferzeuger eignet sich insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einer Warmwasserheizung, indem der erzeugte Wasserdampf seine Wärme beispielsweise über einen-Wärmeaustauscher an eine durch die Warmwasserheizanlage umlaufende Wassermenge abgibt, wobei der Wasserdampf nach Abgabe seiner Wärme und nach Kondensation im Kreislauf wieder zur Verdampfung in den Speicher zurückgeleitet werden kann. Dabei zeigt sich der Vorteil, daß die durch den Dampferzeuger und einen Wasservorratsbehälter umzuwälzende Wassermenge einschließlich des Vorrates in Zusammenhang mit dem gewählten Druck so gering gehalten werden kann, daß die Anlage frei von der sonst vorgeschriebenen Konzessionspflicht wird.
Eine beispielhafte Anlage zur Ausführung des erfindungsgemäßen Wasserdampferzeugers ist schematisch in der Zeichnung dargestellt.
Der Dampfkessel 1 ist in einem Mantel 2 aus einer Masse, die ausdehnungsfähig, gut wärmeleitend, aber nicht elektrisch leitend ist, eingebettet. In dieser Masse liegen die elektrischen Heizkörper 3. Dieser Mantel ist wiederum von einem weiteren Mantel 4 umhüllt, der aus einem wärmespeichernden Material aufgebaut ist. Schließlich ist diese Einrichtung als Ganzes noch mit einer Isolierschicht 5 umgeben.
Der Dampfkessel l ist mit einer locker geschütteten, wärmeleitenden Masse 9 ausgefüllt. Es können dazu Drehspäne, Stahlwolle, Magnesitbrocken und andere Massen verwendet werden. In den Kessel t mündet eine Wasserleitung 6 mit einem Verteiler 7, und aus ihm heraus führt die Dampfleitung B. Das Speisewasser fließt aus einem Behälter 10, wenn dieser in entsprechender Höhe angeordnet ist, vermöge der statischen Druckhöhe dem Kessel zu, oder es wird bei anderer Lage des Behälters 10 mittels einer Pumpe 11 eingedrückt. Der im Kessel 1 erzeugte Dampf dient bei diesem Beispiel zur Erwärmung von Wasser für eine Heizungsanlage. Er wird durch einen Wärmeaustauscher 12 geleitet, gibt hier seine Wärme an das durch den Austauscher und die Heizkörper 13 umlaufende Wasser ab und fließt nach Kondensation in den Behälter 10 zurück. Es besteht demnach ein Kreislauf durch den Wasserbehälter 10, den Kessel 1 und den Wärmeaustauscher 12. Eine etwaige Speisewasserergänzung kann durch eine Speiseleitung 14 vorgenommen werden.
Erfindungsgemäß wird nun die dem-Kessel 1 zufließende Wassermenge so eingestellt, daß sie jeweils restlos verdampft, ohne daß in dem Kessel 1 ein Wasserüberschuß verbleibt. Um sich hier etwa bei Beginn oder Ende der Heizperiode ansammelndes Wasser mitzuverdampfen, können am Boden des Kessels Heizpatronen 15 eingebaut werden, die weiterhin auch eine schnelle Heizbereitschaft unterstützen können.
Der Zufluß des Wassers in den Kessel wird durch einen Regler 16 gesteuert, und zwar entweder von dem Druck des im Kessel 1 erzeugten Dampfes oder von der Temperatur des Heizungswassers oder von einer sonstigen Beeinflussungsstelle. Der gewünschte Druck des in dem Kessel 1 erzeugten Dampfes kann durch ein Manometer 17 gemessen und durch einen Regler 16 eingestellt und gesteuert werden.
Der in dem Kessel 1 erzeugte Dampf kann selbstverständlich auch unmittelbar verwendet werden, sei es für Heizungs-, Kraft- oder sonstige Zwecke. In diesem Fall setzt die Speisewasserleitung 14 ein, die für entsprechende Wasserzufuhr sorgt.
Weitere Apparaturen, die in Zusammenhang mit dem beschriebenen Verfahren zweckdienlich, aber allgemein gebräuchlich sind, seien hier nur erwähnt, wie ein Sicherheitsventil 18 in der vom Kessel zum Wärmeaustaucher führenden Dampfleitung oder eine Pumpe 19, die den Umlauf des Heizungswassers für die Heizungsanlagen 13 besorgt.
Bei Anfahren der Anlage führt man zweckmäßigerweise mehr Wasser zu und läßt den überschüssigen Dampfdruck und dazu die Luft durch Ventil 18 an der Apparatur so lange ausblasen, bis der gewünschte Dampfdruck erreicht ist. Dadurch wird die Luft entfernt, der Wärmeübergang verbessert und nach Erkalten der Apparatur ein Vakuum erzeugt, das eine spätere Wiederinbetriebnahme erleichtert und die Wärmeübertragung verstärkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Periodisch betriebener, mit einer Wärmespeichereinri.chtung versehener, elektrisch beheizter Wasserdampferzeuger, bei dem das Wasser in geregelter Menge in einen Kessel eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem vertikal angeordneten, mit wärmeleitendem Material locker ausgefüllten, von einem Mantel aus wärmespeicherndem Material eingehüllten Kessel Wasser von oben her in einer Menge zugeführt wird, die ohne überschreitung eines eingestellten Dampfdrucks bzw. einer eingestellten Temperatur auch am Ende der Periode bei großer Eindringtiefe in das wärmeleitende Material des Kessels weitgehend verdampft, wobei die elektrischen Heizkörper in dem den Kessel umhüllenden Mantel eingebettet sind.
2. Wasserdampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kessel etwa am Boden zusätzlich Heizkörper eingesetzt sind.
3. Wasserdampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Speichermittel ein Gemisch von vorzugsweise wärmespeicherfähigen und vorzugsweise wärmeleitenden Stoffen, wie z. B. -Magnesit und Eisenerz oder Hochofenzement und Eisenspäne, dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 241316, 410 774, 862 810, 944 389; Deutsche Auslegeschrift Nr. 1085 621; österreichische Patentschrift Nr. 2093.