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Die Erfindung betrifft eine Dampferzeugungseinheit.
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Dampferzeugungseinheiten der in Rede stehenden Art werden beispielsweise für Dampfwachsschmelzer, das heißt Vorrichtungen zum Entziehen von Wachs aus Bienenwaben eingesetzt. Ein derartiger Dampfwachsschmelzer, wie er beispielsweise in
DE 196 07 473 C1 beschrieben ist, weist einen stationären Kasten auf, in dem mehrere die Bienenwaben umschließende Rahmen gelagert sind. Um das Wachs im Kasten zu schmelzen, wird diesem Dampf zugeführt.
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Die hierfür eingesetzten Dampferzeugungseinheiten umfassen im Allgemeinen integrierte Öl-, Gas- oder Elektro-Heizsysteme mit elektronischen Steuerungen und von diesem gesteuerten Ventilanordnungen um aus Wasser Dampf mit einem vorgegebenen Dampfdruck zu erzeugen.
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Nachteilig bei derartigen Dampferzeugungseinheiten ist deren konstruktiv aufwändiger Aufbau.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dampferzeugungseinheit bereitzustellen, welche bei geringem konstruktivem Aufwand eine hohe Funktionalität und Betriebssicherheit aufweist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die Erfindung betrifft eine Dampferzeugungseinheit mit einem Behälter zur Aufnahme von Wasser und mit einem über ein Rohrsegment verbundenen Schacht, welcher eine Einfüllöffnung aufweist. Der Boden des Behälters bildet eine Heizfläche, die mit einem externen Brenner beheizbar ist. Der Behälter ist in einem Dampferzeugungsbetrieb teilweise mit Wasser befüllt, so dass sich oberhalb der Wasseroberfläche im oberen Bereich des Behälters bei einer Beheizung der Heizfläche Dampf bildet, welcher über einen Dampfauslass im oberen Bereich des Behälters ausgeführt ist.
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Die erfindungsgemäße Dampferzeugungseinheit zeichnet sich durch einen besonders einfachen, robusten und kostengünstigen Aufbau auf. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Dampferzeugungseinheit nur aus einem Behälter und einem zugeordneten Schacht besteht, und somit eine rein mechanische Einheit bildet, die völlig ohne elektronische Steuerungselemente auskommt.
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Zur Dampferzeugung wird lediglich ein externer Brenner, beispielsweise ein Gasbrenner benötigt, mit dem die vom Boden des Behälters gebildete Heizfläche beheizt wird. Dadurch wird das im Behälter befindliche Wasser erhitzt, so dass sich oberhalb der Wasseroberfläche im oberen Bereich des Behälters Wasserdampf bildet, der über den Dampfauslass in diesem oberen Bereich ausgeführt wird.
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Diese Dampferzeugung erfordert keinerlei Steuer- und Regelvorrichtungen und läuft in einem kontinuierlichen Prozess völlig selbsttätig ab.
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Der zugeordnete Schacht bildet dabei einen Einfüll- und Kontrollschacht, mit dem nicht nur während des Dampferzeugungsbetriebs Wasser in den Behälter nachgefüllt werden kann. Vielmehr ist damit auch eine Pegelkontrolle des Wasserpegels im Behälter möglich. Vorteilhaft hierbei ist, dass diese Kontrollfunktionen allein mit dem Schacht als mechanischer Einheit durchgeführt werden können und auch hierfür keinerlei elektronische Einheiten erforderlich sind.
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Mit der erfindungsgemäßen Dampferzeugungseinheit wird eine druckarme Dampferzeugung realisiert. Damit eignet sich die erfindungsgemäße Dampferzeugungseinheit besonders gut für den Einsatz bei Dampfwachsschmelzern, das heißt bei Vorrichtungen, bei welchen mittels Dampf Wachs aus Bienenwaben entzogen wird. Die erfindungsgemäße Dampferzeugungseinheit ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Dampferzeugungseinheit ist beispielsweise der Bereich der Konditionierung von Kunststoffen.
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Vorteilhaft bildet der Behälter eine allseitig geschlossene Einheit, welche nur den Dampfauslass und das Rohrsegment als Öffnungen aufweist.
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Damit kann sich in dem Behälter der erforderliche Dampfdruck aufbauen, wobei entsprechend diesem Dampfdruck Wasserdampf kontrolliert über den Dampfauslass ausgegeben wird.
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Zweckmäßig ist der Behälter im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet, wobei der Boden des Behälters eine ebene Heizfläche ausbildet.
