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[Technisches Gebiet]
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Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger, wobei
ein elektrisches Heizrohr (sogenannter "elektrischer Löffel") in Zusammenwirkung mit einer Flüssigkeitsführungseinheit
mit einem Führungskanal
die darin einfließende
Flüssigkeit
erhitzt, die schnell zu einem Dampf verdampft und damit aus der
Austrittsöffnung
der Flüssigkeitsführungseinheit
mit erhöhter Geschwindigkeit
herausgestrahlt wird, wodurch die Gefahr des Abtropfens/Durchsickerns
des noch nicht verdampften Flüssigkeitsrests
während
ihres Austritts aus der Austrittsöffnung/ihres Durchströmens über den
Anschluß zwischen
dem Dampferzeuger und der Ableitung weitgehend vermieden wird.
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[Stand der Technik]
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Bei den herkömmlichen Dampferzeugern ist nachteilig,
daß infoge
der ungenügenden
Erhitzungszeit im Gehäuse
die zu verdampfende Flüssigkeit
nur unvollständig
verdampft werden kann. Deshalb besteht die Gefahr, daß der nicht
verdampfte, flüssig bleibende
Flüssigkeitsrest
während
seines Austritts aus der Austrittsöffnung des Dampferzeugers abtropfen
kann.
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1 und 2 veranschaulicht einen solchen bekannten
Dampferzeuger, der ein U-förmiges
Heizrohr 10 mit an seinen beiden Enden angeschlossenen
Elektroden 110,110' zur
Verbindung mit einer Energieversorgung, und eine Flüssigkeitsführungseinheit 20 in
Form eines Gehäuses
aufweist, die ein Wärmeleiter
für die
vom Heizrohr erzeugte Wärme
ist und die an ihrer einen Seite eine Ausnehmung 210 für das Heizrohr 10 und
an ihrer anderen, dem Heizrohr 10 abgewandten Seite eine
weitere Ausnehmung 210' für einen
Führungskanal 220 für die zu verdampfende
Flüssigkeit
in Form eines U-förmigen Führungsrohrs 220' mit einem Eintrittsende 221' und einem Austrittsende 222' aufweist, wobei
das Eintrittsende 221' über einen
Stutzen A mit einer Zuleitung 230 aus einer Flüssigkeitsquelle
und das Austrittsende 222' über einen
anderen Stutzen B mit einer Ableitung 240 oder Austrittsdüse für den durch das
Heizrohr 10 erzeugten Dampf verbunden ist.
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Nachteilig ist beim bekannten Dampferzeuger,
daß infolge
der relativ kurzen Strecke des Führungsrohrs 220' die den Dampferzeuger
durchströmende
Flüssigkeit nur
eine kurze Verweilzeit im Dampferzeuger hat und damit nur eine ungenügende Erwärmung erhält. Infolgedessen
wird die Flüssigkeit durch
den Dampferzeuger nur unvollständig
verdampft. Darüber
hinaus ist nachteilig, daß infolge
der unterschiedlichen Wärmeausdehnung
zwischen dem Stutzen B und der Ableitung 240 ein unerwünschtes Durchsickern
des den Anschluß durchfließenden nicht
verdampften Flüssigkeitsrests
im Bereich des Anschlusses auftreten kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, einen Dampferzeuger der eingangs genannten Gattung zu
schaffen, mit dem die wirksame Strecke des Führungskanals im Dampferzeuger
bei gleichbleibendem Volumen des Dampferzeugers oder der Flüssigkeitsführungseinheit
erheblich erhöht werden
kann, wodurch die den Dampferzeuger durchströmende Flüssigkeit ausreichend erhitzt
und damit eine vollständige
Verdampfung gewährleistet wird.
Deshalb wird ein unerwünschtes
Durchsickern der den Anschluß durchfließenden,
nicht verdampften Flüssigkeit
im Bereich des Anschlusses ausgeschlossen.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung
sieht vor, daß der
Flußweg
der Flüssigkeitsführungseinheit
in seinem Querschnitt oder Querabmessung reduziert wird, wodurch
die den Dampferzeuger durchfließende
Flüssigkeit
wegen ihrer verringerten Flußmenge eine
intensivierte Erhitzung erhält,
was eine schnelle Verdampfung der Flüssigkeit zur Folge hat.
