DE202017101351U1 - Einrichtung zum Erzeugen von Dampf - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zum Erzeugen von Dampf durch Verdampfen einer Flüssigkeit in einem Behälter (B) mit einem Auslass (8, 8.1) für diesen Dampf, dadurch gekennzeichnet, dass dem Auslass (8) ein Abscheider (3, 3.1, 3.2) vorgesetzt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erzeugen von Dampf durch Verdampfen einer Flüssigkeit in einem Behälter mit einem Auslass für diesen Dampf.
- Stand der Technik
- Einrichtungen zum Erzeugen von Dampf sind in vielfältiger Form und Ausführung bereits auf dem Markt bekannt.
- Um beispielsweise Tierfutter, insbesondere Milch, von krankheitserregenden Keimen zu befreien, ist es üblich, diese zu pasteurisieren oder mit keimtötenden Mitteln zu behandeln. Insbesondere ist das Pasteurisieren von Milch für die Tierfütterung bekannt, denn durch das Pasteurisieren wird die Milch von diesen Keimen, Bakterien, Vieren etc. befreit.
- In Pasteurisierungsanlagen für flüssiges Tierfutter erfolgt das Keimfreimachen, wie z. B. von Milch, in der Regel durch ein Erhitzen und anschliessendes Abkühlen.
- Insbesondere für Kälber ist es in den Anfangswochen wichtig, dass diese mit der sogenannten Biestmilch gefüttert werden, da diese die meisten Substanzen zum Aufbau von Abwehrkräften enthält, welche jedoch auch keimbelastet sein kann. Um nun die Jungtiere vor möglichen Krankheitserregern, Bakterien, Pilzen etc. zu schützen, wird insbesondere auch die Biestmilch pasteurisiert, bevor sie dann als Tiernahrung gegeben wird.
- Die
EP 2 154 980 B1 betrifft eine Pasteurisierungsanlage zum Pasteurisieren von Tierfutter mit einer Pasteurisierungseinheit und einer Kühleinheit. In der Pasteurisierungseinheit kann die Pasteurisierungstemperatur durch eine Tauchsiedereinheit erzeugt werden, die das umgebende Wasser erwärmt. - Weiterhin besteht die Möglichkeit der Zufuhr von heissem Wasser, welches jedoch noch vor dem Wärmetauscher wieder abgeführt wird. Die Pasteurisierung kann aber auch mittels Dampf erfolgen, der der Milch zugeführt wird. Die Zuführung geschieht bevorzugt in einer Mischkammer oder in einem Mischrohr, in welcher/m der Dampf mit der Milch in Rotation versetzt und/oder verwirbelt wird.
- Die Problematik hierbei ist jedoch, dass immer auch etwas Wasser in die Milch vermengt wird. Dieses Wasser besitzt oft einen sauren pH-Wert, zum Beispiel um Kalkablagerungen zu vermeiden oder zu entfernen. Dieses saure Wasser führt aber dazu, dass die Milch ausflockt.
- Aufgabe
- Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Erzeugen von Dampf aufzuzeigen, welche die oben genannte Problematik behebt.
- Lösung der Aufgabe
- Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass dem Auslass ein Abscheider vorgesetzt ist.
- Der erfindungsgemäße Abscheider lässt nur Dampf durch und dieser enthält keine sauren Bestandteile, was dazu führt, dass die Milch nicht ausflocken kann.
- Der Abscheider trennt einen Wasserraum und einen Dampfraum, wodurch die Chance, dass Wasser in die Milch gelangen kann noch weiter ausgeschlossen wird.
- Des weiteren weist der Abscheider mindestens eine Durchlassöffnung auf, welche sich bevorzugt vom Dampfraum zum Wasserraum hin komisch verjüngt. Dies bewirkt, dass nur Dampf durchgelassen wird. Das bisschen Wasser, was noch durch die Durchlassöffnung in den Dampfraum übertritt, fließt durch die Durchlassöffnung sofort wieder zurück. Es vermischt sich nicht mit dem Dampf und wird somit auch nicht in den Mischraum mit der Milch übergeführt.
- Die Durchlassöffnung bildet zum Wasserraum hin eine Abtropfkante aus, die bewirkt, dass eventuell aufsteigendes Wasser im Dampf von dort aus gleich wieder zurück in den Wasserraum tropfen kann.
- Der Abscheider stützt sich über Distanzstücke gegen die Stirnwand des Behälters ab, was zur Folge hat, dass der Abscheider immer fest in seiner Position bleibt.
- Des Weiteren ist aufzuführen, dass der Abstand zwischen Auslass und Stirnwand kleiner ist, als der Abstand zwischen Auslass und Abscheider. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand von Auslass zu Stirnwand etwa nur 10% von dem Abstand von Auslass zu Abscheider. Dies ist die optimale Höhe um zu gewährleisten, dass nur Dampf aus dem Auslass in die Mischkammer geleitet wird.