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Dabei mündet der Dampfauslass aus der Oberseite des Behälters aus.
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Der Boden des Behälters bildet damit gleichzeitig eine Auflagefläche zum Aufstellen der Dampferzeugungseinheit auf einem Untergrund und zugleich eine sich über die gesamte Breite des Behälters erstreckende Heizfläche, die ein effizientes Aufheizen von Wasser im Behälter ermöglicht.
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Weiter zweckmäßig ist der Dampfauslass von einem Rohrstück gebildet.
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Der Dampfauslass bildet somit eine dauerhaft geöffnete Öffnung, wobei insbesondere vorteilhaft ist, dass keinerlei Ventile oder sonstige aufwändige Steuerelemente zur Ausbildung des Dampfauslasses vorgesehen werden müssen.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bildet der Schacht mit dem zum Behälter geführten Rohrsegment eine Kontrolleinheit, mittels derer ein minimaler Wasserpegel im Behälter kontrollierbar ist.
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Hierzu mündet das Rohrsegment an einer Seitenwand des Behälters aus, wobei die Ausmündung im Bereich des minimalen Wasserpegels des Behälters liegt.
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Damit ist bei Unterschreiten des minimalen Wasserpegels im Behälter während des Dampferzeugungsbetriebs durch das Rohrsegment Dampf in den Schacht geführt, welcher über dessen Einfüllöffnung austritt, wodurch eine optische Warnmeldung generiert ist.
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Somit wird allein durch die Anbringung des Rohrsegments in einem geeigneten Höhenbereich des Behälters eine Zusatzfunktion des Rohrsegments derart realisiert, dass mit diesem Rohrsegment nicht nur Wasser in den Behälter nachgeführt werden kann, sondern mit diesem selbsttätig eine Kontrollmeldung generiert wird, wenn der minimale Wasserpegel im Behälter unterschritten wird. Dann nämlich ist das Rohrsegment nicht mehr vollständig mit Wasser gefüllt, so dass Dampf über das Rohrsegment austritt und schließlich an der Einfüllöffnung für den Benutzer sichtbar austritt, wodurch der Benutzer darauf aufmerksam gemacht wird, dass Wasser in dem Behälter nachzufüllen ist.
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Der Benutzer füllt dann Wasser in den Schacht nach, wodurch der Wasserpegel im Schacht zunächst höher ist als im Behälter, so dass durch den Wassersäulendruck im Schacht Wasser selbsttätig aus dem Schacht in den Behälter geleitet wird. Dadurch ist eine besonders einfache Bedienung der Dampferzeugungseinheit gewährleistet.
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Gemäß einer konstruktiv vorteilhaften Ausgestaltung verläuft das Rohrsegment parallel zum Boden des Behälters.
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Dabei ist das Rohrsegment zwischen einer Seitenwand des Behälters und einer Seitenwand des Schachts angeordnet.
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Das Rohrsegment kann dabei sehr kurz ausgebildet sein, wodurch eine kompakte Bauform realisiert wird.
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Vorteilhaft ist der Schacht an seiner Oberseite offen, wobei diese offene Oberseite die Einfüllöffnung bildet.
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Die offene Oberseite des Schachts bildet eine für den Benutzer bequem und einfach zugängliche Einfüllöffnung zum Ein- oder Nachfüllen von Wasser in den Schacht.
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Weiterhin vorteilhaft weist der Schacht einen geschlossenen Boden auf, der höher liegt als der Boden des Behälters.
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Zudem liegen der Boden des Schachts und die Unterseite des Rohrsegments auf gleicher Höhe.
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Dadurch ist gewährleistet, dass über den Schacht eingeführtes Wasser möglichst direkt und vollständig über das Rohrsegment in den Behälter gelangt.
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Dieser Effekt wird dadurch noch verbessert, dass der Schacht trichterförmig ist, das heißt der Querschnitt des Schachts verjüngt sich von seiner Oberseite zum Boden hin kontinuierlich.
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Gemäß einer konstruktiv zweckmäßigen Ausgestaltung ist der Schacht mit Halterungen an dem Behälter befestigt.
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Dann bilden der Behälter und der Schacht eine stabile und kompakte Baueinheit. Weiterhin wird durch die Halterungen erreicht, dass das Rohrsegment kräftefrei zwischen Behälter und Schacht gelagert ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1: Perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Dampferzeugungseinheit.
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2: Längsschnittdarstellung der Dampferzeugungseinheit gemäß 1.
