DE102006014853A1 - Water vapor producing method involves burning combustion material in combustion chamber under supply of combustion air for heating up and aerosol water evaporates therein to water vapor in metallic and/or ceramic foam core - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserdampf.The The invention relates to a method and a device for generating of water vapor.
Bei der herkömmlichen Erzeugung von Wasserdampf finden im Wesentlichen zwei Verfahren Anwendung.at the conventional one Generation of water vapor can be found essentially two methods Application.
In einem ersten Verfahren wird Wasser durch erhitzte Rohre in einem Dampfkessel (Flammrohr-Rauchrohrkessel) verdampft, der mit Wasser gefüllt und von Rohren durchzogen ist, in denen sich Rauchgase (Verbrennungsgase) befinden. Dabei ist eines der Rohre ein Flammrohr, in dem ein fossiler Brennstoff verbrannt wird. Der große Wasserinhalt dieser Dampfkessel ermöglicht eine hohe Speicherwirkung, erhöht jedoch die Verluste in Abkühl- und Anfahrphasen.In In a first method, water is passed through heated pipes in one Steam boiler (flame tube smoke tube boiler) evaporates, which is filled with water and crossed by pipes in which flue gases (combustion gases) are located. One of the tubes is a flame tube containing a fossil fuel is burned. The great Water content of these steam boilers enables a high storage effect, elevated however, the losses in cooling and start-up phases.
In einem zweiten Verfahren wird Wasser, das sich in Siederohren befindet, die einen Dampfkessel (Wasserrohrkesseln) durchziehen, erhitzt und verdampft. Umgekehrt zu dem oben genannten Verfahren sind die Siederohre bei diesem Verfahren zur Dampferzeugung von Rauchgasen umgeben. Der Wasserinhalt der Siederohre ist kleiner als der der Flammrohr- Rauchrohrkessel, trotzdem sind hohe Abkühlungsverluste und Anfahrzeiten weiterhin vorhanden, da die Siederohre vollständig mit Wasser durchströmt sind und so gut durch das Wasser gekühlt werden.In In a second method, water that is in boiled ears, which run through a steam boiler (water tube boilers), heated and evaporated. Conversely to the above method are the boars surrounded in this process for generating steam from flue gases. The water content of the boilie pipes is smaller than that of the flue pipe Flue-tube boilers, nevertheless, are high cooling losses and start-up times still present, since the boiling pipes are completely filled with water and cooled so well by the water become.
Beiden Dampferzeugungsverfahren ist gemeinsam, dass der Wärmeübertrag an das Wasser an begrenzten Oberflächen (Rohrinnenfläche bzw. Rohraußenfläche) erfolgt, wobei sich große Massen mit hohen Temperaturunterschieden gegenüberstehen. Dies bedeutet, dass die Temperatur an den Wärmeübertragungsflächen der Medien bezüglich der Verbrennungstemperatur bzw. der Rauchgastemperatur stark verringert wird, da das Wasser, auf Grund seiner hohen Wärmekapazität, die jeweiligen Rohre stark abkühlt. Aufgrund dieser starken Abkühlung nimmt die Temperatur in den Rauchgasen in Bereichen benachbart zu den Rohren ebenfalls ab. Man spricht hier von unterkühlten Bränden.Both Steam generation process is common to that of heat transfer to the water on limited surfaces (pipe inner surface or tube outer surface), being big ones Facing masses with high temperature differences. This means that the temperature at the heat transfer surfaces of the Media re the combustion temperature or the flue gas temperature greatly reduced Because of the high heat capacity of the water, the pipes become strong cools. Due to this strong cooling decreases the temperature in the flue gases in areas adjacent to the Pipes also off. One speaks here of supercooled fires.
Um diesen unterkühlten Bränden entgegenzuwirken, werden beispielsweise überdimensionierte Feuer- bzw. Brennräume zum Erhalt von Kernbrennzonen mit den erforderlichen hohen Temperaturen geschaffen. Dies hat den Nachteil, dass große Energiemengen über die Abgase verloren gehen.Around this undercooled fires counteract, for example, oversized fire or combustion chambers to obtain nuclear fuel zones with the required high temperatures. This has the disadvantage that large Amounts of energy over the exhaust gases are lost.
