CZ282592B6 - Parní generátor pro konvekční pec - Google Patents

Abstract

Parní generátor pro konvekční pec, jejíž pečicí komorou prochází proud ohřátého vzduchu, udržovaný ventilátorem, v jehož dráze se nachází parní generátor, který obsahuje tepelně akumulační jednotku (11) se skupinou nad sebou uložených podlouhlých deskových vodorovných podpěr (16), na kterých jsou uložena tepelně akumulační tělesa (17), a s rozstřikovací jednotkou pro postřikování tepelně akumulační jednotky (11) vodou. Každá desková vodorovná podpěra (16) má vodorovné rovinné dno (23) s nekruhovými, zejména mnohoúhelníkovými otvory (23), které tvoří sedla pro uložení tepelně akumulačních těles (17). Tyto otvory (23), jejichž velikost je podstatně menší než rozměr největšího průřezu tepelně akumulačních těles (17), vytvářejí průtokové otvory, kterými protéká voda z horní deskové vodorovné podpěry (16) na nejvyšší část tepelně akumulačních těles (17) na spodní deskové vodorovné podpěře (16).ŕ

Description

(57) Anotace:

Parní generátor obsahuje tepelné akumulační jednotku (11) se skupinou nad sebou uložených podlouhlých a v podstatě vodorovných podpěr (16), z nichž každá je upravena pro uložení skupiny kulovitých tepelně akumulačních těles (17), a s prostředky pro rozstřikování vody na tepelně akumulační tělesa. Každá podpěra (16) je opatřena dnem (22) se skupinou úložných sedel, která jsou v podstatě rovnoměrně rozložena po celé ploše dna, přičemž v každém z úložných sedel je uloženo jedno tepelně akumulační těleso (17) a úložné sedlo Je tvořeno otvorem ve tvaru různém od kruhu, vytvořeným ve dně. Maximální rozměr otvoru je roven nanejvýše 0,6 násobku největšího průřezového rozměru tepelně akumulačního tělesa (17).

Parní generátor pro konvekční pec a podobné pece

Oblast techniky

Vynález se týká parního generátoru pro konvekční pec a podobné pece, obsahující pečicí komoru a dráhu pro vedení proudu ohřátého vzduchu, ve které je vřazen ventilátor pro udržování proudění ohřátého vzduchu, přičemž dráha proudění ohřátého vzduchu prochází pečicí komorou, přičemž parní generátor, který obsahuje tepelně akumulační jednotku se skupinou nad sebou uložených podlouhlých a v podstatě vodorovných podpěr, z nichž každá je upravena pro uložení skupiny kulovitých tepelně akumulačních těles, a s prostředky pro rozstřikování vody na tepelně akumulační tělesa.

Dosavadní stav techniky

Regenerační parní generátory tohoto typu jsou známé a jeden z nich je popsán v US PS 4 209 259, kde je parní generátor součástí pekařské pece s pečicí komorou, vedle které je v dráze cirkulujícího vzduchu umístěn parní generátor. Parní generátor obsahuje množství nad sebou uspořádaných vodorovných řad tepelně akumulačních kulovitých těles, z nichž každá řada kulovitých těles je uložena na dvou k sobě skloněných podélných lišt, vytvářejících podélný žlábek se štěrbinou mezi spodními okraji obou podpěrných lišt. Nad horní řadou tepelně akumulační těles je umístěna podélná rozprašovací trubka, ze které se skrápí horní řada kulovitých těles a skrápěcí voda potom protéká štěrbinou mezi nosnými podélnými lištami na spodní řadu kulovitých těles a postupně na další níže uložené řady těchto akumulačních kulovitých těles.

Tepelně akumulační kulovitá tělesa se zahřívají cirkulujícím horkým vzduchem v předchozí fázi pečicího procesu nebo při předehřívání peče a zahřátá tělesa se v požadované fázi pečicího cyklu skrápí vodou a vyvíjená pára se přivádí do cirkulačního okruhu. Pomocí tohoto parního generátoru je možno odpařit velké množství vody v poměrně krátkém časovém intervalu, přičemž tepelně akumulační jednotka je schopna pohltit značné množství tepla ve velmi krátké době, takže je možno akumulovat dostatečné množství tepla pro další fázi, kdy je třeba vyvíjet páru.

