DE3029468A1

DE3029468A1 - Schnelldampferzeuger, insbesondere zwergdampfkessel

Info

Publication number: DE3029468A1
Application number: DE3029468A
Authority: DE
Inventors: Theo 6800 Mannheim Jungel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-08-02
Filing date: 1980-08-02
Publication date: 1982-03-04

Description

Schnelldampferzeuger, insbesondere Zwergdampfkessel

Die Erfindung betrifft einen Schnelldampferzeuger, insbesondere einen Zwergdampfkessel. Ein Schnelldampferzeuger ist ein Dampferzeuger, der jeweils im Bedarfsfall ganz kurzfristig, d. h. also ohne lange Anheizzeit, Dampf erzeugen kann, was voraussetzt, daß er keinen sehr großen, aufzuheizenden Wasserinhalt haben darf. Zwergdampfkessel sind kleine Dampfkessel, ueren Ausführungseinzelheiten und sonstige Begrenzungen in der TDR 802 festgelegt sind.

Weitverbreitet sind bisher Zwangsdurchlaufkessel; diese basieren aber auf einer Abhängigkeit zwischen der Heizleistung und der Fördermenge einer Dosierpumpe, wofür praktisch nur eine Kolbendosierpumpe infrage kommt. Auch muß die Düse des ölbrenners sehr genau kalibriert sein. Sowohl die Kalibrierung der üldüse, insbesondere aber die von der Kolbendosierpumpe geförderte Menge, können sich im Laufe der Zeit durch Verschleißerscheinungen und ähnliche Einflüße ändern, wodurch die Empfindlichkeit dieser Art von Dampfkesseln bedingt ist.

Ferner gibt es noch Wasserraumkessel, auch Landdampfkessel genannt. Bei dieser Kesselbauweise stehen Siederohre in einem Wasserbad, und außerdem ist zur Beheizung ein Flammrohr vorgesehen. Die Wasserfüllung eines solchen Wasserraumkessels erfolgt durch einen Wasserstandsregler. Die Steuerung des Brenners erfolgt durch den Druck an der Dampfaustrittsstelle, Derartige Wasserraumkessel ha-

ben einen sehr großen Wasserinhalt (Größenordnungen von 200 bis 300 Liter sind üblich) und sind daher als Schnelldampferzeuger nicht brauchbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schnelldampferzeuger, insbesondere einen die Begrenzungen der TRD 802 einhaltenden Zwergdampfkessel_s zu schaffen, der die geschilderten Nachteile bekannter Dampferzeuger-Bauarten vermeidet, baulich sehr einfach und daher billig herstellbar und außerdem so gut wie garnicht störungsanfä'llig ist; gleichzeitig soll die Forderung erfüllt werden, daß im Bedarfsfall Dampf innerhalb kürzester Frist zur Verfugung steht.

Diese Aufgabe wird bei dem Schnelldampferzeuger nach der Erfindung dadurch gelöst, daß er im überströmverfahren arbeitet, von einer einfachen Kreisel-Speisewasserpumpe gespeist wird, die von einem Wasserstandsregler ein- und ausgeschaltet wird, dessen oberer Anschluß geringfügig unterhalb der überströmstelle liegt, wobei der Schnelldampferzeuger in ansich bekannter WEise von einem durch einen Dampfdruckfühler ein- und auszuschaltenden Brenner beheizt ist.

Hierdurch wird es möglich, eine Speisewasserpumpe zu benutzen, auf deren genaue Fördermenge pro Zeiteinheit es überhaupt nicht ankommt. Die Regelung der zugeführten Speisewassermenge erfolgt über den Wasserstandsregler. Der Wasserinhalt einas solchen Kessels braucht nur sehr gering zu sein₅ beispielsweise in der Größenordnung von ca, 6,5 Liter. Es ist sehr leicht möglich, einen solchen

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"chnel!dampferzeuger erfindunasrer'äß aufzuteilen in eine Snei5sv;asser-Vorv'ärmzone_r eine vor der Oberströmstelle liecence Tei1verdampfunpszone und eine sich an die uberstromstelle anschlieSende Verdampfunqszone zur rlrzeucun·'· von trockenem Satt damp f. Trotz der Kleinheit cas Schnei 1 darr'pferzeuqers und seines nerincen tiasserinhalts, welcher es z.B. ermöglicht, nach tier ti ns er. al tune irn^rhälb von Z i.inuten Dampf mit Io bar zu erhalten, ist as {'!ü'-· 1 ich, trockene Sattdampfniengen in der Größenordnung von 15o kg Dampf/Stunde zu erzeugen, wenn der bedarf entsorechend ist und der Schnelldampferzeuger dauernd eingeschaltet bleibt.

