DE7119930U - Mit einer Heißflüssigkeit beheizter Dampferzeuger - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-PHYS. DR. J. FRlCKE. DR.-INQ. R. DÖRING

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Otto Thiele KG, 3l8l Reisiingen, Hauptstr. 23

"Mit einer Heißflüssigkeit beheizter Dampferzeuger"

Die Erfindung betrifft einen mit einer Heißflüssigkeit, vorzugsweise Heißwasser, beheizten Dampferzeuger mit einem im Gegenstrom von der Heißflüssigkeit und dem erzeugten Dampf durchflossenen Behälter, welcher für den erzeugten Dampf Heizrohre aufweist, die austrittsseitig in einem mit der Dampfabführungsleitung verbundenen Sammelraum ausmünden.

Es.sind vorgenannte Dampferzeuger bekanntgeworden, bei denen in dem Durchflußbehälter für die Heißflüssigkeit ein Vorlaufbehälter angeordnet ist, welcher eine bestimmte Menge des zu verdampfenden Mediums aufnimmt, welches nach der Verdampfung durch die angeschlossenen Dampfrohre der Dampfabfuhrungsleitung zugeführt wird. Dabei wird das verdampfte Medium in den Rohren 'durch die Gegenstromführung zu der Heißflüssigkeit so weit erhitzt, daß sich ein relativ trockener Dampf ergibt.

Die bekannten Dampferzeuger werden vielfach in Klimaanlagen -^? verwendet, um bei der Klimatisierung von Räumen gleichzeitig

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die erforderliche Luftfeuchtigkeit einzustellen und aufrechtzuerhalten. In vielen Fällen ist es erforderlich, insbesondere
in Betriebsräumen für senr feinfühlig arbeitende Einrichtungen
die Schwankungen der Luftfeuchtigkeit in sehr engen Grenzen zu

halten.

Die bekannten Dampferzeuger der eingangs beschriebenen Art
arbeiten im Hinblick auf den aufzuheizenden Vorrat des zu verdampfenden Mediums und des Wärmeinhaltes des aufheizenden Mediums mit einer Zeitverzögerung beim Anfahren und mit einer Nachheizung und damit über den AbsehaltZeitpunkt hinausgehenden

i Dampferzeugung. Infolge dieser Schwankungen und ZeitverSchie- i

bungen der Dampferzeugung bzw. der Unterbindung der Dampferzeu- ! gung gegenüber den Ein- und Ausschaltzeitpunkten für die In-
und Außerbetriebsetzung der bekannten Dampferzeuger ergeben
sich zwangläufig Schwankungen der Luftfeuchtigkeit bei Klima- ! anlagen, wenn der Dampferzeuger durch Fühleinrichtungen für die !

j relative Luftfeuchtigkeit gesteuert wird. I

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, einen mit einer Heiß- j flüssigkeit beheizten Dampferzeuger d"e~r~"eing"angs_bes_chriebenen

Art so auszubilden, daß er nahezu trägheitslos arbeitet und j

sehr feinfühlig einstellbar ist. i

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Zur Lösung vorstehender Aufgabe kennzeichnet sich der einlei- j

tend näher beschriebene Dampferzeuger erfindungsgemäß' dadurch, j

daß die Dampfrohre eintrittsseitig an einer im Heißflüssigkeits-j

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behälter angeordneten geschlossenen Sprühkammer angeschlossen sind welche eine Sprühdüse für das zu verdampfende Medium aufweist.

Bei dieser Ausführung des Dampferzeugers kann die Sprühdüse über wenigstens ein Steuerventil mit der Speiseleitung für das zu verdampfende Medium verbunden werden, so daß die Zuführung des zu verdampfenden Mediums über die Sprühdüse erfolgt. Man erreicht durch die Anordnung der Sprühdüse und ihre Verbindung mit der Spei seleitung, daß nur dann die Dampferzeugung wirksam ist, wenn die Sprühdüse durch Betätigung des ihr vorgeordneten Steuerventiles mit dem zu verdampfenden Medium beaufschlagt wird. Dabei erfolgt in der Sprühkammer unverzüglich die Dampferzeugung, so daß der . Dampf in den sich anschließenden Dampfrohren^einer überführung in die Sammelkammer weiter erhitzt und dabei getrocknet wird, ehe er über die Dampfabführungsleitung aus dem Dampferzeuger austritt.