Úkolem vynálezu je zdokonalit tento známý generátor páiy, aby se dosáhlo větší účinnost a většího výkonu při současném snížení pořizovacích nákladů.

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen parním generátorem podle vynálezu v úvodu uvedeného druhu, jehož podstata spočívá v tom, že každá podpěra je opatřena dnem se skupinou úložných sedel, která jsou v podstatě rovnoměrně rozložena po celé ploše dna, přičemž v každém z úložných sedel je uloženo jedno tepelně akumulační těleso a úložné sedlo je tvořeno otvorem ve tvaru různém od kruhu (tj. nekruhového tvaru), procházejícím dnem, přičemž maximální rozměr otvoru je roven nanejvýše 0,6 násobku největšího průřezového rozměru tepelně akumulačního tělesa.

Podle výhodného provedení vynálezu mají otvory tvar pravidelného mnohoúhelníka, s výhodou čtverce, a délka každé strany mnohoúhelníka je rovná 0,20 až 0,60 násobku průměru tepelně akumulačních těles. Tyto otvory mohou být uspořádány do podélných a vzájemně rovnoběžných řad.

- 1 CZ 282592 B6

V dalším výhodném provedení mají tepelně akumulační tělesa na každé podpěře stejný průměr a vodorovné vzdálenosti středů otvorů od sebe jsou rovné průměru tepelně akumulačních těles. Každý otvor nejvyšší podpěry je s výhodou umístěn přímo nad jedním z otvorů každé spodní podpěry.

Podpěry mohou mít žlabový tvar s plochým dnem, které je mimo otvory plné a neperforované. Každá podpěra je pak s výhodou vytvořena z podlouhlého kusu plechu, jehož podélné okrajové části jsou ohnuty nahoru do podélných bočních stěn podpěry a jehož koncové části jsou ohnuty nahoru do tvaru čelních stěn podpěry. Boční stěny mají účelně výšku rovnou 0,4 až 0, 6 násobku svislé vzdálenosti mezi sousedními podpěrami. Svislá vzdálenost mezi přilehlými podpěrami je s výhodou menší nebo rovná průměru tepelně akumulačních těles.

Základní výhodou parního generátoru podle vynálezu je velmi rovnoměrné rozlévání skrápěcí vody po celém povrchu kulovitých tepelně akumulačních těles, protože voda rozstřikovaná na vrchní řadu těchto zejména kulovitých těles stéká po jejich povrchu k jejich nejnižšímu bodu, který· je uložen v průchozím otvoru ve dně podpěry. K další vrstvě kulovitých tepelně akumulačních těles se voda dostává pouze těmito průchozími nekruhovými otvory, kterými protéká rovnoměrným proudem mezi kulovou obvodovou plochou akumulačního tělesa a nekruhovým obvodem průchozího otvoru a dostává se přímo na vrcholovou část spodního kulovitého tělesa, s které potom rovnoměrně stéká po celém povrchu kulovitých těles ke spodním řadám.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže objasněn pomocí příkladů provedení parního generátoru podle vynálezu, zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 axonometrický pohled na parní generátor podle vynálezu, obr. 2 svislý příčný řez parním generátorem z obr. 1, vedený rovinou kolmou na střednicovou rovinu tepelně akumulační jednotky, obr. 3 půdorysný pohled na jednu z vodorovných deskových podpěr, na které je uložena tepelně akumulační jednotka parního generátoru, obr. 4 boční pohled na deskovou vodorovnou podpěru z obr. 3 a obr. 5 příčný řez deskovou vodorovnou podpěrou, vedený rovinou V-V z obr. 3.