Die rieschi 1 derte Aufteilung des Schnei ι -''arfoferzeucers in ^rei Zonen Ic^t sich nach der Erfindung in besonders baulich einfacher und günstiger i-.'eise dadurch erzielen, daß der Schml 1 dan.'pferzeucer einen etwa zylindrischen brennraum aufweist, in dessen eine Stirnseite 6er Brenner eingebaut ist und in dessen gegenüberliegendes durch zwei Klcpperböden gebildete doopelwandige Stirnseite curch cio Kreiselpumpe das Speisewasser eingeleitet wird, das vom Zwischenraum zwischen den beiden KlöpoerbÖden aus in einen äußeren -'.ingraum aufsteigt, an dessen Außenwand der Wasserstandsregler angeschlossen ist und in dem die Teilverdampfunn stattfindet und dessen im übripen geschlossenes oberes Ende über mehrere, über den Umfang gleichmäßic verteilte, Gie überströmstelle bildende Verbindungsicanäle mit dem unteren tnde eines inneren Ringraums verbunden ist. an dessen im übrigen geschlossenes oberes Ende die Dampfaustrittsleitung angeschlossen ist. Besonders zweckmäßig ist es bei dieser Konstruktion₃ wenn in weiterer Ausbilduno

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der Erfindung da untere Ende des inneren P.ingraurns höher als das untere Ende des äußeren Rincraums liegt, und zwar im Abstand von den Klöpperböden, wobei der Brenner einen brennstrahlwinkel von etwa 6o° aufweist derart, daß der Brennstrahl hauptsächlich auf den inneren Klöpperboden und nur mit seinem äußeren Randbereich auf das untere Ende des inneren Ringraums auftrifft. Hierdurch werden praktisch an allen Stellen der insgesamt vorhandenen Wärmeaustauschflächen optimale Temperaturdifferenzen zwischen Heizgas und Wasser bzw. Wasser-Dampf-Gemisch bzw. Dampf qeschaffen, gleichzeitig auch sehr günstige-WärmedehnungsVerhältnisse in acr gesamten Konstruktion^, so daß bestimmte Schwieriokeiten, die bei manchen Kesselkonstruktionen durch unterschiedliche Wärmedehnungen und deraleichen entstehen, gleich garnicht auftreten können.

Ebenfalls baulich besonders zweckmäßig ist eine konstruktive Ausbildung der Erfindung, bei welcher die Außenwand, des äußeren Ringraumes mit ihrem oberen Ende mit an der Außenwand des inneren Ringraums befestigten Kanalteilen für die Überleitung vom äußeren in den inneren Ringraum verbunden ist. Dabei können die Außenwand jedes Kanals, seine Seitenwände und sein unterer Boden aus einem Stück bestehen, welches fest mit der Außenwand und der Innenwand des inneren Ringraums verbunden ist.

Zur Vergrößerung der Wärmeaustauschflächen können an der Außenseite der Außenwand und der Innenseite der Innenwand des äußeren Ringraums Längsrippen angebracht sein, ebenso auch an der Außenseite der Außenwand und an der Innenseite

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der Innenwand des inneren "'inqraun.s.

Vortei lhafterweise werden der nesan.te Brennraum, der innere Rinnraum und a?r äußere kinnraum von einen Hantel urr.geben, an dessen einer Stirnseite c'er Brenner befestiot ist Uno an dessen anderem Ende uer itauchoasabzua vorgesehen ist.

In aer Zeichnung ist ein nusführunasbeisDiel der Erfindung daraestelIt.

Figur 1 ist ein vertikaler Längsschnitt durch den stehenden Schnelldampferzeuaer entlang der in Figur 2 eincetracenen Schnittlinie I-I.

Figur 2 ist ein Querschnitt entlang der in Figur 1 eingetragenen Linie 11-II.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel eines als Schnei !dampferzeuger dienenden Zwergdampfkessels weist einen zylindrischen Brennraum 1 auf. in dessen obere Stirnseite der nur canz schematisiert angedeutete Brenner 2 eingebaut ist. Die cam Brenner 2 gegenüberliegende Stirnseite 3 des Brennraunis 1 ist doppelwandig ausgebildet, indem er aus zwei Klöpoerböden gebildet ist, an deren Zwischenraum die Speisewasserzuleitung 4 angeschlossen ist, in welcher die Speisewasserförderuna durch eine einfache Kreiselpumpe erzeugt wird. Die Art und WEise der Ein- und Ausschaltung dieser Kreiselpumpe wird weiter unten beschrieben .

