DE102008022837A1

DE102008022837A1 - Einrichtung zum Verdampfen von kalkhaltigem Wasser mittels elektrischer Beheizung

Info

Publication number: DE102008022837A1
Application number: DE102008022837A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Berghaenel
Original assignee: Berghanel Dietmar Dr Ing
Current assignee: Berghanel Dietmar Dr Ing
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2009-11-12
Also published as: DE202008010805U1; US8177936B2; US20090283253A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verdampfen von kalkhaltigem Wasser mittels elektrischer Beheizung, insbesondere zur Anwendung in elektrischen Hausgeräten und Elektrowerkzeugen, bei der der Dampf mit einem Schlauch oder einer Rohrleitung zu einem vom Dampferzeuger entfernten Sammler geleitet wird. Aufgabe der Erfindung ist eine Einrichtung zum Verdampfen von kalkhaltigem Wasser mittels elektrischer Beheizung, mit der auf einfachste Weise und drucklos tropfenfreier Dampf zur Anwendung in elektrischen Hausgeräten und Elektrowerkzeugen erzeugt wird und bei der mineralische Anteile, die zum Beispiel durch abgelöste Rückstände kalkhaltigen Wassers im Dampf enthalten sind, vor dem Dampfaustritt abgesondert werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass im oberen Drittel des Verdampfers (5) eine mit dem Spritzschlauch (4) verbundene Einspritzdüse (17) unmittelbar über einem an der Unterseite des Verdampfers (5) befindlichen Temperaturreglers (15) angeordnet ist, wobei der Abstand (18) der Einspritzdüse (17) vom Temperaturregler (15) kleiner 15 mm ist, dass der Dampfschlauch (6) über einen Dampfstutzen (20) mit dem Verdampfer (5) verbunden ist, wobei der Dampfstutzen (20) einen lichten Durchmesser von mindestens 5 mm aufweist, und dass der Verdampfer (5) einen Neigungswinkel (19) von 5° bis 10° aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verdampfen von kalkhaltigem Wasser mittels elektrischer Beheizung, insbesondere zur Anwendung in elektrischen Hausgeräten und Elektrowerkzeugen, bei der der Dampf mit einem Schlauch oder einer Rohrleitung zu einem vom Dampferzeuger entfernten Sammler geleitet wird.
Bei einem Dampferzeuger, der bei atmosphärischem Druck arbeitet, wie aus DE 69708943 T2 bekannt, handelt es sich um eine Lösung für industrielle Anwendung mit regelmäßigen Wartungsintervallen zur Entkalkung. Ein lebenslang wartungsfreier Betrieb ist mit diesem Dampferzeuger nicht möglich.
Aus DE 10358940 A1 ist bekannt, mit einem Minimum an Komponenten tropfenfreien Dampf zu erzeugen. Nachteilig an einer derartigen Lösung ist, dass sich dann, wenn der Dampf mit einem Schlauch oder einer Rohrleitung zu einem vom Dampferzeuger entfernten Ort geleitet wird, in dem Schlauch oder der Rohrleitung Kondensat bildet. Dieses Kondensat führt zur nicht gewollten Tropfenbildung im Wasserdampf. Es ist zwar möglich, mit Hilfe einer Düse am Dampfaustritt die Wassertropfen mit dem Wasserdampf, der an dieser Stelle eine sehr hohe Geschwindigkeit hat, zu zerstäuben. Allerdings werden dadurch die Druckverhältnisse im System so nachteilig verändert, dass sicherheitstechnische Komponenten sowie druckfester Aufbau einer kostengünstigen Lösung entgegenstehen und sich lösende feste Bestandteile aus mineralischen Rückständen im Verdampfer verstopfen die Düse nach kurzer Betriebszeit.
Aus DE 10 2005 048 768 C2 ist eine Einrichtung zum Verdampfen von Wasser mittels elektrischer Beheizung zur tropfenfreien Dampferzeugung bekannt, bei der ein Wasserbehälter über einen Wasserschlauch, eine Pumpe und einen Spritzschlauch mit einem Verdampfer verbunden ist, wobei der Verdampfer über einen Dampfschlauch mit einem Rohrstutzen eines extern angeordneten Sammlers verbunden ist, und an der Unterseite des Sammlers ein Rücklaufstutzen angebracht ist. Die Unterseite des Sammlers weist dabei einen Neigungswinkel von 5° bis 10° gegenüber der Horizontalen auf. Am Rücklaufstutzen ist ein Rücklaufschlauch, der in den Wasserbehälter führt, angeordnet. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass kalkhaltiges Wasser Rückstände im Verdampfer bildet, die nach längerer Betriebszeit zu Funktionsstörungen führen.
Aufgabe der Erfindung ist eine Einrichtung zum Verdampfen von kalkhaltigem Wasser mittels elektrischer Beheizung, mit der auf einfachste Weise und drucklos tropfenfreier Dampf zur Anwendung in elektrischen Hausgeräten und Elektrowerkzeugen erzeugt wird und bei der mineralische Anteile, die zum Beispiel durch abgelöste Rückstände kalkhaltigen Wassers im Dampf enthalten sind, vor dem Dampfaustritt abgesondert werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass auf einfachste Weise und drucklos tropfenfreier Dampf aus kalkhaltigem Wasser erzeugt wird und die Funktion des Verdampfers infolge mineralischer Ablagerungen nicht beeinträchtigt wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass mineralische Rückstände aus dem Verdampfer getrennt, in einem Behälter gesammelt und somit die Selbstreinigung des Systems unterstützt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt in 1 den prinzipiellen Aufbau des Verdampfers in der Zusammenschaltung mit allen Bauteilen.