Bie beschriebene Art der Dampferzeugung in dem Gegenetrombehälter erfolgt nahezu trägheitsfrei, wenn das Steuerventil in der Speiseleitung für das. zu verdampfende Medium geöffnet wird, und es wird die Dampferzeugung sehr kurzfristig eingestellt, wenn das Steuerventil geschlossen wird, '

Erfahrungen haben gezeigt, daß bei Verwendung des neuen Dampferzeugers in Klimaanlagen die Schwankungen der relativen Luftfeuchtigkeit praktisch völlig vermieden werden können.

Durch das Steuerventil kann die Menge des zugeführten zu verdampfenden Mediums feinfühlig geregelt werden. Man hat es weiter durch die Vor lauf temperatur der Heizflüssigkeit in der Hand, die;

Endteniperatur des Dampfes einzustellen. Infolge der kontinuier- : liehen Durchströmung des als Wärmeaustauscher arbeitenden Be- ! Jiältsrs alt der Heizflüssigkeit lassen aioh sehr kurzfristig und!

feinfühlig die Endtemperaturen des Dampfes einstellen.

Die neue Ausführung des Dampferzeugers hat den weiteren Vorteil, daß er an bestehende Heißwasserversorgungen bzw. an die Speisewasserkessel von Heizanlagen angeschlossen werden kann, so daß eine zusätzliche Energiequelle, wie sie beispielsweise bei Verwendung elektrisch beheizter Verdampfer oder mit Brenner betriebener Verdampfer erforderlich ist, in Fortfall kommen kann.

Der neue Dampferzeuger läßt sich auch dort mit Vorteil einsetzen*, wo kurzfristig, beispielsweise für Arbeitsvorgänge, geringe Dampfmengen benötigt werden, die durch entsprecherde Ausbildung J von Ausströmvorrichtungen dadurch geregelt werden kennen, daß dem Dampf Umgebungsluft zugegeben wird. Derartige Anwendungsfälle ergeben sich oftmals bei der Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen, die durch die Wärme- und Feuchtigkeits einwirkung in einen leichter verformbaren Zustand überführt werden können, ohne daß. eine Rißbildung befürchtet werden muß.

Bei einer vorteilhaften Ausführung des neuen Verdampfers ist vorgesehen, daß in der Speiseleitung für das zu Verdampfende Medium sowohl ein druckgesteuertes Ventil als auch ein Regelventil vorgesehen sind, welche mit Heß? und Regeleinrichtungen verbundeji sein können«

Γι3Χ' ::euü Dampferzeuger kann mit den unterschiedlichsten Heißflüssigkeiten betrieben werden, da diese Flüssigkeit mit dem zu erzeugenden Dampf nicht in Berührung kommt. Beispielsweise kann als Heißflüssigkeit sogenanntes Thermoöl verwendet werden, welches bereits in vielen Fabrikationsanlagen benutzt wird und welches über eine Heizeinrichtung auf die jeweils gewünschte Temperatur gebracht wird.

¹ Von besonderem Vorteil ist es jedoch, wenn bei bestehenden Heiß-

J wasserheizungen bzw. Heißwasseryersorgungsanlagen der Dampfer-

i zeuger mit Hsißwasser betrieben wird. In diesem Falle ist ledig-

' lieh eine Speiseleitung zu dem Eintrittsstutzen des als Aus-

I tauscher wirksamen Behälters zu verlegen, während der Rücklauf

j wieder in die Versorgungsanlage zurückgeführt wird.

t Eine besonders einfache Ausführung, insbesondere bezüglich ler

1 ;

j Einspeisung des zu verdampfenden Mediums, ergibt sich_s wenn ge-

! maß einer speziellen Ausbildung der Erfindung bei Heißwasser- ! beheizung des Dampferzeugers und bei gewünschter Wasserdampferzeugung - es können auch andere Medien als Wasser mit dem ι Dampferzeuger verdampft werden - die Speiseleitung für das zu I verdampfende Wasser unter Zwischenanordnung wenigstens eines Ventiles an die Rücklaufleitung des Heißwassers angeschlossen ist.