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Diese Aufgabe ist bei einem Dampferzeuger nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1, der ein Heizrohr mit an seinen
beiden Enden angeschlossenen Elektroden zur Verbindung mit einer
Energieversorgung, und eine Flüssigkeitsführungseinheit
in Form eines Gehäuses
aufweist, die ein Wärmeleiter
für die vom
Heizrohr erzeugte Wärme
ist und die an ihrer einen Seite eine Ausnehmung für das Heizrohr
aufweist, gelöst.
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Die Flüssigkeitsführungseinheit weist an ihrer
anderen Seite einen Führungskanal
mit einer mehrfach mäanderartigen
Ausgestaltung oder Leitungsanordnung auf, dessen beide Enden jeweils
ein Eintrittsende und ein Austrittsende für die Zu- und Abführung der
Flüssigkeit
bilden, die durch die vom Heizrohr gespeiste Wärmeenergie zu einem Dampf verdampft
wird. Hinzu kommt, daß die
mehrfachen Mäander
eine erhebliche Verlängerung
des Flußwegs
im gleichen Raum und damit der Verweilzeit der Flüssigkeit
im Dampferzeuger ermöglichen,
in welchem sie erhitzt wird, wodurch eine vollständige Verdampfung der Flüssigkeit
erreicht und die Gefahr des Durchsickerns des nicht verdampften
Flüssigkeitsrests
am Anschluß oder
seines Abtropens an der Austrittsöffnung vermieden wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand
von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
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[Zeichnung]
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1 in
perspektivischer Explosionsansicht einen bekannten Dampferzeuger,
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2 eine
perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten
Dampferzeugers im zusammengebauten Zustand mit gestrichelt dargestelltem
Heizrohr,
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3 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Dampferzeugers im zusammengebauten
Zustand,
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4 eine
perspektivische Explosionsansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Dampferzeugers
in 3,
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5 in
perspektivischer Ansicht den Flüssigkeitskanals
nach der ersten Ausführungsform
in 3,
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6 eine
schematische Darstellung des Flussigkeitsverlaufs im Flüssigkeitskanal
in 5,
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7 eine
perspektivische Explosionsansicht einer anderen bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Dampferzeugers,
und
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8 eine
perspektivische Ansicht des in 7 gezeigten
Dampferzeugers im zusammengebauten Zustand mit gestrichelt dargestelltem
Heizrohr.
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[Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele]
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Die Vorteile, die Aufgaben, die technische Merkmale
und Wirkungsweise werden in Verbindung mit den anhand der Zeichnung
dargestellten bevorzugten Ausführungsformen
verdeutlicht.
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3 bis 5 veranschaulicht eine erste
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung, die mindestens ein U-förmiges Heizrohr 10 mit
an seinen beiden Enden angeschlossenen Elektroden 110,110' zur Verbindung
mit einer Energieversorgung, und eine Flüssigkeitsführungseinheit 20 in
Form eines Gehäuses
aufweist, die ein Wärmeleiter
für die
vom Heizrohr erzeugte Wärme
ist und die an ihrer einen Seite eine Ausnehmung 210 für das Heizrohr 10 aufweist.
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Die Flüssigkeitsführungseinheit 20 weist
an ihrer dem Heizrohr abgewandten Seite eine hohle Struktur 201 mit
einem eingearbeiteten, mäanderartigen
Hohlraum 202 auf, der einen Flüssigkeitskanal 220 bildet,
welcher durch eine Vielzahl (hier drei) Fülrungswände 203 definiert
wird und welcher an seinen beiden Enden jeweils über einen durch die Gehäusewand 2011 hindurchdringenden
Eintritts- bzw. Austrittsstutzen 221,222 mit einer
Zu- bzw. Ableitung 30, 30' verbunden sind, wodurch die dem
Dampferzeuger zugeführte
Flüssigkeit
vom Eintrittsstutzen 221 über den durch die Führungswände 203 definierte Flüssigkeitskanal 220 zum
Austrittsstutzen 222 hin geleitet.
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Wie aus 4 und 5 hervorgeht,
gibt es drei Führungswände 203,
nämlich
eine erste 2031, eine zweite 2032 und eine dritte
Führungswand 2033.
Dabei wird die Flüssigkeit
nach ihrem Eintritt in den Eintrittsstutzen 221 durch die
Begrenzung der ersten Führungswand 2031 und
der Innenwand 2011 der Struktur 201 im ersten
Flußweg
in Richtung D1 geleitet und am ersten Mäander um 180° umgelenkt
und im zweiten Flußweg
zwischen der ersten 2031 und der zweiten Führungswand 2032 in
Richtung D2 geleitet.