In dem Zwischenraum zwischen den beiden Klöpperböden 3 wird das zugeleitete Speisewasser durch den mit strich-

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punktierter Linie angedeuteten Brennstrahl 5 des Brenners 2, der praktisch voll auf den inneren Klüpoerboden 3 auftrifft, vorgewärmt und steigt dann aus den; Zwischenraum zwischen den beiden KTöpperbÖGen 3 in einen äußeren Ei nc raun? 6 auf, dessen Außenwand 7 und Außenwand 8 nach unten durch jeweils einen asr beiden im Abstand von einander lie pen den Klöpperböden abzsschlossen ist und mit der Verc-rößerunp äer Warne austauschfläche dienenden LänasriDpen 9 bzw. Io versehen sind. An dia Außenwand 7 sind die beiden Leitunqen 11 und 12 eines (nicht darciestel Iten _s handelsüblichen) Wasserstandsregler angeschlossen, der die in die Leitung 4 eingebaute Speisewasserpumpe ein- und ausschaltet; und zwar derart₅ daß der Wasserstand im äußeren ftingraum 6 immer zwischen den beiden Anschlußleitungen 11 und 12 lieqt. In dieser-: äußeren Ri ncraum 6 erfolgt eine Tei!verdampfung des Wassers; es entsteht also ein Wasser-Dampf-tiemisch. Der äußere Ringraum ö ist nach oben durch einen zwischen Außenwand 7 und Innenwand 8 ve rl aufenaen Ring 13 abgeschlossen, mit Ausnahme von bei dem dargstellten Ausführungsbeispiel drei über den Umfang gleichmäßig verteilten Verbindungskanälen 14, die am oberen Ende bei 15 die überströmstelle bilden und unten über öffnungen 16 in einen inneren kingraum 17 führen, in welche, dann die vollständige Verdampfung stattfindet,, mit anderen Worten also· die Umwandlung des Wasser-Dampf-Gemischs in trockenen Sattdampf_f der am oberen Ende des inneren Ringraums 17 über eine Dampfaustrittsleitung 18 austritt. Die Außenwandl9 und die Innenwand 2o sind wiederum mit Längsrippen 21 bzw. 22 versehen.

Die Außenwand 23 jedes Kanals 14, seine beiden Seitenwände 24₉ und sein unterer Loden 25 bestehen_s wie ersi chtli ch ₃ aus einem Stück, welches fest mit aer Außenwand 7 des äußeren Ringraums 6 und der Außenwand 19 des inneren Ring-

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raunis 17 verbunden ist, und die Außenwand 19 und die Innenwand 2o des inneren kinpraums 17 sind über einen Craphit-Lichtrinq 27 gegenüber der den Brenner Z tracencien Stirnseite ces Brennrauirs 1 bzw. eines Mantels 29 abcedi chtet, v/elcher den gesamten Brennraum I₅ den innerer. F-:iη araun 17 und den äußeren Rinoraum 6 umcibt. üer aus diese: hantel herausführende Rauchaasabzug ist r.i t 2o bezeichnet. Die Kalteruno des oesamten Arc-regats in< hantel 29 erfolot durch mindestens drei Tranlaschen 31.

Durch die beiden Doppe1wanczy1inder₃ welche der Schnellca; nferzeuGsr nach der Erfincunq aufweist, und durch deren LKncsverrippunc kann r.:an, verclichen n:i t bekannten Zv/erccarrpfkesseln xit Zwancsdurchi auf, die mit R.ohrspirelen als KS rmeaus tausch flächen arbeiten, einen canz erheblich proDeren Warn eaus tauscheffekt auf gleichen iiaur. erlanc-en. Es werden extrem niedric liegende Abpasteirperaturen erzeugt, und die Brennstoffersparnis, bei gleicher Leistung, wird gegenüber diesen bekannten Zweradampfkessel um etwa 3o% herabcesetzt.

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Liste der verwendeten Bezuasziffern

1	Brennraum
2	Brenner
3	Klopperböden
4	Speisewasserzuleitung
5	Brennstrahl
6	äußerer Ringraum
7	Außenwand von 6
8	Innenwand von 6
9	Längsrippen an 7
Io	Langsrippen an 8
11	obere Leitung des Wasserstandsreglers
12	untere Leitung des Wasserstandsreglers
13	oberer Abschlußring von 6
14	Verbineungskanale
15	übers trösTiS te 1 Ie
16	untere öffnungen von 14
17	innerer Ringraum
18	uampfaustritts leitung
19	Außenwand von 17
2ο	Innenwand von 17
21	Längsrippen an 19
22	Längs rippeη an 2ο
23	Außenwand von 14
24	Seitenwände von 14
25	unterer Boden von 14
26	unterer Boden von 17
27	Dichtring für 19 und 2o
28	Stirnseite von 1
29	Mantel
3ο	Rauchgas abzug
31	Traqlaschen