Da die Heißwasserversorgung ohnehin das Heißwasser unter eri
j höhtem Druck in die Versorgungsleitung einspeist, kann dieser

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Heißwassordruck für die Versprühung des Wassers in der Sprüh- !

kammer mit ausgenutzt werden. Da das Heißwasser für die Versor- J

kungsanlage bzw. für eine Heizungsanlage ohnehin aufbereitet : ist, kann eine unmittelbare Zuführung dieses Heißwassers zu der ; Sprühdüse erfolgen. Bei getrennter Einspeisung des zu ver- ; dampfenden Wassers, also unabhängig von der Heißwasserversor- , gung des Dampferzeugers, ist es erforderlich, das zu verdampfen-! de Wasser entsprechend aufzubereiten und ausreichend vorzuwär-

j men sowie unter einem bestimmten Druck der Sprühdüse zuzuführen.j

Um den neuen Dampferzeuger in Abhängigkeit von dem Dampfbedarf J

ι bzw. von der jeweiligen Menge des erzeugten Dampfes zu steuern ; und um Überdrücke zu vermeiden, ist in Weiterbildung der Erfin- ' dung vorgesehen, daß an die Dampfabführungsleitung eine Druck- ! meßeinrichtung angeschlossen ist, die zur Betätigung des druck- |

gesteuerten Ventiles in der Speiseleitung für das zu verdampfen-'

de Medium mit diesem verbunden ist. Die Druckmeßeinrichtung kannj dabei in Abhängigkeit von einstellbaren Minimal- und Maximaldrücken auf das druckgesteuerte Ventil in der Speiseeinrichtung einwirken.

Die beschriebene Ausführung des Dampferzeugers ist nicht nur für die Erzeugung von Wasserdampf geeignet, sondern es können hiermit auch andere Dämpfe aus flüssigen Medien erzeugt werden, ohne daß sich an der beschriebenen Arbeitsweise etwas ändert.

Die Zeichnung gibt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Er-

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findung wieder.

Die Zeichnung stellt einen Längsschnitt durch den neuen Dampferzeuger dar. Mit 1 ist der als Wärmeaustauscher wirksame Heißflüssigkeitsbehälter bezeichnet, welcher einen Eintrittsstutzen 2 für die Heißflüssigkeit und einen Austrittsstutzen 3 für den Rücklauf der Heißflüssigkeit aufweist. Der Zulaufstutzen 2 ist mit einer nur schematisch angedeuteten Zulaufleitung 4 verbunden, in welche ein Vorlaufventil 5 eingeschaltet ist« das in vorbestimmten Grenzen die Zuströmung der Heißflüssigkeit zu regeln gestattet.

Der Rücklauf der Heißflüssigkeit erfolgt durch die ebenfalls schematisch dargestellte Rücklaufleitung 6, in welcher ebenfalls ein einstellbares Ventil 7 angeordnet ist.

Im Inneren des Behälters 1 sind Dampfrohre 8 angeordnet, die ein Rohrbündel bilden, wobei die Dampfrohre δ in der Zeichnung von unten nach oben gesehen von dem erzeugten Dampf durchströmt werden. Die Dampfrohre 8 münden austrittsseitig in einen Dämpfsammelbehälter 9 innerhalb dts Heißflüssigkeitsbehälters 1, wobei der DampfsammeIbehälter mit einer Dampfabführungsleitung 10 verbunden ist. Die Dampfabführungsleitung 10 ist an ihrer Durchtrittsstelle durch die Wandung des Behälters 1 mit diesem dicht verbunden, vorzugsweise verschweißt.