Eine andere Möglichkeit, unterkühlten Bränden entgegenzuwirken, ist, den Brennraum bzw. Feuerraum zu schamottieren. Dabei wird aber der Wärmeübertrag an das Wasser reduziert, da die Schamottierung isolierend in beide Richtungen wirkt. Um der Reduzierung des Wärmeübertrags entgegenzuwirken, werden die Wege des Wärmeübertrags verlängert, um somit die Oberfläche für den Wärmeübertrag zu vergrößern. Dies führt u.a. zu einer großen Bauweise.A different possibility, supercooled fires counteract, is to fire the combustion chamber or firebox. But this is the heat transfer reduced to the water, as the chamotte insulating in both Directions works. To counteract the reduction of heat transfer, the ways of heat transfer are extended to thus the surface for the Heat transfer to enlarge. This leads u.a. to a big one Construction.
Ein weiterer Nachteil der Schamottierung eines Brennraumes ist die langsame Temperaturänderung der Schamottierung. So dauert es in Anlaufphasen sehr lange, bis die Schamottierung eine für die Verdampfung geeignete Temperatur erreicht hat, und es dauert ebenso lange, bis die Schamottierung in Abkühlphasen wieder abgekühlt ist. Dadurch kann die Energie, die an die Schamottierung übertragen wurde, nicht für die Wasserdampferzeugung ausgenutzt werden.One Another disadvantage of the fireboxing of a combustion chamber is the slow temperature change the chamotte. So it takes a long time in startup phases, until the chamotte one for the evaporation has reached appropriate temperature and it lasts just as long until the chamotte has cooled down in cooling phases. This allows the energy that was transferred to the chamotte, not for the steam generation be exploited.
Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Dampferzeugungsverfahren ist die unflexible Steuerung der Wasserdampfmenge, da die erzeugbare Wasserdampfmenge direkt von der Brennraumtemperatur abhängt, d.h. die erzeugbare Wasserdampfmenge kann nur über die Änderung der Rauchgastemperatur erfolgen. Da aber eine Änderung der Rauchgastemperatur nur sehr langsam eine Energieänderung in dem Wasser hervorruft, kann mit dem herkömmlichen Dampferzeugungsverfahren nicht flexibel auf Schwankungen bei der Dampfentnahme reagiert werden.One Another disadvantage of the conventional steam generation process is the inflexible control of the amount of water vapor, since the amount of water vapor can be generated directly depends on the combustion chamber temperature, i. the amount of water vapor that can be generated can only over the change the flue gas temperature. But there is a change in the flue gas temperature only very slowly an energy change in the water, can with the conventional steam generation process not react flexibly to fluctuations in the steam extraction.
Zweckmäßigerweise wird der in herkömmlichen Verfahren erzeugte Wasserdampf zwischengespeichert und über eine Steuerung an einen Verbraucher weitergeleitet. Das bedeutet einen hohen Aufwand und weitere Verluste in dem Zwischenspeicher und in der Steuerung.Conveniently, will be in conventional Process generated water vapor cached and over a Control passed on to a consumer. That means one high overhead and further losses in the cache and in the controller.
Als eine weitere Verbesserung der herkömmlichen Verfahren wird z.B. eine Zerklüftung des Wasserkessels vorgeschlagen, wobei jedoch Rußablagerungen, Durchrostung, Dampfschläge, hohe Emissionen und ähnliches entstehen.When a further improvement of the conventional methods is e.g. a fracture proposed by the boiler, but with soot deposits, rust through, Steam hammer, high emissions and the like arise.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dampferzeugung bereitzustellen, bei denen der Wirkungsgrad verbessert wird und die erzeugbare Dampfmenge einfach und schnell steuerbar einem Verbraucher zuführbar ist.task The invention is a method and apparatus for generating steam to provide, in which the efficiency is improved and the amount of steam that can be generated can be easily and quickly controlled by a consumer supplied is.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und einem Dampferzeuger nach Anspruch 12 gelöst.The The object is achieved by a method according to claim 1 and a steam generator solved according to claim 12.
Die abhängigen Unteransprüche 2 bis 11 und 13 bis 20 sind auf jeweils bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung gerichtet.The dependent under claims 2 to 11 and 13 to 20 are each preferred developments directed to the present invention.
Dabei findet das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzeugen von Wasserdampf in einem Dampfraum statt, welcher Metall- und/oder Keramikschaum aufweist und vorzugsweise durch Verbrennen eines Verbrennungsgutes in einem Brennraum unter Zuführung von Verbrennungsluft derart erhitzt wird, dass in den Metall- und/oder Keramikschaum eingebrachtes aerosoles Wasser darin unverzüglich zu Wasserdampf verdampft.In this case, the inventive method for generating water vapor in a vapor space, which metal and / or ceramic instead has foam and is preferably heated by burning a combustion material in a combustion chamber with the supply of combustion air such that aerosolized water introduced into the metal and / or ceramic foam therein evaporates immediately to water vapor.