Příklady provedení vynálezu

Regenerační parní generátor podle vynálezu, zobrazený na obr. 1, tvoří část neznázoměné konvekční, zejména pekařské pece s přerušovaným provozem, například pece, ve které jsou pekařské výrobky uloženy v pohyblivých regálových vozících. Pec obsahuje pečicí komoru, kterou může proudit ohřátý vzduch, udržovaný ve vodorovném směru pohybu v průběhu pečení pomocí ventilátoru, aby s tímto horkým vzduchem přicházely do styku rovnoměrně všechny bochníky chleba, uložené na pekařských plechách, uložených nad sebou v pohyblivých regálech, umístěných v pečicí komoře. Ohřátý vzduch cirkuluje po uzavřené dráze, probíhající pečicí komorou, a při této své cirkulaci prochází horký vzduch také tepelně akumulační jednotkou parního generátoru v podstatě kolmo na střednicovou rovinu tepelně akumulační jednotky, jak je vyznačeno šipkami na obr. 2. Podrobnější popis konstrukce této pekařské pece a příkladné umístění parního generátoru jsou uvedeny v již zmíněném US-PS 4 202 259.

Jak je ze zobrazených příkladů patrné, parní generátor podle vynálezu obsahuje tepelně akumulační jednotku 11, která je vytvořena podobně jako u popsaného známého provedení parního generátoru ve tvaru v podstatě ploché dvourozměrné svislé konstrukce, jejíž výška a šířka je několikanásobně větší než tloušťka. Parní generátor je dále opatřen rozstřikovací jednotkou 12, uloženou podél vodorovné horní strany tepelně akumulační jednotky 11, a podlouhlou zachycovací nádrží 13, umístěnou pod tepelně akumulační jednotkou 11 pro

-2CZ 282592 B6 zachycování a odvádění přebytečné vody, stékající s tepelně akumulační jednotky H. Tepelně akumulační jednotka 11 je uložena svou spodní stranou na dvojici příčných vodorovných nosníků 14, upevněných na vnitřních stranách bočních stěn zachycovací nádrže 13.

Tepelně akumulační jednotka 11 obsahuje na obou svých svislých bočních stran bočními sloupky 15 a soustavu deskových vodorovných podpěr 16, které jsou volně vloženy nad sebe mezi oba boční sloupky 15, přičemž každá z deskových vodorovných podpěr 16 podpírá vrstvu tepelně izolačních těles 17 zejména ve formě koulí z oceli nebo z jiného kovu.

Boční sloupky 15 tepelně akumulační jednotky 11 jsou tvořeny dvojicí tyčových profilových dílců profilu U, tvořících žlábkové prvky, obrácené svými vydutými stranami k sobě. Koncové části deskových vodorovných podpěr 16 jsou uloženy v prostorech mezi přírubami bočních sloupků 15 a nejspodnější desková vodorovná podpěra 16 je uložena na příčných vodorovných nosnících 14 zachycovací nádrže 13, zatímco všechny další deskové vodorovné podpěry 16 jsou uloženy na spodních deskových vodorovných podpěrách 16.

Rozstřikovací jednotka 12 obsahuje podlouhlou skříň nebo kryt 18 a rozstřikovací trubku 19, která je uložena uvnitř krytu 18 a prochází celou šířkou nebo délkou tepelně akumulační jednotky ]_L Nejnižší část krytu 18 je uložena mezi boční sloupky 15, přičemž spodní okrajová část krytu 18 je uložena v nejvyšší deskové vodorovné podpěře 16', jak je patrné z obr. 2. Rozstřikovací otvory jsou rozmístěny po celé délce rozstřikovací trubky 19 a těmito otvory je vystřikována voda, která dopadá na vnitřní strany obvodových stěn krytu 18, víří ve vnitřním prostoru krytu 18 a stéká na nejvyšší deskovou vodorovnou podpěru 16'. V příkladě podle obr. 2 je tato nejvyšší desková vodorovná podpěra bez tepelně izolačních těles.

Základním řešením vynálezu u parního generátoru je konstrukční provedení deskových vodorovných podpěr 16. Tato základní myšlenka podle vynálezu je konkrétně objasněna na příkladech provedení parního generátoru, zobrazených na obr. 2 až 5, které jsou popsány v následující části popisu.