Die Dampfrohre 8 sind anderendig, also mit ihren EintritteendenJ

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an eine Sprühkaminer 19 angeschlossen, die sich ebenfalls innerhalb des Heißflüssigkeitsbehälters 1 befindet, und zwar in Nähe des Austrittsstutzens für die Heißflüssigkeit. Die Sprühkammer 19 ist ausgerüstet mit einer Sprühdüse 11, an die sich eine Speiseleitung 12 für das zu verdampfende Medium anschließt.

Im Falle des Ausführungsbeispieles ist als Heißflüssigkeit Heiß-] wasser vorgesehen, welches z,B, eine Temperatur von 150 bis j 16O°C aufweisen kann. Der wiedergegebene Verdampfer dient zur Herstellung von Wasserdampf, wobei zur Vermeidung von Aufbereitungs- und Vorwärmeinrichtungen ein Teil des den Behälter 1 durchströmenden Heißwassers für die Verdampfung abgezweigt wird. Zu dieseir Zwecke ist an die Rücklaufleitung 6 des Heißwassers eine Abzweigleitung 13 angeschlossen, in welcher ein Regelventil Ik, ein Schmutzfänger 15 sowie ein druckgesteuertes Ventil 16 in Form eines Magnetventiles angeordnet sind. Das Magnetventil steht über eine Verbindungsleitung 17 mit einer Druckmeßeinrichtung 18 in Verbindung, welche den jeweiligen Dampfdruck in der Dampfabführungsleitung 10 mißt und in Abhängigkeit hiervon das Ventil 16 betätigt.

Der Behälter 1 wird von dem Heißwasser in Richtung der angedeuteten Pfeile durchflossen, so daß das Heißwasser im Gegenstrom zu dem Dampf geführt wird, welcher von dem Sprühraum 19· durch

die Dampfrohre 8 in den Sammelraum 9 und von dort in die Dampf- '·■ abführungsleitung 10 gelangt. Durch die Gegenstromführung er- | reicht man, daß der in der Sprühkammer 19 erzeugte Dampf durch j

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η Wärmeaustausch bis zum Erreichen der Dampfabführungsleitung laufend auf höhere Temperatur gebracht wird und bei einer etwa der Vorlauftemperatur des Heißwassers entsprechenden Temperatur· aus dem Verdampfer austritt. Durch die Wahl der Temperatur des Heißwassers erreicht man, daß eine Kondensatbildung in den Dampfrohren und auch in der Sprühkammer 19 vermieden wird.

Es ist offensichtlich, daß der neue Dampferzeuger bei Beaufschlagung der Sprühdüse 11 nahezu trägheitslos arbeitet und unmittelbar nach Zuführung-des zu verdampfenden Wassers die gewünschte Dampfmenge erzeugt, während bei Beendigung der Wasserzuführung zu der Sprühdüse 11 unverzüglich die Dampferzeugung eingestellt wird. Neben dieser nahezu trägheitslosen Arbeitsweise ermöglicht der neue Verdampfer auch eine sehr feinfühlige Regelung durch entsprechende Einstellung der je Zeiteinheit zugeführten Menge des zu verdampfenden Wassers, welches der Düse 11 zugeleitet wird»

Die Druckmeßeinrichtung 18 steuert in·. Abhängigkeit des Dampfdruckes in der Dampfabführungsleitung das Ventil 16, so daß der Dampferzeuger in Abhängigkeit dieser Druckmeßeinrichtung bei gleichzeitiger Vermeidung unzulässiger Überdrücke gesteuert wird.

Claims (1)

1. Schutzanspruch

   Mit einer Heißflüssigkeit, vorzugsweise Heißwasser, beheizter Dampferzeuger mit einem im Gegenstrom von der Heißflüssigkeit und dem erzeugten Dampf durchflossenen Behälter, welcher für den erzeugten Dampf Heizrohre aufweist, die austrittsseitig in einen mit der Dampfabführungsleitung verbundenen Sammelraum ausmünden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfrohre (8) eintrittsseitig an einer in Heißflüssigkeitsbehälter (1) angeordneten, geschlossenen Sprühkammer (19) angeschlossen sind; welche eine Sprühdüse (11) für das zu verdampfende Medium aufweist·

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