In einem Wasserbehälter 1 befindet sich das zu verdampfende Wasser, das von einer Pumpe 3 über einen Wasserschlauch 2 angesaugt und über einen Spritzschlauch 4 und eine Einspritzdüse 17 in einen Verdampfer 5 eingespritzt wird, wobei der Verdampfer 5 mit einem Neigungswinkel 19 von 5° bis 10° angeordnet ist.
Die Einspritzdüse 17 ist bis auf einen Abstand 18, der kleiner als 15 mm, vorzugsweise 5 mm bis 10 mm, ist, an den Boden des Verdampfers 5 herangeführt. Auf der Unterseite des Verdampfers 5 unter der Einspritzdüse 17 befindet sich ein Temperaturregler 15 der eine Heizung 16 schaltet. Somit wird der Temperaturregler 15 sicher und ohne zeitliche Verzögerung von dem eingespritzten Wasser thermisch beeinflusst. Das eingespritzte Wasser läuft durch den Neigungswinkel 19 des Verdampfers 5, der im Ausführungsbeispiel ungefähr 8° beträgt, über seine Bodenfläche nach unten. Die glatte Bodenfläche des Verdampfers 5 und die thermisch bedingten Ausdehnungen aller Teile bewirken das Abplatzen mineralischer Rückstände und verhindern die Bildung mineralischer Brücken zwischen der Einspritzdüse 17 und dem Verdampfer 5. Über einen Dampfstutzen 20 verlässt der Wasserdampf den Verdampfer 5.
Der Temperaturregler 15, die Einspritzdüse 17 und der Dampfstutzen 20 befinden sich im oberen Drittel des Verdampfers 5. Der im Verdampfer 5 erzeugte Wasserdampf strömt über einen Dampfschlauch 6 und einen Rohrstutzen 7 in einen Sammler 8 und steht an einer Öffnung 9 des Sammlers 8 tropfenfrei zur Verfügung. Der Sammler 8 ist ein Hohlkörper in runder oder eckiger Form. Sich im Dampfschlauch 6 bildende Tropfen aus Kondensat sowie im Dampf enthaltene gelöste mineralische Rückstände 13 aus dem Verdampfer 5 werden im Sammler 8 abgeschieden und, bedingt durch einen Neigungswinkel 14 gegenüber der Horizontalen, der ungefähr 5° bis 10° beträgt, über einen Rücklaufstutzen 10 sowie einen Rücklaufschlauch 12 in den Wasserbehälter 1 geführt. Zur Unterstützung der Abscheidung kann im Sammler 8 eine Prallplatte 11 vorgesehen werden. Während die Wassertropfen im Wasserbehälter 1 erneut der Verdampfung zugeführt werden, setzen sich mineralische Rückstände 13 am Boden des Wasserbehälters 1 ab. Bei der Neufüllung des Wasserbehälters 1 können die mineralischen Rückstände 13 entfernt werden. Im Sammler 8 verbleibende mineralische Rückstände werden durch Spülung mit Wasser oder Öffnung und Reinigung des Sammlers 8 entfernt.
Es ist üblich, bei einem Verdampfer 5 mit einer Leistung von 2 Kilowatt einen Dampfschlauch 6 mit einem lichten Durchmesser von 5 Millimetern zu verwenden. Dann gilt der Verdampfer 5 als drucklos, wenn auch der Dampfstutzen 20 mindestens diesen lichten Durchmesser hat. Die Einspritzdüse 17 ist für die Druckverhältnisse nicht entscheidend, soll aber zur Gewährleistung der zuverlässigen Funktion des Systems einen lichten Durchmesser von kleiner oder gleich 5 mm haben. Wenn der Durchmesser der Einspritzdüse 17 größer ist, ist es vorteilhaft, diesen Querschnitt auf der dem Temperaturregler 15 zugewandten Seite durch Verformung angemessen zu reduzieren.
In einer vorteilhaften Ausführung ist die Einspritzdüse 17 auf der dem Temperaturregler 15 zugewandten Seite in einem spitzen Winkel von beispielsweise 30° schräg angeschnitten, so dass das eingespritzte Wasser gezielt auf den Boden des Verdampfers 5 geleitet wird.
In einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführung ist der Sammler 8 als offenes System ausgeführt und kann auf diese Weise konstruktiv einfach in einem Gerätegehäuse integriert werden. Versuche haben ergeben, dass das offene System sowohl mit als auch ohne die Prallplatte 11 für einfache Anwendungszwecke gute Ergebnisse bringt.
In einer weiteren Ausführung ist die Pumpe 3 ein Magnetventil, das Wasser aus einem Wasserleitungsnetz zuschaltet. Die Pumpe 3 bzw. das Magnetventil wird im Ausführungsbeispiel vom Temperaturregler 15 geschaltet.
Versuche haben ergeben, dass die erfindungsgemäße Einrichtung bei einer Länge des Dampfschlauches 6 von 2 Metern noch gute Ergebnisse zeigt. Dadurch kann man auch bei Großgeräten den Dampf in schwer zugängige Stellen führen, ohne Probleme mit der Kondensatbildung im Dampfschlauch 6 zu bekommen.
Bei weniger hohen Ansprüchen an die Qualität des Dampfes ist das System auch ohne den Sammler 8 einsetzbar.
Der drucklose Betrieb des Systems gestattet die Ausführung des Verdampfers 5 in einfachster Weise, z. B. aus Edelstahlblech, und dadurch besonders massearm.