Každá desková vodorovná podpěra 16 je vyrobena z rovinného kusu plechu z ocelového nebo jiného kovového materiálu, jehož dvě podélné okrajové části jsou ohnuty vzhůru v úhlu okolo 60° a vytvářejí podélné nakloněné boční stěny 20 s výškou S. Koncové části podlouhlého rovinného kusu plechu jsou přehnuty nahoru v úhlu asi 120° a směrem dovnitř, takže vytvářejí dovnitř nakloněné čelní stěny 21, které mají výšku rovnou vzájemné vzdálenosti H spodních ploch den nad sebou uložených deskových vodorovných podpěr 16. Tyto čelní stěny 21 mají tedy větší výšku než podélné nakloněné boční stěny 20 ajejich horní hrany tvoří podpory, na kterých spočívá svou spodní plochou dna horní desková vodorovná podpěra 16, jak je to naznačeno čerchovanými čarami na obr. 4. Ve výhodném provedení je výška S podélných nakloněných bočních stěn 20 asi 0,4 až 0,6 výšky čelních stěn 21, to znamená vzdálenosti H mezi odpovídajícími body dvou nad sebou uložených deskových vodorovných podpěr 16 tak účinně omezují rozstřikování stékající vody do stran směrem ven z tepelně akumulační jednotky 11, aniž by se tím znatelně omezoval průchod pro cirkulující vzduch.

Deskové vodorovné podpěry 16 jsou opatřeny v celém rozsahu svého vodorovného rovinného dna 22 průchozími děrami nebo otvory 23, vytvořenými zejména prostřihováním, jejichž obrys má tvar pravidelného mnohoúhelníka nebo čtverce, zobrazeného v příkladech provedení. Jak je patrné z obr. 3, tyto průchozí otvory 23 jsou uspořádány v několika, v tomto případě ve třech vzájemně rovnoběžných řadách, ve kterých jsou vodorovné vzdálenosti středů C otvorů 23 od středů sousedních otvorů 23 ve všech směrech stejné. Kromě těchto otvorů 23 je celé vodorovné rovinné dno 22 deskové rovinné podpěry 16 plné.

Každý otvor 23 tvoří sedlo pro uložení jednoho tepelně akumulačního tělesa 17 ve tvaru ocelové nebo jiné kovové koule a tvoří také průtokový otvor pro průtok stékající vody. Volná průřezová

-3 CZ 282592 B6 plocha tohoto otvoru 23 je výrazně omezena uloženým kulovitým tepelně akumulačním tělesem 17, takže průtočný průřez tohoto průtokového otvoru je omezen na zlomek celkového průřezu otvoru 23.

Deskové vodorovné podpěry 16 jsou upraveny pro uložení tepelně akumulačního tělesa 17 do každého sedla tvořeného obvodem otvoru 23, přičemž tato tepelně akumulační tělesa 17 mají s výhodou tvar koulí, mají stejnou velikost a tedy také stejný průměr D, který je tak velký, aby sousední kulovitá tepelně akumulační tělesa 17 byla od sebe co nejméně vzdálena nebo aby se přímo vzájemně dotýkala a aby byl zachován stejný odstup A mezi těmito tepelně akumulačními koulemi a spodní stranou horní deskové vodorovné podpěry 16, ke které se také měří svislá vzdálenost H mezi nad sebou uloženými deskovými vodorovnými podpěrami 16, přičemž tento dostup A má být co nejmenší. V důsledku tohoto uspořádání kombinované tepelně akumulační hmoty, tvořené kulovitými tepelně akumulačními tělesy 17, je dosaženo jejího maximálního objemu v celkovém prostoru vymezeném pro tepelně akumulační jednotku 11.

Všechny deskové vodorovné podpěry 16 jsou shodné, takže otvoiy 23 všech deskových vodorovných podpěr 16 a kulovitá tepelně akumulační tělesa 17, uložená v těchto otvorech 23, jsou v celé výšce tepelně akumulační jednotky 11 vyrovnána přesně nad sebou.