- In vielen Fällen ist es auch wünschenswert, dass das saure Wasser, welches sich aus dem Dampf im Dampfraum ausscheidet, nicht mehr zurück in den Wasserraum gelangt. Aus diesem Grund wird der entsprechende Abscheider keilförmig ausgebildet, so dass sich das aus dem Dampf abtropfende Wasser in einer Rinne sammelt, von der es dann durch einen Abfluss ausgetragen werden kann.
- In einem weiteren Ausführungsbeispiel mündet die Rinne in einem Abluss, damit das angesammelte Wasser gleich aus dem Behälter geleitet werden kann, um ein Aufkommen von Bakterien in diesem Wasser zu verhindern.
- Der Wasserraum und der Dampfraum stehen über hohle Säulen miteinander in Verbindung. Diese sind an einer Innenwand des Behälter angeordnet und bewirken, dass der Dampf im Dampfraum ausgestossen wird und sich das Wasser absetzen kann, um nicht mit dem Dampf in den Auslass zu gelangen.
- Um den Dampf gleichmässig in dem Dampfraum zu verteilen sind in den hohlen Säulen Querbohrungen angeordnet, die den Dampf sehr gut vom unteren bis in den oberen Teil des Dampfraumes verteilen.
- In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ausserdem inmitten des Dampfraumes noch ein Feinabschneider vorgesehen. Durch seine zentrale Anordnung, kann er sehr gut Wasser, welches sich vom Dampf löst, aufnehmen.
- Der Feinabschneider weist ein Gitterwerk zwischen dem Dampfraum und seinem Auslass auf. Das Gitterwerk kann noch leichter das sich trennende Wasser ableiten, da der Dampf das Gitterwerk passieren muss bevor es über den Auslass zum Mischraum gelangt. Der Dampf wird dadurch quasi gefiltert.
- Ausserdem ist ein Sensor im Dampfraum angebracht, der sich meldet, wenn bereits zuviel Wasser im Dampfraum vorhanden ist. Das führt dazu, dass das Wasser rechtzeitig über den Abluss abgelassen werden und fast nichts durch den Auslass in den Mischraum gelangen kann.
- Figurenbeschreibung
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
-
1 einen teilweise dargestellten Längsschnitt durch eine Einrichtung zum Erzeugen von Dampf; -
2 einen Querschnitt eines Details der Einrichtung gemäß1 ; -
3 einen teilweise dargestellten Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Erzeugen von Dampf; -
4 einen teilweise dargestellen Längsschnitt durch die Einrichtung gemäss3 um 90° gedreht.; -
5 und6 teilweise dargestellte Längsschnitte durch weitere Ausführungsbeispiele einer Einrichtung zum Erzeugen von Dampf. - In
1 wird ein Längsschnitt durch eine Einrichtung zum Erzeugen von Dampf dargestellt, welche einen Behälter B zeigt, der in sich wiederum zwei Räume1 und2 aufweist. Der Raum1 wird im Folgenden als Wasserraum und der Raum2 als Dampfraum bezeichnet. - Beide Räume
1 und2 sind durch einen Abscheider3 voneinander getrennt. Der Abscheider3 weist mindestens eine Durchlassöffnung4 auf, welche sich vom Dampfraum2 zum Wasserraum1 hin konisch verringert. Des Weiteren ist die Durchlassöffnung4 zum Wasserraum1 hin unter Bildung einer Abtropfkante5 ausgezogen. - Im Wasserraum
1 ist ein Tauchsieder11 angeordnet, der das Wasser auf Siedetemperatur erhitzt und somit zum Verdampfen bringt.Das Wasser kann nun nach Erreichen der Siedetemperatur in Form von Dampf durch den Abscheider3 in den Dampfraum2 aufsteigen, wobei eventuelle Wassertropfen im Dampf an der Abtropfkante5 der Durchlassöffnung4 hängen bleiben und wieder in den Wasserraum1 zurücktropfen. Selbst wenn Wasser mit dem Dampf zusammen in den Dampfraum2 gelangt, wird es nicht weiter transportiert, sondern fällt auf den Abscheider3 und gelangt durch die Durchlassöffnung4 wieder zurück in den Wasserraum1 . - Weiterhin zeigt
1 mindestens ein Distanzstück6 , welches den Abscheider3 gegen eine Stirnwand7 des Behälters B abstützt. - Im oberen Bereich des Behälters B ist ein Auslass
8 ausgebildet. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Abstand a zwischen Auslass8 und Stirnwand7 kleiner ist als der Abstand b zwischen Auslass8 und Abscheider3 . Der Abstand a beträgt hierbei etwa 10% des Abstandes b. - Der Auslass
8 kann an eine Zuleitung44 aus derEP 2 154 980 B1 angeschlossen werden. Diese führt wiederrum zu einer Mischkammer45 die einen Zulaufstutzen9 und einen Ablaufstutzen10 für Milch bzw. eine Mischung aus Wasser und Milch ausbildet. Die Milch kann über den Auslauf8 mit heißem Dampf versetzt werden. Dieser wird vom Dampfraum2 über den Auslass8 und die Zuleitung44 in einer Mischkammer45 gebracht und in Drehbewegung versetzt, was durch entsprechende Einbauten, die hier nicht weiter gezeigt werden, geschehen kann. - Der Dampf verteilt sich schnell und gleichmäßig in der Milch. Hierdurch entstehen keine wärmeübertragenden Oberflächen und somit keine Ablagerungen, insbesondere kein Fouling.
