CS272821B1 - Accumulation steam generation for baker's furnaces - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení k vyvíjení páry pro pekařské pece, tvořeného akumulátorem, parním prostorem, přívodem vody a odvodem páry.

Technologický proces pečení v pekařských pecích probíhá v jedné z prvých fází pečení po dobu 2 až 3 minut za vysoké relativní vlhkosti. V průběžných pekařských pecích procházejí těstové kusy postupně hydrotermickou zónou, ale u periodicky pracujících pecí je zapařována současně celá vsázka, což představuje krátkodobý strmý odběr páry. Pro výrobu zapařovací páry v pekařských pecích je známa řada zařízení. Jsou jimi litinové nebo ocelové žlábky, zabudované ve vyzdívce pecí, které využívají teplo akumulované vyzdívkou k odpaření vody. Nevýhodou těchto zařízení jsou deformace nebo praskání žlábků vlivem prudkých změn teplot při pomalém prostupu tepla z vyzdívky. U novějších typů pecí bez vyzdívek nelze tento způsob použít. Využívání zdroje páry z kotelen je rozšířeno, ale není výhodné pro nutnost provozu kotelen mimo topnou sezónu. Také použití samostatných výrobníků nízkotlaké páry není výhodné zvláště u periodických pecí pro nutný vysoký a strmý špičkový výkon. U průběžných pecí jsou dále známy zabudované plamencové kotle buď samostatné, nebo paralelně zapojené na rozvod pece, nebo výrobníky nízkotlaké páry s výměníky využívajícími citelné teplo spalin odcházejících z cyklotermických nebo supertermických pecí. Pro periodicky pracující pece jsou tato zařízení k přípravě zapařovací páry nevhodná pro časový rozdíl mezi potřebou· zapařovací páry a výskytem citelného tepla spalin. Dále je známo využití vysokotlakých kotlů, například Schmidtova kotle s možností akumulace tepla v přehřáté vodě, redukcí tlaku páry a dosycení, které je nevýhodné pro vysoké náklady na pořízení stejně jako agregace kotlů a teplojemů, například Ruthsových, buď rovnotlakých, nebo s tlakovým spádem, které pokrývají krátkodobé strmé výkyvy mezi výrobou a spotřebou páry. Nevýhodné jsou vysoké pevnostní nároky na konstrukci, složitost konstrukce kotlů, teplojemů i regulačního zařízení. Tyto nevýhody jsou zvláště zvýrazněny rozšiřováním a vývojem konstrukcí stabilních nebo mobilních elektricky vytápěných pecí. Dále jsou známé elektrické odporové nebo elektrodové vyvíječe páry. Na odporových topných tělesech se ve zvýšené míře usazuje kotelní kámen, což způsobuje přehřívání -těles a snižuje jejich životnost.

U vyvíječů s elektrodovými topnými tělesy dochází ke znečištování vyráběné páry elektrolytem, což se zvláště projevuje u stejnosměrně napájených elektrod, kdy do vyráběné páry přechází rovněž produkty elektrolýzy, což se zvláště nepříznivě projevuje u páry používané v potravinářských technologických procesech.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zařízení k vyvíjení páry pro pekařské pece, jehož podstatou je, že alespoň jeden tepelný akumulátor tvořený těsně uzavřeným pláštěm, uvnitř zcela nebo zčásti naplněným tepelně akumulačním médiem, je opatřen parním prostorem s přívodem napájecí vody a odvodem páry. Tepelně akumulačním médiem může být voda, která může obsahovat elektrolyt. Tepelný akumulátor je opatřen ohřívačem, kteiý může být dále opatřen alespcň jednou elektrodou, umístěnou uvnitř akumulátoru a tepelně izolačním pláštěm.

Zařízení k vyvíjení páry podle vynálezu přináší proti současnému stavu řadu . výhod. Jednoduchá kompaktní konstrukce umožňuje pokrytí vysokých krátkodobých a strmých odběrů technologické páry s minimálním trvalým příkonem energie. Velmi výrazné snížení teplosměnné plochy, u vyvíjeěů nízkotlaké páry i pevnostních nároků na konstrukci parního prostoru, a také výrazné snížení pevnostních nároků na konstrukci ohřívacího prostoru přináší proti současným zařízením velmi výrazné snížení nároků na materiál co do množství i jakosti. Kompaktní konstrukce výrazně zjednodušuje regulaci a umožňuje jednoduchým způsobem automatizaci výroby technologické páry s přesně stanoveným množstvím páry v jednotlivých pracovních cyklech. Umožňuje využití vlastního tepla pece, a to i umístěním vyvíječe nebo jeho části do vnitřního prostoru pece. Konstrukce umožňuje jednoduchou údržbu a čištění teplosměnných ploch, což přináší další výhodu ve snížení nároků na čistotu a úpravu napájecí vody. Další výhody přináší využití nových druhů energie. Použitím vody s těžkými izotopy vodíku /DgO/, elektrolyJf

CS 272 821 Bl 2 tu tvořeného hydroxidem lithným s těžkými izotopy vodíku /LiOD/ a elektrody tvořené nebo opatřené palladiem je možno využívat Fleischmann - Ponsova objevu při zachování bezpečnosti a hygieny provozu.