Während bei den herkömmlichen Verfahren eine Oberflächenvergrößerung für einen verbesserten Wärmeübertarg durch Vergrößern der Bauteile, wie z.B. durch Verlängerung der Wegstrecke zur Wärmeübertragung erreicht wird, wird die Oberflächenvergrößerung in der vorliegenden Erfindung durch Einsatz eines Metall- und/oder Keramikschaums, der vorzugsweise offenporig ist, erreicht. Dadurch steht eine um ein Vielfaches größere Oberfläche bezüglich der Außenabmessungen des Dampfererzeugers/Dampfkessels der herkömmlichen Dampferzeugungsverfahren für die Dampferzeugung zur Verfügung.While at the conventional one Process a surface enlargement for one improved heat transfer by enlarging the Components such as e.g. by extension the route to heat transfer is achieved, the surface enlargement in the present invention by using a metal and / or Ceramic foam, which is preferably open-pored, reached. Thereby is a much larger surface with respect to the external dimensions the steam generator / steam boiler of the conventional steam generation process for the Steam generation available.
Dabei kann der Metall- und/oder Keramikschaum an allen Wärmeübertragungsstellen bzw. -flächen eingesetzt werden, an denen zwei Fluide unterschiedlicher Temperatur einen Wärmeübertrag vollziehen.there can the metal and / or ceramic foam at all heat transfer points or surfaces be used, where two fluids of different temperature carry out a heat transfer.
Weiter wird durch die Einbringung des Wassers in aerosoler Form erreicht, dass auch das Wasser großflächig verteilt wird. Somit wird erreicht, dass beide am Wärmeübertrag beteiligte Medien, der wärmeabgebende Metall- und/oder Keramikschaum und das wärmeaufnehmende Wasser, eine vergrößerte Oberfläche aufweisen, wobei der Wärmeübertrag auf mikroskopisch kleinen Flächen abläuft, anstatt auf makroskopisch ausgedehnten Rohrwandungsflächen.Further is achieved by the introduction of water in aerosol form, that the water is distributed over a large area becomes. This ensures that both involved in the heat transfer media, the heat-emitting Metal and / or Ceramic foam and the heat-absorbing Water, have an enlarged surface, the heat transfer on microscopic surfaces expires instead of macroscopically extended tube wall surfaces.
Ferner wird durch die große Oberflächenvergrößerung erreicht, dass die Menge des aerosolen Wassers pro Flächeneinheit innerhalb der Poren oder in der Nähe der Oberflächen der Poren derart gering ist, dass die von dem Metall- und/oder Keramikschaum an das Wasser, bis zur Verdampfung des Wassers, übertragbare Wärmemenge so gering ist, dass die in dem Metall- und/oder Keramikschaum gespeicherte innere Energie nur unwesentlich abnimmt.Further gets through the big one Surface enlargement achieved, that the amount of aerosol water per unit area within the pores or near the surfaces the pores is so low that the metal and / or ceramic foam to the water, until the evaporation of the water, transferable amount of heat so small is that stored in the metal and / or ceramic foam internal energy decreases only insignificantly.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die bei der Wasserdampferzeugung der vorliegenden Erfindung beteiligten Medien zur Wärmeübertragung im Gegensatz zu den herkömmlichen Verfahren zur Dampferzeugung in einem besseren Masse/Oberfläche – Verhältnis vorliegen. Einer durch Einsatz von Metall- und/oder Keramikschaum mittels Poren vielfach vergrößerten Oberfläche stehen mikroskopisch kleine Wassertröpfchen für die Verdampfung gegenüber.In summary let yourself say that in the steam generation of the present invention involved media for heat transfer in Unlike the conventional ones Process for generating steam in a better mass / surface ratio. One through the use of metal and / or ceramic foam by means of pores often enlarged surface microscopic water droplets for the Evaporation opposite.