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Claims

029468

DlPL-ING. H. ROEVER

PATENTANWALT

MANNHEIM 51

Am Bogen 23TeI. 0621/791124

Theo Junge!
Dornheimer Ring 4

6800 Mannheim-31

Patentansprüche

.j Schnelldampferzeuger, insbesondere Zwergdampfkessel (TRD 802), dadurch gekennzeichnet, daß er im überströmverfahren arbeitet, von einer einfachen Kreisel-Speisewasserpumpe gespeist wird, die von einem Wasserstandsregler, dessen oberer Anschluß (11) geringfügig unterhalb der überströmstelle (15) liegt, ein- und ausgeschaltet wird, und von einem durch einen Dampfdruckfühler ein- und auszuschaltenden Brenner (2) beheizt ist.

Schnelldampferzeuger nach Anspruch 1, dadurcn gekennzeichnet, daß er eine Speisewasser-Vorwärmzone, eine vor der überströmstelle liegende Teil Verdampfungszone und eine sich an die überströmstelle (15) anschließende Verdampfungszone zur Erzeugung von trockenem Sattdampf aufweist.

ORIGINAL INSPECTED

3. Schnei Klaneferzeuger nach den ÄnsDriichen 1 und Z-, 'Jacurch cekennzeichnet, ciap er einen etv:a zylindrischen crennraur (1) p.ufv.-ei st. in dessen eine bti rnsei te^B) eier brenner (2) eingebaut ist und in d£ssG-n r^cenüberliecende, durch zwei Klöpperbe Gen -obildete dopp3lv:anci ne Stirnseite (3) durch cie Kreiselounipe das Speisewasser eingeleitet wird, das von: Zwischen raum zwischen den beiden Klöpperbücen (3) aus in einen äußeren P.incraui-. (6) aufsteigt, an dessen Außemwand (7) der Wassers tan es reeler cnoeschlossen ist und in doir die Teilver-Ga;.:nfunc. stattfindet^ und dessen im übrioen ceschlossenes oberes Ende über mehrere, über den Umfang olei chiräßi ρ verteilte, die überströnistelle (Ib) bildende Verbindunaskanäle (14) mit dem unteren Lnae eines inneren Rinqraumes (17) verbunden ist, an dessen in: iibricen Geschlossenes oberes unae die üampfaustri ttslei tunq (18) anpesch 1 ossen ist.

4. Schnelldampferzeuger nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des inneren Rincraums (17) höher als das untere Ende des äuiäeren kingraums (6), im Abstand von den Klöpperböden (3), liegt und der Brenner (2) einen Brennstrahlwinkel von etwa 45 bis 6o° aufweist derart, daß der Brsnnstrahl (5) hauptsächlich auf den inneren Klöpperboden (3) und nur mit seinem äußeren Randbereich auf das untere Ende des inneren Ringraums (17) auftrifft.

5. üchnelldampferzeuqer nach Anspruch 3 oder 4. dadurch qekennzeichnet, daß die Außenwand (7) des äußeren

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Hincraurns (6) mit ihrem oberen Ende mit an der Außenwand (19) QGS inneren Rinaraums (17) befestigten Kanalteilen für die Oberleitung vorn äußeren in den inneren kin^raum verbunden ist.

6. Schnelldampferzeuger nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (23) jedes Kanals (14). seine "Außenwände (24) und sein unterer Boden (25) aus einem Stück bestehen, welches fest ir i t der Außenwand (7) des äußeren Ringraums (6) und der Innenwand (2o) des inneren Ringraums (17) verbunden ist.

7. Schnelldampferzeuger nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6,. dadurch gekennzei chaet, daß an der Außenseite der Außenwand (7) und der Innenseite der Innenwand (S:) des äußeren Ringraums (6) Längsrippen (9 bzw. lo) angebracht sind.

3. Schnelldampferzeuger nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite der Außenwand (19) und an der Innenseite der innenwand (2o) des inneren Ringraums (17) Längsrippen (21 bzw. 22) angebracht sind.

9. Schnelldampferzeuger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß oer gesamte Brennraum (I)₀ der inneren Ringraum (17) und der äußere Ringraum (6) von einem Mantel umgeben sind, an dessen einer Stirnseite (28) der Brenner (2) befestigt ist und an dessen anderem Ende der Rauchgasabzug (3o) vorgesehen ist.

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