- Vor allem bei Biestmilch (Kolostrum) und anderem Flüssigfutter, welches Ablagerungen bilden kann, verhindert der Dampf die Verklumpung der Biestmilch bzw. der anderen Flüssigfutter im oberen Temperaturbereich.
- Außerdem fördert und erleichtert die Dampfzufuhr das Reinigen und Sterilisieren aller milchführenden Elemente in der Anlage.
- Die Mischkammer
45 ist bevorzugt so klein wie möglich gehalten, um Toträume und damit Ablagerungen zu vermeiden. - Gemäß
2 wird die Durchlassöffnung4 des bevorzugten Ausführungsbeispiels im Detail gezeigt. Hierbei ist deutlich die konische Ausführung zu erkennen. Diese konische Ausführung der Durchlassöffnung4 ist besonders wichtig, da somit eventuelle Wassertropfen im Dampf schwerer nach oben steigen können. Falls doch welche mit aufsteigen, können diese wiederum leichter aus dem Dampfraum2 in den Wasserraum1 zurückfliessen. - Des Weiteren ist die, in den Wasserraum
1 ragende Abtropfkante5 ersichtlich, welche die eventuellen Wassertropfen, die sich im aufsteigenden Dampf befinden, leichter wieder in den Wasserraum1 zurücktropfen lässt. - Die Funktionsweise der Erfindung ist Folgende:
Im Wasserraum1 wird über den Tauchsieder11 Wasser bis zum Siedepunkt erhitzt. Damit insbesondere Kalkablagerungen verhindert werden, ist dieses Wasser relativ sauer. Würde dieses Wasser in die Milch gelangen, führt dies zu Ausflockungen, die nicht erwünscht sind. Der Dampf dagegen enthält diese sauren Bestandteile nicht mehr. - Der Dampf, der durch das siedende Wasser erzeugt wird, steigt durch die Durchlassöffnung
4 des Abscheiders3 in den Dampfraum2 nach oben auf. Die konisch ausgebildete Durchlassöffnung4 verhindert, dass Wassertropfen im Dampf mit in den Dampfraum2 gelangen und ermöglicht ein leichtes Zurückfliessen bzw. über die Abtropfkante5 ein Zurücktropfen in den Wasserraum1 . - Im Dampfraum
2 befindet sich nun nur Dampf der über einen Auslass8 in eine Zuleitung44 gelangt und von dort aus in der Mischkammer45 mit der Milch vermischt wird. - Dadurch dass nur Dampf und kein saures Wasser in die Mischkammer gelangt, ist gewährleistet, dass die Milch, insbesondere die Biestmilch, nicht verklumpen kann.
- Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäss den
3 und4 ist ein Abscheider3.1 als keilförmige Platte ausgebildet. Auf diese Weise fällt das relativ saure Wasser, welches durch die Durchlassöffnung4 gelangt, wieder auf die Oberfläche des Abscheiders3 zurück, aber nicht in das Wasser unterhalb des Abscheiders bzw. den Dampf. Es sammelt sich in einer keilförmigen Rinne12 und läuft in dieser zu einem Abfluss13 . -
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Erzeugen von Dampf, wobei auch hier der Wasserraum1 von dem Dampfraum2 durch einen Abscheider3.2 getrennt ist. Der Abscheider3.2 ist als Platte ausgebildet, welche fast gänzlich umfänglich an eine Innenwand14 des Behälters anschliesst. Eine Verbindung zwischen dem Wasserraum1 und dem Dampfraum2 wird durch röhrchenartige Säulen15 hergestellt, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel3 Säulen15.1 ,15.2 und15.3 angedeutet sind. - Diese Säulen
15.1 bis15.3 weisen eine Reihe von Querbohrungen16 auf, aus denen der Dampf, wie durch die Pfeile17 dargestellt, etwa waagrecht oder bevorzugt auch nach unten ausgerichtet austreten kann. Bevor dann der Dampf durch den Auslass8 abgeführt wird, scheidet sich das Wasser in dem Dampf ab und tropft auf den Abscheider3.2 und wird von dort zum Abfluss13 geleitet. - Zusätzlich zu den bisher genannten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemässen Einrichtung zum Erzeugen von Dampf beinhaltet die
6 zwei Einrichtungen. Zum einen handelt es sich um einen weiteren Feinabscheider18 , der als Gitternetzwerk ausgebildet ist. Dieser Feinabscheider18 hängt im Inneren des Dampfraums2 an der Stirnwand7 . - Der Dampf gelangt in diesem gezeigten Ausführungsbeispiel, ähnlich wie bei
5 , aus den Säulen15.1 bis15.3 bzw. den Querbohrungen16 in den Dampfraum2 und von dort durch das Gitterwerk19 des Abscheiders18 in dem daran anschliessenden Auslass8.1 , der in diesem Fall die Stirnwand7 durchbricht. - Abgeschiedenes Wasser tropft wieder auf den Abscheider
3.2 und wird durch den Abfluss13 abgeleitet. - Die weitere wichtige Neuerung in
6 bezieht sich auf einen Sensor20 , über den die Höhe eines Wasserspiegels oberhalb des Abscheiders3.2 ermittelt wird. Ermittelt dieser Sensor20 eine vorbestimmte Höhe, wird die Dampferzeugung unterbrochen, damit zuerst das Wasser aus dem Dampfraum2 durch den Abfluss13 abgeleitet werden kann. Dies verhindert, dass Wasser durch den Feinabscheider18 in den Auslass8.1 mitgerissen wird. Bezugszeichenliste1 Wasserraum 2 Dampfraum 3 Abscheider 4 Durchlassöffnung 5 Abtropfkante 6 Distanzstück 7 Stirnwand 8 Auslass 9 Zulaufstutzen 10 Ablaufstutzen 11 Tauchsieder 12 Rinne 13 Abfluss 14 Innenwand 15 Säule 16 Querbohrung 17 Pfeil 18 Feinabscheider 19 Gitterwerk 20 Sensor B Behälter - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2154980 B1 [0006, 0035]
Claims (15)
- Einrichtung zum Erzeugen von Dampf durch Verdampfen einer Flüssigkeit in einem Behälter (B) mit einem Auslass (
8 ,8.1 ) für diesen Dampf, dadurch gekennzeichnet, dass dem Auslass (8 ) ein Abscheider (3 ,3.1 ,3.2 ) vorgesetzt ist. - Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheider (
3 ,3.1 ,3.2 ) einen Wasserraum (1 ) von einem Dampfraum (2 ) in dem Behälter (B) trennt. - Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheider (
3 ,3.1 ) zumindest eine Durchlassöffnung (4 ) aufweist. - Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassöffnung (
4 ) vom Dampfraum (2 ) zum Wasserraum (1 ) hin unter Bildung einer Abtropfkante (5 ) ausgezogen ist. - Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abscheider (
3 ) gegen eine Stirnwand (7 ) des Behälters (B) über Distanzstücke (6 ) abstützt. - Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (a) zwischen Auslass (
8 ) und Stirnwand (7 ) kleiner ist als ein Abstand (b) zwischen Auslass (8 ) und Abscheider (3 ). - Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) zwischen Auslass (
8 ) und Stirnwand (7 ) etwa 10 % des Abstands (b) zwischen Auslass (8 ) und Abscheider (3 ) beträgt. - Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheider (
3.1 ) keilförmig ausgebildet ist und dadurch eine Rinne (12 ) ausbildet. - Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (
12 ) in einen Abfluss (13 ) mündet. - Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserraum (
1 ) mit dem Dampfraum (2 ) über hohle Säulen (15.1 ,15.2 ,15.3 ) in Verbindung steht. - Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulen (
15.1 ,15.2 ,15.3 ) an einer Innenwand (14 ) des Behälters (B) angeordnet sind und den Abscheider (3.2 ) durchstoßen. - Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulen (
15.1 ,15.2 ,15.3 ) Querbohrungen (16 ) aufweisen. - Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Dampfraum (
2 ) zumindest ein Feinabscheider (18 ) angeordnet ist. - Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinabscheider (
18 ) ein Gitterwerk (19 ) zwischen dem Dampfraum (2 ) und einem Auslass (8.1 ) aufweist. - Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Dampfraum (
2 ) zumindest ein Sensor (20 ) für die Ermittlung eines Wasserstandes in dem Dampfraum (2 ) angeordnet ist.
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