Dadurch, dass das erfindungsgemäße Verfahren ohne Schamottierung des Brennraumes arbeitet, können Anlauf- und Abkühlphasen und somit deren nicht zur Dampferzeugung nutzbare Energie deutlich verringert werden. Auch die Temperaturregelung des Dampfraumes ist dadurch wesentlich einfacher und ist im Falle einer notwendigen Temperaturanpassung wesentlich schneller als die bei schamottierten Brennräumen.Thereby, that the inventive method without firing the combustion chamber, start-up and cool-down phases can occur and thus their not usable for steam generation energy clearly be reduced. Also, the temperature control of the steam room is This is much easier and is in case of a necessary Temperature adaptation much faster than that of chamotteed Combustion chambers.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann jederzeit in herkömmlichen Dampf getriebenen Prozessen wie z.B. in Dampfturbinen eingesetzt werden werden. Hierbei ersetzt das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung von Wasserdampf nur das herkömmliche Verfahren zum Erzeugen von Wasserdampf. Weitere Anpassungen sind in der Regel nicht notwendig.The inventive method can be anytime in conventional Steam driven processes such as e.g. used in steam turbines will be. In this case, the inventive method for generating replaced of water vapor just the conventional one Method for generating water vapor. Other adjustments are usually not necessary.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Wasserdampferzeugung ist jedoch nicht nur in dampfgetriebenen Arbeitsmaschinen einsetzbar, sondern kann vorzugsweise auch in Dampfstrahlern, Dampfbügeleisen, Dampfreinigungsverfahren etc. eingesetzt werden. Es wird also ein allgemein einsetzbares Dampferzeugungsverfahren bereitgestellt.The inventive method for steam generation is not only in steam-driven Working machines can be used, but can preferably also in steam radiators, Steam iron, Steam cleaning method etc. are used. So it will be one provided a generally applicable steam generating process.
Vorzugsweise wird der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugte Dampf direkt einer dampfgetriebenen Arbeitsmaschine zugeführt, ohne dass der Dampf vorher zwischengespeichert wird. Somit können die in einem solchen Zwischenspeicher mit nachgeschaltetem Steuersystem entstehenden Verluste vermieden werden.Preferably is the by the inventive method generated steam directly fed to a steam driven machine, without the steam is cached beforehand. Thus, the in such a cache with downstream control system incurred losses are avoided.
Vorzugsweise wird die Erwärmung des Metall- und/oder Keramikschaums durch eine Verbrennung eines Verbrennungsgutes in einem Brennraum unter Zuführung von Verbrennungsluft erzeugt. Die dabei entstehende Abluft, welche eine hohe Energiemenge mit sich führt, wird dabei so abgeführt, dass sie vorzugsweise die Verbrennungsluft, das Verbrennungsgut und/oder das Wasser, d.h. die Edukte des Dampferzeugungsverfahrens, erwärmt. Dies hat den Vorteil, dass die Edukte des erfindungsgemäßen Verfahrens schon vorgewärmt an ihre jeweilige Verarbeitungsposition gelangen und weniger Energie aufgewendet werden muss, um das erfindungsgemäße Verfahren mit den optimalen Betriebsbedingungen zu betreiben.Preferably will the warming of the metal and / or ceramic foam by a combustion of a Combustion material in a combustion chamber with the supply of combustion air generated. The resulting exhaust air, which is a high amount of energy with you, is dissipated in this way, that they are preferably the combustion air, the combustion material and / or the water, i. the educts of the steam generation process, heated. This has the advantage that the starting materials of the process according to the invention already preheated get to their respective processing position and less energy must be spent to the inventive method with the optimal Operate operating conditions.
Vorzugsweise erwärmt die Abluft nicht nur eines der Edukte, sondern nacheinander alle Edukte. Noch warmes Abgas nach der Erwärmung der Edukte kann weiterhin zum Wärmetausch vorzugsweise in einem Restwärmespeicher benutzt werden.Preferably heated the exhaust air is not just one of the educts, but one after the other Reactants. Still warm exhaust gas after heating the educts can continue for heat exchange preferably in a residual heat store to be used.
Weiterhin kann die schon durch die Abluft erwärmte Verbrennungsluft dazu benutzt werden, das Verbrennungsgut und/oder das Wasser zu erwärmen.Farther can the already heated by the exhaust air combustion air be used to heat the incineration and / or the water.
Die Verbrennungsluft kann aber auch dadurch erwärmt werden, dass sie an dem Dampfraum vorbei zu dem Brennraum hin geführt wird, wobei sie sich bei dem Vorbeiströmen an dem Dampfraum erwärmt. Vorzugsweise strömt die Verbrennungsluft dabei ebenfalls durch Metall- und/oder Keramikschaum, da dieser auch hier die Oberfläche für den Wärmeübertrag an die Verbrennungsluft vorteilhaft vergrößert.The But combustion air can also be heated by the fact that they are at the Steam room is led over to the combustion chamber, where they are at passing by heated at the steam room. Preferably flows the combustion air also by metal and / or ceramic foam, since this is also the surface here for heat transfer advantageously increased to the combustion air.