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3: Draufsicht auf die Oberseite der Dampferzeugungseinheit gemäß 1.
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4: Schematische Darstellung einer ersten Erweiterung der erfindungsgemäßen Dampferzeugungseinheit.
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5: Schematische Darstellung einer zweiten Erweiterung der erfindungsgemäßen Dampferzeugungseinheit.
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Die 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dampferzeugungseinheit 1. Die Dampferzeugungseinheit 1 wird insbesondere zur Dampferzeugung für einen Dampfwachsschmelzer, das heißt eine Vorrichtung zum Entziehen von Wachs aus Bienenwaben eingesetzt.
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Die Dampferzeugungseinheit 1 besteht aus einem Behälter 2 und einem Schacht 3, welche über ein Rohrsegment 4 verbunden sind. Sämtliche Komponenten der Dampferzeugungseinheit 1 bestehen aus Edelstahl.
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Der Behälter 2 weist eine im Wesentlichen quaderförmige Form aus. Der eine Heizfläche ausbildende Boden 5 verläuft in einer Ebene und kann als Auflagefläche zum Aufstellen der Dampferzeugungseinheit 1 auf einem Untergrund genutzt werden. Die Abmessungen der Dampferzeugungseinheit 1 sind so dimensioniert, dass die Dampferzeugungseinheit 1 eine tragbare Einheit bildet, die von einer Person allein bequem getragen werden kann. Hierzu befindet sich auf der ebenen Oberseite 6 des Behälters 2 ein Griff 7.
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Der Behälter 2 weist zwei längsseitige Seitenwände 8a, 8b auf, die jeweils im rechten Winkel zu zwei querseitigen Seitenwände 8c, 8d verlaufen, wobei eine querseitige Seitenwand 8c dem Schacht 3 gegenüberliegt. Der Boden 5 steht geringfügig über die querseitigen Seitenwände 8c, 8d hervor. Weiterhin stehen die längsseitigen Seitenwände 8a, 8b über die querseitigen Seitenwände 8c, 8d und die Oberseite 6 hervor, wodurch Überstände 9a, 9b, 9c entstehen, die im Bereich der Oberseite 6 Abschrägungen 10 aufweisen.
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An der Oberseite 6 des Behälters 2 mündet ein Dampfauslass 11 aus. Der Dampfauslass 11 ist von einem rechtwinklig gebogenen Rohrstück gebildet. Das Rohrstück weist an seiner Außenseite ein Gewinde 11a zum Anschluss einer Anschlussleitung auf.
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Der Behälter 2 weist als einzige Öffnung die Ausmündungen zum Rohrsegment 4 und zum Dampfauslass 11 auf und bildet ansonsten eine vollständig geschlossene Einheit.
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Der Schacht 3 ist mit zwei winkelförmigen Halterungen 12 an der Seitenwand 8c des Behälters 2 befestigt.
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Der Schacht 3 selbst weist einen ebenen Boden 13 auf, der parallel zum Boden 5 des Behälters 2 orientiert ist. Am Boden 13 münden die Seitenwände 13a–13d des Schachts 3 aus, wobei die dem Behälter 2 gegenüberliegende ebene Seitenwand 13a und die beiden an diese angrenzenden ebenen Seitenwände 13b, 13c senkrecht zum Boden 13 des Schachts 3 orientiert sind. Die vierte Seitenwand 13d verläuft in einem Neigungswinkel zum Boden 13, so dass sich der Schacht 3 vom Boden 13 zu seinem oberen Rand hin trichterförmig verbreitert. Der obere Rand des Schachts 3 liegt höher als die Oberseite 6 des Behälters 2.
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Die Oberseite des Schachts 3 ist offen und bildet somit eine Einfüllöffnung zum Einfüllen von Wasser in den Schacht 3. Weiterhin befindet sich am oberen Rand des Schachts 3 ein rohrförmiges Anschlussstück 14 mit einem Außengewinde 14a. An das Anschlussstück 14 kann eine Zuleitung zum Einfüllen von Wasser angeschlossen werden.
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Das den Behälter 2 und den Schacht 3 verbindende Rohrsegment 4 besteht aus einem Rohrstück, das im vorliegenden Fall einen über seine Länge konstanten rechteckigen Querschnitt aufweist. Das Rohrstück kann auch einen kreisförmigen Querschnitt oder dergleichen aufweisen. Die Längsachse des Rohrsegments 4 verläuft in horizontaler Richtung, das heißt parallel zum Boden 5 des Behälters 2 und parallel zum Boden 13 des Schachts 3. Wie aus 2 ersichtlich, schließt die Unterseite des Rohrsegments 4 bündig mit dem Boden 13 des Schachts 3 ab, wobei der Boden 13 des Schachts 3 höher liegt als der Boden 5 des Behälters 2. Damit mündet das Rohrsegment 4 in einer definierten Höhe oberhalb des Bodens 5 in den Behälter 2 ein.