Na připojeném výkresu č. 1 je znázorněn vyvíječ páry pro pekařské pece v provedení se zdrojem vně tepelného akumulátoru a na výkresu č. 2 detail tepelného akumulátoru s elektrickým elektrodovým topným tělesem uvnitř.

Výrobník páry je složen z tepelného akumulátoru usazeného pomocí příruby 1,2 spodní částí v ohřívači 3, přičemž shora je na přírubě 23 připevněn parní dom 2. Tepelný akumulátor 2 je tvořen pláštěm 21 > opatřeným v jedné třetině shora přírubou 22, a který je ze dvou třetin naplněn tepelně akumulačním médiem 22. Ohřívač 3 sestává z pláště 22 ^s olejovou lázní 32. Vnitřek bhřívače 3 je pomocí potrubí 33 propojen s expanzní nádrží 34. Dále je opatřen elektrickým topným tělesem 35, odkalovacím ventilem 36 a termostatem 37. Parní dóm 2 je tvořen pláštěm 21 opatřeným vývodem 23 nízkotlaké páry 27 a lapačem 25 kapek a přívodem 24 napájecí vody 22 vyústěným nad tepelným akumulátorem 2· Akumulační vyvíječ páry je tepelně izolován tepelně izolujícím pláštěm 4.

Po zapojení ohřívá elektrické topné těleso 35 olejovou lázeň 32, která konvekci předá teplo tepelně akumulačnímu médiu 12 v tepelném akumulátoru 2, ve kterém se v závislosti na teplotě počne zvyšovat tlak a teplota varu tepelně skumulačního média

12. Po dosažení provozní teploty olejové lázně 32, vypne termostat 37 elektrické topné těleso 3j>. Podle provozního režimu periodické pekařské pece se přívodem 24 vpustí do parního dómu 2 dávka napájecí vody 22. Prvá část dávky napájecí vody 22 se na povrchu pláště 21 tepelného akumulátoru 2 odpaří, ochlazením pláště 21, parního dómu 2 přehřeje a dosytí zbytky kondenzátu v potrubí za vývodem 23· Po napuštění parního dómu 2 napájecí vodou. 22 se odpařuje mokrá pára 27, která je lapačem 2jj zbavená kapek, a odchází vývodem 23. Odpařováním napájecí vody 22 je ochlazován pláší 22 tepelného akumulátoru 2» na jehož vnitřním povrchu počne kondenzovat odpařená část tepelně akumulačního média 22 za současného snižování teploty, tlaku a teploty bodu varu tepelně akumulač ního média 22· Po snížení teploty tepelně akumulačního média 22 ^a pláště 21 tepelného akumulátoru 1 se ochlazuje olejová lázeň 32 a po dosažení nastavené spodní hranice provozní teploty zapojí termostat 37 elektrické topné těleso 35· Přebytek napájecí vody 22 J^e odkalen ventilem 26.

Olejová lázeň 32 ⁰ elektrické topné těleso 35 může být nahrazena jiným zdrojem, například odpadními spalinami pece, vnitřním ovzduším pece, popřípadě je možno umístit topné těleso 35 dovnitř akumulátoru 2· Tepelně akumulačním médiem 22 Ú^e voda. Zařízení pracuje jako elektrokotel s vysokým tepelným výkonem. Další zjednodušení přináší případ, kdy topným tělesem 35 uvnitř akumulátoru 2 Je elektroda. Tepelně akumulačním médiem 22 J^e voda opatřená alkalickým elektrolytem. Další elektroda je tvořena pláštěm 22 akumulátoru 2· Zařízení pracuje jako elektrodový kotel. Při zapojení topného tělesa 35 jako katody opatřené nebo tvořené palladiem s tepelně akumulačním médiem 22 tvořeným vodou s těžkými izotopy vodíku /D^O/ a alkalickým elektrolytem, například tvořeným hydroxidem lithným s těžkými izotopy vodíku /LiOD/, pracuje zařízení na principů Fleischmann - Ponsova objevu.

Claims (6)

1. , PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zařízení k vyvíjení páry pro pekařské pece, tvořené akumulátorem, parním prostorem, přívodem vody a odvodem páry, vyznačující se tím, že alespoň jeden tepelný akumulátor /1/, tvořený těsně uzavřeným pláštěm /11/ a tepelně akumulačním médiem /12/, je opařen parním prostorem /2/ a přívodem /24/ napájecí vody /22/ a odvodem /23/ páry.

   t*

   CS 272 821 B1 3
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že tepelně akumulačním médiem /12/ je voda.
3. 3. Zařízení podle bodu 1 nnebo 1 a 2, vyznačující se tím, Se tepelně akumulační médium /12/ obsahuje elektrolyt.
4. 4. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že tepelný akumulátor /1/ je opatřen ohřívačem /3/.
5. 5. Zařízení podle bodu 1 a 4, nebo 1 a 3 a 4, nebo 1 až 4, vyznačující se tím, že ohřívač /3/ je opatřen alespoň jednou elektrodou umístěnou uvnitř akumulátoru /1/.
6. 6« Zařízení podle bodu 1, nebo 1 a 2, nebo 1 až 3, nebo 1 a 4, nebo 1 a 3 a 4, nebo 1 až 5, vyznačující se tím, že tepelný akumulátor /1/ je opatřen tepelně izolujícím pláštěm /4/.