Vorzugsweise wird zumindest ein Teil der so erwärmten Verbrennungsluft durch das Verbrennungsgut geleitet, sodass sie das Verbrennungsgut erwärmt. Hierbei ist es nicht notwendig, dass der Gesamtstrom an zuzuführender Verbrennungsluft durch das Verbrennungsgut geleitet wird, sondern es kann auch ein Teil direkt dem Brennraum zugeführt werden.Preferably is at least a part of the thus heated combustion air through the combustion material passed, so that it heats the combustion material. in this connection it is not necessary that the total current to be supplied Combustion air is passed through the combustion material, but It can also be a part fed directly to the combustion chamber.
Welche Energiemenge, d.h. die Menge heißer Abluft oder erwärmter Verbrennungsluft, welche durch das Verbrennungsgut geleitet werden muss, ist von der Beschaffenheit des Verbrennungsgutes abhängig und kann flexibel von dem erfindungsgemäßen Verfahren gesteuert werden. Als Verbrennungsgut können alle hinlänglich bekannten Brennstoffe, insbesondere fossile Brennstoffe, aber auch Biomasse zur Anwendung kommen. Je nach eingesetztem Brennstoff als Verbrennungsgut wird für eine optimale Verbrennung eine unterschiedlich hohe Vorwärmung notwendig sein.Which Amount of energy, i. the amount of hot exhaust air or heated combustion air, which must be passed through the combustion material is of the Condition of the combustible material and can be flexible from the method according to the invention to be controlled. As combustion material, all well-known Fuels, especially fossil fuels, but also biomass come into use. Depending on the fuel used as combustion material is for optimal combustion a different levels of preheating necessary be.
Wird z.B. Biomasse als Verbrennungsgut eingesetzt, so ist es höchst wahrscheinlich, dass ein großer Teil der bei der Verbrennung entstehenden heißen Abluft bzw. der erwärmten Verbrennungsluft durch die Biomasse hindurch geleitet wird, um der Biomasse eine eventuelle Restfeuchtigkeit zu entziehen.Becomes e.g. Biomass used as incineration, so it is highly likely that a big one Part of the resulting during combustion hot exhaust air or the heated combustion air the biomass is passed through to the biomass eventual Remove residual moisture.
Nicht nur die Eingangstemperatur bzw. Eingangsfeuchtigkeit des Verbrennungsgutes ist ein wichtiger Faktor der optimalen Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens, sondern auch die Vorwärmung des in den Dampfraum aerosol eingebrachten Wassers. Dabei gilt, je energiereicher das aerosole Wasser zum Zeitpunkt der Einbringung in den Dampfraum desto weniger Energie muss aufgebracht werden, um dies zu verdampfen.Not only the inlet temperature or inlet humidity of the combustion material is an important factor in the optimal functioning of the method according to the invention, but also the preheating of the water introduced into the vapor space. In this case, the more energetic the aerosol water at the time of introduction in the steam room the less energy needs to be applied to evaporate this.
Hierzu wird das Wasser vorzugsweise durch den heißen Abluftstrom vorgewärmt, so dass die Verdampfung im Dampfraum noch schneller abläuft und der Dampf den Dampfraum energiereicher verlässt.For this the water is preferably preheated by the hot exhaust air stream, so that the evaporation in the vapor space is even faster and the Steam leaves the steam room more energetic.
Wie schon oben erwähnt, kann der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugte Wasserdampf direkt oder durch Zwischenspeicherung einer dampfbetriebenen Arbeitsmaschine zugeführt werden. In der dampfbetriebenen Arbeitsmaschine wird sich der Wasserdampf teilweise entspannen und abkühlen und aus der dampfbetriebenen Arbeitsmaschine als noch warmer Wasserdampf austreten. Dieser aus der dampfbetriebenen Arbeitsmaschine austretende warme Wasserdampf weist jedoch immer noch ein hohes Energieniveau auf, das vorzugsweise als Kondensationswärme in einem Kondensator abgeführt werden kann. Als kühlendes Mittel des Kondensators kann z.B. die der Dampferzeugung zuströmende Verbrennungsluft oder das zur Dampferzeugung notwendige Wasser dienen. Es ist auch denkbar, das Verbrennungsgut als Kühlmittel für derartige Zwecke einzusetzen.As already mentioned above, can the by the inventive method generated steam directly or by caching a steam-powered Work machine supplied become. In the steam-powered work machine, the water vapor is partially relax and cool down and from the steam-powered machine as still warm water vapor escape. This emerging from the steam-powered work machine However, warm steam still has a high energy level on, which are preferably removed as condensation heat in a condenser can. As a cooling Means of the capacitor may e.g. the combustion air flowing in the steam generation or serve the water necessary for steam generation. It is also conceivable the combustion material as a coolant for such Use purposes.