Jestliže se voda rozstřikuje v tepelně akumulační jednotce 11 z rozstřikovací trubky 19, voda se rozlévá rovnoměrně do všech otvorů 23 v nejvyšší deskové vodorovné podpěry 16'. Protože na této nejvyšší deskové vodorovné podpěře 16' nejsou žádné koule, tvořící tepelně akumulační tělesa 17, může voda protékat poměrně volně otvory 23 na kulovitá tepelně akumulační tělesa 17 další spodní deskové vodorovné podpěry 16. Protože každý otvor 23 nejvyšší deskové vodorovné podpěry 16' je přímo nad kulovitým tepelně akumulačním tělesem 17, stéká voda rovnoměrně po celém povrchu těchto tepelně akumulačních těles 17 ve tvaru koulí. Voda, která se i při tomto stékání nestačila odpařit, se dostává do volného průchodu otvoru 23 ve vodorovném rovinném dnu 22 spodní deskové vodorovné podpěry 16.

Protože otvory 23 ve vodorovném rovinném dnu 22 mají oproti průměru D kulovitých tepelně akumulačních těles 17 podstatně menší průtočný průřez, stéká voda z této druhé deskové vodorovné podpěry 16 na spodní kulovitá tepelně akumulační tělesa 17, jejichž vrcholy jsou v těsné blízkosti těchto průtočných otvorů. Stékající voda se tak opět v podstatě rovnoměrně rozdělí po celém povrchu koulí, tvořících tepelně akumulační tělesa 17. Podobně se voda rovnoměrně roztěká po povrchu kulovitých tepelně akumulačních těles 17 v dalších vrstvách tak dlouho, dokud se nevypaří nebo dokud nesteče na nejnižší deskovou vodorovnou podpěru 16 a potom do zachycovací nádrže 13..

Protože voda se ve všech vrstvách tepelně akumulačních těles 17 rovnoměrně rozlévá po jejich kulovitém povrchu, akumulované teplo může být využito velmi efektivně a současně se omezuje rozstřikování vody do stran z tepelně akumulační jednotky 11 na minimum.

Pro zvýšení hospodárnosti výroby je výhodné vytvořit otvory 23 ve všech deskových vodorovných podpěrách 16 stejně velké a použít v rozsahu celé-tepelně akumulační jednotky 11 tepelně akumulačních těles 17 ve tvaru koulí se shodným průměrem D, jak tomu bylo v zobrazeném příkladném provedení. Toto řešení je výhodné také z funkčního hlediska pro většinu praktických účelů. Do rozsahu patentových nároků však spadá také takové provedení, kdy je tepelně akumulační jednotka 11 opatřena otvory různého tvaru a/nebo velikostí, popřípadě také koulemi různé velikosti. Vhodnou volbou těchto parametrů dosahovat do určité míry regulace průtoku vody, takže velikost průtoku vody otvory v jednotlivých výškách tepelně akumulační jednotky 11 je možno co nejvíce přiblížit rozložení jednotlivých dílčích průtoků vody, jak jsou požadovány.

-4CZ 282592 B6

Aby voda protékala otvory 23 v deskových vodorovných podpěrách 16 do co největší blízkosti vrcholů spodních koulí, tvořících tepelně akumulační tělesa 17, mají být tyto otvory 23 co nejmenší. Aby se však na druhé straně příliš neomezoval průtok vody těmito otvory 23, nesmí být jejich velikost zase příliš malá. V praxi se osvědčilo, jestliže otvory 23 měly délku B svých stran rovnou 0,2 až 0,6 násobku, zejména 0,2 až 0,4 násobku průměru D kulovitých tepelně akumulačních těles 17.

V alternativním příkladném provedení vynálezu, které na výkresech není zobrazeno, mohou být čelní desky 21 deskových vodorovných podpěr 16 tepelně akumulační jednotky 11 vynechány.

V tomto alternativním příkladném provedení je nej spodnější desková vodorovná podpěra £6 uložena na příčných vodorovných nosnících 14 ze zobrazeného příkladného provedení, zatímco horní desková vodorovná podpěra 16 spočívá na vrstvě kulovitých tepelně akumulačních těles 17 spodní deskové vodorovné podpěry £6. Toto alternativní provedení je výhodné z toho důvodu, že odpadají pracovní operace spojené s tvarováním čelní stěny 21 a kromě toho se dosahuje úspor materiálu.