1: Wasserbehälter
2: Wasserschlauch
3: Pumpe
4: Spritzschlauch
5: Verdampfer
6: Dampfschlauch
7: Rohrstutzen
8: Sammler
9: Öffnung
10: Rücklaufstutzen
11: Prallplatte
12: Rücklaufschlauch
13: Rückstände
14: Neigungswinkel Sammler
15: Temperaturregler
16: Heizung
17: Einspritzdüse
18: Abstand
19: Neigungswinkel Verdampfer
20: Dampfstutzen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 69708943 T2 [0002]
- DE 10358940 A1 [0003]
- DE 102005048768 C2 [0004]

Claims

Einrichtung zum Verdampfen von von kalkhaltigem Wasser mittels elektrischer Beheizung, bei der ein Wasserbehälter (1) über einen Wasserschlauch (2), eine Pumpe (3) und einen Spritzschlauch (4) mit einem Verdampfer (5) verbunden ist, wobei der Verdampfer (5) über einen Dampfschlauch (6) mit einem Rohrstutzen (7) eines extern angeordneten Sammlers (8) verbunden ist, an der Unterseite des Sammlers (8) ein Rücklaufstutzen (10) angebracht ist und die Unterseite des Sammlers (8) einen Neigungswinkel von 5° bis 10° gegenüber der Horizontalen (8) aufweist, am Rücklaufstutzen (10) ein Rücklaufschlauch (12), der in den Wasserbehälter (1) führt, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Drittel des Verdampfers (5) eine mit dem Spritzschlauch (4) verbundene Einspritzdüse (17) unmittelbar über einem an der Unterseite des Verdampfers (5) befindlichen Temperaturreglers (15) angeordnet ist, wobei der Abstand (18) der Einspritzdüse (17) vom Temperaturregler (15) kleiner 15 mm ist, dass der Dampfschlauch (6) über einen Dampfstutzen (20) mit dem Verdampfer (5) verbunden ist, wobei der Dampfstutzen (20) einen lichten Durchmesser von mindestens 5 mm aufweist, und dass der Verdampfer (5) einen Neigungswinkel (19) von 5° bis 10° aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (18) der Einspritzdüse (17) vom Temperaturregler (15) 5 mm bis 10 mm beträgt.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (17) auf der dem Temperaturregler (15) zugewandten Seite zu einem kleineren Querschnitt verformt ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspitzdüse (17) auf der dem Temperaturregler (15) zugewandten Seite in einem spitzen Winkel von 30° schräg angeschnitten ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammler (8) ein offenes System mit einer Prallplatte (11) ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfschlauch (12) eine Länge bis zu zwei Metern hat.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (5) besonders massearm aus Edelstahlblech ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (3) ein Magnetventil ist.