Durch die Abgabe der Kondensationswärme des Wasserdampfs erwärmt sich die an dem Kondensator vorbeiströmende Verbrennungsluft, das vorbeifließende Wasser oder das vorbeigeführte Verbrennungsgut vorzugsweise von einer Umgebungstemperatur auf eine erste erwärmte Stufe des Eduktes. Nachfolgend kann eine weitere Erwärmung, wie oben beschrieben, erfolgen. Hierbei wird erreicht, dass ein möglichst großer Teil der anfangs eingesetzten Energie, die nach der Umwandlung in mechanische Arbeit noch in Form von Wärmeenergie vorliegt, dem Dampferzeugungsverfahren wieder zugeführt wird.By the release of the condensation heat of the Steam heated the combustion air flowing past the condenser, the water flowing past it or the one passed by Combustible material preferably from one ambient temperature to one first heated Stage of the educt. Below may be a further warming, as above described, done. This ensures that a possible greater Part of the initial energy used after conversion into mechanical work is still present in the form of heat energy, the steam generation process is fed again.
Das bei der Kondensation entstehende Wasser, welches im Normalfall eine höhere Temperatur aufweist als z.B. dem Dampferzeugungsprozess zugeführtes Leitungswasser, kann wiederum zu einer Erwärmung der Edukte des Dampferzeugungsprozesses verwendet werden.The in the condensation resulting water, which normally a higher Temperature as e.g. tap water supplied to the steam generation process, in turn can lead to a warming the educts of the steam generation process can be used.
Besonders bevorzugt besteht die Möglichkeit, das bei der Kondensation entstehende Wasser direkt wieder dem Dampferzeugungsprozess zuzuführen. Hierbei kann mit der Zuführung des noch warmen Kondensationswassers an den Dampferzeuger ein geschlossener Wasserkreislauf gebildet werden.Especially preferably there is the possibility the water produced during the condensation directly returns to the steam generation process supply. This can be done with the feeder the still warm condensation water to the steam generator a closed Water cycle are formed.
Vorzugsweise kann das Kondensationswasser aber auch einem Nutzwassersystem, wie z.B. einer Heizungsanlage oder einem Trinkwasseraufbereiter zugeführt werden.Preferably but the condensation water can also be a utility water system, such as e.g. a heating system or a drinking water conditioner are supplied.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird der zur Erzeugung der mechanischen Arbeit notwendige Wasserdampf für die dampfbetriebene Arbeitsmaschine in einem erfindungsgemäßen Dampferzeuger hergestellt. Dieser weist einen Dampfraum auf, der zumindest teilweise aus Metall- und/oder Keramikschaum ausgebildet oder befüllt ist. Dieser Dampfraum ist von einem Brennraum aufheizbar. Auf den Dampfraum ist zumindest eine Düse gerichtet, durch welche Wasser in aerosoler Form in den Metal- und/oder Keramikschaum einbringbar ist. Zweckmäßigerweise sind die Düsen so angeordnet, dass der nach der Verdampfung durch den Metall- und/oder Keramikschaum strömende Wasserdampf sich weiter in diesem erhitzt und an einem Dampfaustritt energiereicher zur Verfügung steht.According to a further aspect of the invention, the water vapor necessary for generating the mechanical work for the steam-driven working machine is produced in a steam generator according to the invention. This has a vapor space, which is at least partially formed or filled from metal and / or ceramic foam. This steam room can be heated by a combustion chamber. At least one nozzle is directed onto the vapor space, through which water in an aerosol form can be introduced into the metal and / or ceramic foam. Conveniently, the nozzles are arranged so that, after evaporation through the metal and / or ceramic foam flowing steam is further heated in this and at a steam outlet is more energy available.
Bevorzugt ist der Dampfraum derart ausgebildet, dass ein Brennraum von dem Dampfraum umgeben ist, welcher Brennraum von einem angrenzenden Brenner aufheizbar ist. Der Brenner kann hierbei jede Art von Wärme erzeugende Energiequelle sein. Vorzugsweise werden Energiequellen eingesetzt, die eine Aufheizung des Dampfraumes, d.h. des Metall- und/oder Keramikschaums bis in die dunkelrote Phase gewährleisten, wobei der Metall- und/oder Keramikschaum bevorzugt auch an einer Innenfläche des Brennraumes angeordnet ist.Prefers the vapor space is designed such that a combustion chamber of the Steam room is surrounded, which combustion chamber of an adjacent Burner is heatable. The burner can produce any kind of heat Be an energy source. Preferably, energy sources are used, the heating of the vapor space, i. of metal and / or ceramic foam ensure until the dark red phase, wherein the metal and / or Ceramic foam preferably also arranged on an inner surface of the combustion chamber is.