Jestliže je počet nad sebou uložených deskových vodorovných podpěr 16 v tepelně akumulační jednotce 11 velký, může být výhodné ponechat několik otvorů 23 v deskových vodorovných podpěrách 16, které se nacházejí v horní části tepelně akumulační jednotky 11. například vždy pět otvorů 23 ve střední řadě, volných a neosazených kulovitými tepelně akumulačními tělesy 17. Část vody rozstřikované rozstřikovací jednotkou 12 se tak může dostávat rychleji ke spodním deskovým vodorovným podpěrám £6. Do rozsahu vynálezu také pochopitelně spadá taková úprava, kdy je vytvořeno v horních deskových vodorovných podpěrách několik dalších samostatných otvorů ve vodorovném rovinném dnu 22 deskových vodorovných podpěr 16, avšak výhodnější je předchozí popsané řešení rychlého přívodu vody do spodních pater tepelně akumulační jednotky 11.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Parní generátor pro konvekční pec a podobné pece, obsahující pečicí komoru a dráhu pro vedení proudu ohřátého vzduchu, ve které je vřazen ventilátor pro udržování proudění ohřátého vzduchu, přičemž dráha proudění ohřátého vzduchu prochází pečicí komorou, přičemž parní generátor obsahuje tepelně akumulační jednotku (11) se skupinou nad sebou uložených podlouhlých a v podstatě vodorovných podpěr (16), z nichž každá je upravena pro uložení skupiny kulovitých tepelně akumulačních těles (17), a s prostředky pro rozstřikování vody na tepelně akumulační tělesa, vyznačený tím, že každá podpěra (16) je opatřena dnem (22) se skupinou úložných sedel, která jsou v podstatě rovnoměrně rozložena po celé ploše dna (22), přičemž v každém z úložných sedel je uloženo jedno tepelně akumulační těleso (17) a úložné sedlo je tvořeno otvorem (23) ve tvaru různém od kruhu, vytvořeným ve dně (22), přičemž maximální rozměr otvoru je roven nanejvýše 0,6 násobku největšího průřezového rozměru tepelně akumulačního tělesa (17).
2. 2. Parní generátor podle nároku 1, vyznačený tím, že otvory (23) mají tvar pravidelného mnohoúhelníka, s výhodou čtverce, a délka (B) každé strany mnohoúhelníka je rovná 0,20 až 0,60 násobku průměru (D) tepelně akumulačních těles (17).
3. 3. Parní generátor podle nároků 1 nebo 2, vyznačený tím, že otvory (23) jsou uspořádány do podélných a vzájemně rovnoběžných řad.

   -5 CZ 282592 B6
4. 4. Parní generátor podle nejméně jednoho z nároků laž3, vyznačený tím, že tepelně akumulační tělesa (17) na každé podpěře (16) mají stejný průměr (D) a vodorovné vzdálenosti středů (C) otvorů (23) opěry (16) od sebe jsou rovné průměru (D) tepelně akumulačních těles (17).
5. 5. Parní generátor podle nejméně jednoho z nároků laž4, vyznačený tím, že každý otvor (23) nejvyšší podpěry (16) je umístěn přímo nad jedním z otvorů (23) každé spodní podpěry (16).
6. 6. Parní generátor podle nejméně jednoho z nároků laž5, vyznačený tím, že podpěry (16) mají žlabový tvar s plochým dnem (22), které je mimo otvory (23) plné a neperforované.
7. 7. Parní generátor podle nároku 6, vyznačený tím, že každá podpěra (16) je vytvořena z podlouhlého kusu plechu, jehož podélné okrajové části jsou ohnuty nahoru do podélných bočních stěn (20) podpěry (16) a jehož koncové části jsou ohnuty nahoru do tvaru čelních stěn (21) podpěry (16).
8. 8. Parní generátor podle nároku 7, vyznačený tím, že boční stěny (20) mají výšku (S) rovnou 0,4 až 0,6 násobku svislé vzdálenosti (H) mezi sousedními podpěrami (16).
9. 9. Parní generátor podle nároků 7 nebo 8, vyznačený tím, že svislá vzdálenost (H) mezi přilehlými podpěrami (16) je menší nebo rovná průměru (D) tepelně akumulačních těles (17).