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Die Funktionsweise der Dampferzeugungseinheit 1 wird im Folgenden anhand der 2 und 3 erläutert.
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Vor Beginn des Dampferzeugungsbetriebs wird über den Schacht 3 Wasser eingefüllt. Durch die trichterförmige Ausbildung des Schachts 3 wird dieses Wasser unmittelbar dem Rohrsegment 4 zugeführt, über welches das Wasser dem Behälter 2 zugeführt wird. Das Einfüllen des Wassers erfolgt so lange, bis der Wasserpegel oberhalb des Niveaus des Rohrsegments 4 liegt, wie in 2 dargestellt. Dabei ist in jedem Fall der Behälter 2 nur teilweise mit Wasser befüllt.
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Anschließend wird der Dampferzeugungsbetrieb gestartet. Hierzu wird mit einem externen Brenner, insbesondere einem Gasbrenner, der die Heizfläche bildende Boden 5 des Behälters 2 beheizt. Dadurch wird das Wasser im Behälter 2 so erhitzt, dass sich oberhalb des Wasserspegels Wasserdampf bildet, der über den Dampfauslass 11 ausgeleitet wird. Im vorliegenden Fall wird der über den Dampfauslass 11 ausgeleitete Dampf einem Dampfwachsschmelzer zugeführt.
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Mit fortdauerndem Dampferzeugungsbetrieb verdunstet immer mehr Wasser im Behälter 2. In der Dampferzeugungseinheit 1 wird selbsttätig eine Kontrollmeldung generiert, wenn das Wasser im Behälter 2 einen kritischen minimalen Wasserpegel unterschreitet. Dieser minimale Wasserpegel ist durch die Höhenlage des Rohrsegments 4 oberhalb des Bodens 5 des Behälters 2 definiert.
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Sinkt der Wasserpegel im Behälter 2 durch die Wasserverdunstung während des Dampferzeugungsbetriebs unter den minimalen Wasserpegel ab, so ist das Rohrsegment 4 nicht mehr vollständig mit Wasser befüllt. Damit dringt Wasserdampf aus dem Behälter 2 über das Rohrsegment 4 in den Schacht 3 und tritt an der Einfüllöffnung des Schachts 3 für einen Benutzer sichtbar aus. Dadurch ist eine optische Warnmeldung generiert, die dem Benutzer signalisiert, dass er Wasser in den Schacht 3 nachfüllen muss.
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4 zeigt eine erste Erweiterung der erfindungsgemäßen Dampferzeugungseinheit 1. In diesem Fall ist zur Beheizung des Wassers auf dem Boden 5 des Behälters 2 eine elektrische Heizpatrone 15 gelagert. Die Form des Behälters 2 ist an die elektrische Heizpatrone 15 angepasst und daher schmaler als bei der Ausführungsform gemäß 1.
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5 zeigt eine zweite Erweiterung der erfindungsgemäßen Dampferzeugungseinheit 1. In diesem Fall weist der Schacht 3 ein Anschlusselement 16 auf, an welches über eine Leitung 17 ein Vorratsbehälter 18 angeschlossen ist. Über das im Vorratsbehälter 18 aufgenommene Wasser kann der Wasserpegel im Behälter 2 vorgegeben werden. Am Ausgang des Vorratsbehälters 18 kann ein Spülkastenventil oder dergleichen vorgesehen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dampferzeugungseinheit
- 2
- Behälter
- 3
- Schacht
- 4
- Rohrsegment
- 5
- Boden
- 6
- Oberseite
- 7
- Griff
- 8a, 8b
- längsseitige Seitenwand
- 8b, 8c
- querseitige Seitenwand
- 9a, 9b, 9c
- Überstand
- 10
- Abschrägung
- 11
- Dampfauslass
- 11a
- Gewinde
- 12
- Halterung
- 13
- Boden
- 13a, 13b, 13c
- ebene Seitenwand
- 13d
- vierte Seitenwand
- 14
- Anschlussstück
- 15
- elektrische Heizpatrone
- 16
- Anschlusselement
- 17
- Leitung
- 18
- Vorratsbehälter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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