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Anschließend wird die Füssigkeit
am Ende des zweiten Flußwegs
(am zweiten Mäander)
gleichfalls wieder um 180° umgelenkt
und im dritten Flußweg
zwischen der zweiten 2032 und der dritten Führungswand 2033 in
Richtung D3 geleitet und am Ende des dritten Flußwegs (am dritten Mäander) nochmals
um 180° umgelenkt
und im vierten Flußweg
zwischen der dritten Führungswand 2033 und der
Innenwand 2011 der Struktur 201 in Richtung D4 zum
Austrittsstutzen 222 hin weitergeleitet. Während die
Flüssigkeit
durch den Flüssigkeitskanal 220 durchgeleitet
wird, wird sie stets durch die vom Heizrohr 10 her geleitete
Wärme bis
zu einem Dampf erhitzt, bevor sie an den Austrittsstutzen 222 gelangt. An
die Ein- bzw. Austrittsstutzen 221, 222 schließt sich
jeweils eine Zu- bzw. Ableitung 30,30' zur Aufnahme
des Flüssigkeitszufuhr
bzw. zur Abführung des
erzeugten Dampfs zu einem äußeren Dampfverbraucher
an.
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Mit Bezugnahme auf 6 bilden die vorbeschriebenen, durch
die erste 2031, zweite 2032 und dritte Führungswand 2033 definierten
Flußkanäle zusammen
einen mäanderartigen
Flüssigkeitskanal 220.
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7 und 8 illustrieren eine weitere
bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Dampferzeugers,
mit dem Unterschied, daß die
Flüssigkeitsführungseinheit 20 an
ihrer dem Heizrohr abgewandten Seite wie die diesem zugewandte Seite eine
Ausnehmung 210' zur
Aufnahme eines dem Führungskanal
wirkungsgleichen, ebenfalls mehrfach mäanderartigen Führungsrohrs 220' aufweist, dessen
beide Enden jeweils an einen Ein- bzw. Austrittsstutzen 221,222 angeschlossen
sind, die über das
Gehäuse
herausragen und jeweils mit einer Zu- bzw. Ableitung 30,30' zur Aufnahme
einer Flüssigkeitszufuhr
oder zur Weiterleitung zu einem äußeren Dampfverbraucher
verbunden sind.
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Gegenüber dem Stand der Technik hat
der erfindungsgemäße Dampferzeuger
die folgenden Vorteile:
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- 1) Die wirksame Flußlänge wird
bei gleichbleibender Abmessung des Dampferzeugers erheblich erhöht, wodurch
eine ausreichende Erwärmung
und damit eine vollständige
Verdampfung gewährleistet
wird.
- 2) Durch die Reduzierung des Querschnitt oder der Querabmessung
des Führungsrohrs
der Flüssigkeit entsteht
darin ein erhöhter
Druck, mit dem der erzeugte Dampf schnell aus der Austrittsöffnung ausgestrahlt
werden kann, wodurch eine Kondensation des ausgestrahlten Dampfs,
die infolge der zu schnellen Abkühlung
des Dampfs durch die tiefe Umgebungstemperatur am Austritt entstehen
kann, vermieden wird.
- 3) Durch die Reduzierung des Querschnitts oder der Querabmessung
des Führungsrohrs
der Flüssigkeit erfolgt
zudem wegen des reduzierten Fluxes eine intensivierte Erhitzung,
wodurch die Flüssigkeit
schnell verdampft und daher ein Abtropfen der unverdampften Flüssigkeit
am Austritt ausgeschlossen wird.
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[Bezugszeichenliste]
- 10
- Heizrohr
- 110,111
- Elektrode
- 20
- Flüssigkeitsführungseinheit
- 201
- hohle
Struktur
- 2011
- Innenwand
- 202
- Hohlraum
- 203
- Führungswände
- 2031,
2032, 2033
- erste,
zweite und dritte Führungswand
- 210,
210'
- Ausnehmung
- 220
- Führungskanal
- 220'
- Führungsrohr
- 221
- Eintrittsstutzen
- 222
- Austrittsstutzen
- 221'
- Eintrittsende
- 222'
- Austrittsende
- 230
- Zuleitung
- 240
- Ableitung
- 30
- Zuleitung
- 30'
- Ableitung