Dabei muss der um den Brennraum angeordnete Dampfraum nicht zwangsweise aus nur einem Raum bestehen, sondern kann auch in mehrere Räume unterteilt sein. Diese Räume können in verschiedenen Anordnungen, wie z.B. in einer Umlaufrichtung nebeneinander oder koaxial parallel angeordnet sein. Denkbar sind auch Anordnungen, bei denen zur selben Zeit Wasserdämpfe unterschiedlicher Energieniveaus erzeugt werden.there the steam space arranged around the combustion chamber does not necessarily have to consist of only one room, but can also be divided into several rooms be. These rooms can in different arrangements, e.g. in a circumferential direction next to each other or coaxially arranged in parallel. Arrangements are also conceivable at which at the same time water vapors of different energy levels be generated.
Auch ist die wärmeerzeugende Energiequelle nicht auf einen Brenner, d.h. auf ein Verbrennungsverfahren begrenzt, sondern kann auch durch andere wärmeerzeugende Verfahren erfolgen. Vorstellbar ist hierbei eine Anwendung einer elektrischen Heizung oder eines stark exothermen chemischen Prozesses.Also is the heat-producing Energy source not on a burner, i. on a combustion process limited, but can also be done by other heat-generating process. Conceivable here is an application of an electric heater or a strongly exothermic chemical process.
Bei Einsatz eines Verbrennungsverfahren als Energiequelle entsteht heiße Abluft, die vorzugsweise durch einen Abluftschacht, der den Brennraum nach außen hin durchdringt, ableitbar ist. In diesem Abluftschacht, welcher ebenfalls mit Metall- und/oder Keramikschaum ausgekleidet oder ummantelt sein kann, wird bevorzugt eine Zuleitung des zu verdampfenden Wassers angeordnet, so dass die heiße Abluft das Wasser vor dem Austritt aus den Düsen erwärmt. Nach Erwärmung des zugeführten Wassers wird die Abluft meist noch wärmer sein als die Umgebungsluft, und somit ist ihre Restenergie zur Erwärmung der Verbrennungsluft einem Wärmetauscher zuführbar. Zur weiteren Abkühlung und Energierückführung an den Dampferzeugungsprozess ist die Abluft aber auch direkt nach dem Erwärmen des Wassers durch einen Speicher, in dem sich Verbrennungsgut befindet, hindurchleitbar.at Use of a combustion process as an energy source produces hot exhaust air, preferably by an exhaust duct, the combustion chamber after Outside penetrates, is derivable. In this exhaust duct, which also lined with metal and / or ceramic foam or sheathed may be preferred is a supply of the water to be evaporated arranged so that the hot Exhaust air heats the water before exiting the nozzles. After heating the supplied Water, the exhaust air is usually even warmer than the ambient air, and thus its residual energy is to heat the combustion air a heat exchanger fed. to further cooling and energy return The steam generation process is the exhaust air but also directly after heating of water through a storage facility containing incineration hindurchleitbar.
Für die Erwärmung der Verbrennungsluft ist der Dampferzeuger vorzugsweise so ausgeführt, dass der Dampfraum von einem Gehäuse umgeben ist, welches in einem Abstand von dem Dampfraum angeordnet ist, so dass die eintretende, gegebenenfalls durch ein Gebläse eingeblasene, Verbrennungsluft vor ihrem Eintritt in den Brennraum um den Dampfraum herumführbar ist. Dabei ist es nicht notwendig, dass die gesamte eintretende Verbrennungsluft direkt dem Brenner zuführbar ist, sondern diese kann auch teilweise oder komplett zur Erwärmung des Verbrennungsgutes in den Speicher des Verbrennungsgutes einleitbar sein. Beide zusammen, Verbrennungsluft und Verbrennungsgut, sind dann dem Brennraum für die Verbrennung zuführbar.For the warming of Combustion air, the steam generator is preferably designed so that the steam room of a housing is surrounded, which is arranged at a distance from the vapor space is, so that the incoming, possibly blown by a blower, Combustion air before entering the combustion chamber around the steam room round out is. It is not necessary that the entire incoming Combustion air can be fed directly to the burner, but this can also partially or completely for heating the combustion material be introduced into the memory of the combustion material. Both together, Combustion air and combustion, then the combustion chamber for combustion fed.
Die Zuführung des vorgewärmten Verbrennungsgutes zusammen mit der vorgewärmten Verbrennungsluft geschieht vorzugsweise derart, dass ein Rückbrand, d.h. ein Durchschlagen der Verbrennung, in den mit Verbrennungsgut gefüllten Speicher sicher vermieden wird.The feed the preheated Combustion good happens together with the preheated combustion air preferably such that a burn-back, i.e. a breakthrough of combustion, in the case of incineration filled Memory is safely avoided.
Bei Verwendung einer elektrischen Heizung als Energiequelle zur Erwärmung des Metall- und/oder Keramikschaums kann der Dampferzeuger einfacher aufgebaut sein, da keine Verbrennungsluft, kein Verbrennungsgut zuzuführen ist und daher auch keine Abluft entsteht. In dieser Ausführungsform wird bevorzugt das nach einer Entspannung in einem Kondensationsvorgang gewonnene Wasser wieder der Dampferzeugung zugeführt.at Use of an electric heater as an energy source for heating the Metal and / or ceramic foam can make the steam generator easier be constructed, as no combustion air, no combustion supply is and therefore no exhaust air is created. In this embodiment is preferred after a relaxation in a condensation process recovered water fed back to the steam generation.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Dampferzeugers werden nun anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert.Further Advantages, features and applications of the method according to the invention and the steam generator according to the invention now with reference to an embodiment with reference to the attached Drawings explained in detail.
In
Durch
das Verbrennen des Verbrennungsgutes und der Verbrennungsluft in
dem Brennraum
Die schnelle Strömung bzw. der überhitzte Wasserdampf bewirkt einen selbstreinigenden Effekt für den Metall- und/oder Keramikschaum.The fast flow or the superheated steam causes a self-cleaning effect for the metal and / or ceramic foam.
- 11
- Brennerburner
- 22
- Düsenjet
- 33
- Wassererwärmerwater heater
- 44
- Wasserzuleitungwater supply
- 55
- Dampfraumsteam room
- 66
- Brennraumcombustion chamber
- 77
- Dampfaustrittsteam outlet
- 88th
- VerbrennungsgutzufuhrVerbrennungsgutzufuhr
- 99
- VerbrennungsluftzufuhrCombustion air supply
- 1010
- VerbrennungslufteinlassCombustion air inlet
- 1111
- Abluftabfuhrexhaust removal
- 1212
- Gehäusecasing
- 1313
- Wasserzuführleitungwater supply
- 1414
- Metall- und/oder KeramikschaumMetal- and / or ceramic foam
- 1515
- VerbrennungsluftvorwärmraumVerbrennungsluftvorwärmraum
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11149940B2 (en) * | 2010-09-03 | 2021-10-19 | Greg Naterer | Heat exchanger using non-pure water for steam generation |
DE102015116730B4 (en) | 2014-10-02 | 2022-04-28 | Steffen Koch | Device and method for generating a hot gas containing water vapour |
CN114607994A (en) * | 2022-03-24 | 2022-06-10 | 山东金一燃节能科技有限公司 | Instant steam generator and gas type steam cabinet |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2837174C2 (en) * | 1978-08-25 | 1986-02-20 | Vereinigte Kesselwerke AG, 4000 Düsseldorf | Method and device for burning a poorly ignitable, low-gas fuel with dry ash vent |
WO1986002016A1 (en) * | 1984-09-26 | 1986-04-10 | Michael Laumen | Heat exchanger |
DE3636689A1 (en) * | 1986-09-08 | 1988-03-17 | Laumen Thermotechnik M | Flow-type steam generator and steam recuperator |
-
2006
- 2006-03-30 DE DE200610014853 patent/DE102006014853A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2837174C2 (en) * | 1978-08-25 | 1986-02-20 | Vereinigte Kesselwerke AG, 4000 Düsseldorf | Method and device for burning a poorly ignitable, low-gas fuel with dry ash vent |
WO1986002016A1 (en) * | 1984-09-26 | 1986-04-10 | Michael Laumen | Heat exchanger |
DE3636689A1 (en) * | 1986-09-08 | 1988-03-17 | Laumen Thermotechnik M | Flow-type steam generator and steam recuperator |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11149940B2 (en) * | 2010-09-03 | 2021-10-19 | Greg Naterer | Heat exchanger using non-pure water for steam generation |
DE102015116730B4 (en) | 2014-10-02 | 2022-04-28 | Steffen Koch | Device and method for generating a hot gas containing water vapour |
CN114607994A (en) * | 2022-03-24 | 2022-06-10 | 山东金一燃节能科技有限公司 | Instant steam generator and gas type steam cabinet |
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