DE3512947A1 - Verfahren zur erzeugung von wasserdampf und dampferzeuger zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents
Verfahren zur erzeugung von wasserdampf und dampferzeuger zur durchfuehrung dieses verfahrensInfo
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Description
HOEGER, stellregkt*&-pärjner35 12947
PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c · D 7000 STUTTGART 1
A 46 572 u Anmelderin: Deutsche Forschungs- und
u - 183 Versuchsanstalt für Luft-
26. März 1985 und Raumfahrt e.V.
5300 Bonn
Postanschrift:
Postfach 90 60 58 5000 Köln 90
Beschreibung
Verfahren zur Erzeugung von Wasserdampf und Dampferzeuger zur Durchführung dieses
Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Wasserdampf
in einem Dampferzeuger, bei dem man in einer Heißgasreaktionskammer Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasserdampf
reagieren läßt, bei dem man in der Wand der Heißgasreaktionskammer Wasser erwärmt und bei dem man das erwärmte
Wasser in die heißen Reaktionsgase einspritzt.
Ferner betrifft die Erfindung einen Dampferzeuger zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer Heißgasreaktionskammer,
die von einem im wesentlichen stöchiometrischen
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Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff durchströmbar ist, welches in der Reaktionskammer zu Wasserdampf reagiert,
und mit Kühlkanälen für Wasser in der Wand der Reaktionskammer, die über Einspritzöffnungen mit der Reaktionskammer
in Verbindung stehen.
Ein solcher Dampferzeuger ist beispielsweise im deutschen Patent 29 33 932 beschrieben. Dieser bekannte Dampferzeuger
ist jedoch vorwiegend für einen Einsatz bestimmt, bei dem große Mengen von Wasserdampf mit sehr hoher Temperatur
und hohen Drücken erzeugbar sind, eine Übertragung dieser bekannten Konstruktion auf sehr kleine Dampferzeuger,
die gegebenenfalls intermittierend betreibbar sind und schnell gestartet werden können, ist jedoch nicht möglich.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Erzeugung von Wasserdampf derart zu verbessern,
daß auch auf kleinstem Raum mit hohem Wirkungsgrad Dampf hoher Homogenität in kurzer Zeit bereitstellbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man
das Wasser vor dem Einspritzen in die Reaktionsgase stark drosselt und dadurch das Wasser in der Wand der Reaktionskammer auf eine gegebenenfalls oberhalb der gewünschten
Endtemperatur des Wasserdampfes liegende Temperatur so weit erwärmt, daß man das Wasser in Form eines Zweiphasengemisches
aus flüssigem Wasser und Wasserdampf in die hei-
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ßen Reaktionsgase einspritzt.
Durch diese Drosselung des die Reaktionskammerwand durchströmenden
Wassers wird der Druck in den Kühlkanälen erhöht, so daß eine Anhebung des Siedepunkts möglich ist.
Das in dem Kanal entstehende Zweiphasengemisch aus flüssigem Wasser hoher Temperatur und Wasserdampf wird durch
die Einspritzöffnung in die heißen Reaktionsgase (Wasserdampf) der Reaktionskammer eingespritzt, wobei durch die
Erzeugung eines Zweiphasengemisches in den Kühlkanälen die homogene Überführung des gesamten Kühlwassers in Wasserdampf
erheblich gefördert wird.
Es ist vorteilhaft, wenn man die Reaktionsgase nach Einspritzung des Wasser-Dampf-Gemisches durch eine Verengung
leitet und dadurch ihre Strömungsgeschwindigkeit erhöht. Eine solche Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit,
die im übrigen bereits im Bereich der Einspritzöffnungen selbst stattfindet, führt zu einer erhöhten Relativgeschwindigkeit
zwischen Wasserdampf einerseits und den flüssigen Wassertröpfchen andererseits. Diese unterschiedliche
Strömungsgeschwindigkeit fördert den Verdampfungsvorgang der Wassertröpfchen, so daß durch diese Drosselung
im Bereich der Einspritzöffnungen und durch eine anschließende Drosselung ebenfalls die Homogenisierung
des Dampfes gefördert wird.
Eine weitere Verbesserung ergibt sich, wenn man das erwärmte Dampf-Wasser-Gemisch im Gegenstrom in das Reak-
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tionsgas einspritzt.
Es kann vorgesehen sein, daß man das erwärmte Wasser-Dampf-Gemisch
in eine Dralldüse einleitet und aus dieser in Form eines rotationssymmetrischen Schleiers abgibt,
wobei sich dieser Schleier durch die Rotationsbewegung des Wasser-Dampf-Gemisches in der Dralldüse ergibt.
Dieser Schleier kann vorzugsweise entgegen der Strömungsrichtung der Reaktionsgase eingespritzt werden,
so daß der Schleier sich an die Innenwand der Reaktionskammer anlegt und die Kühlung dieser Innenwand unter
stütz.t.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäße Dampferzeuger so auszubilden, daß
die Homogenisierung des Dampfes auf kleinstem Raum und in kurzer Zeit gefördert wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Dampferzeuger der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Einspritzöffnungen als Drossel ausgebildet sind und daß sich an die Reaktionskammer eine Verdampferkammer
anschließt, mit der die Reaktionskammer über eine Strömungsverengung
in Verbindung steht. Die zweimalige Anordnung von Drosselstellen führt in der oben beschriebenen
Weise durch unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten der Dampfpartikel und der noch nicht verdampften
Wassertröpfchen zu einer Unterstützung der Verdampfung dieser Tröpfchen und damit zu einer Homogenisierung des
Wasserdampfes.
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Günstig ist es, wenn die Kühlkanäle den Reaktionsraum wendelförmig
umgeben, dadurch ergibt sich eine besonders lange Erwärmzeit für das Kühlwasser in der Wand des Reaktionsraumes.
Günstig ist es, wenn die Einspritzöffnungen entgegen der
Strömungsrichtung der Reaktionsgase in der Reaktionskammer gerichtet sind.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Einspritzöffnungen Teil einer Dralldüse sind, in
die die Kühlkanäle so exzentrisch einmünden, daß das Zwei-Dampf-Wasser-Gemisch vor dem Einspritzen in die Reaktionskammer in Rotation versetzt wird.
Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, daß die Einspritzöffnungen und zumindest zum
Teil die Kühlkanäle durch die Poren eines porösen, die Reaktionskammer umgebenden Einspritzkörpers gebildet werden,
beispielsweise durch ein Sintermetallrohr.
Ein besonders platzsparender Aufbau ergibt sich bei einer Ausführungsform, bei der die Verdampferkammer als die
Reaktionskammer koaxial umgebender Ringraum ausgebildet ist. Dadurch läßt sich die Baulänge des Dampferzeugers
erheblich reduzieren.
Eine weitere Verbesserung ergibt sich, wenn die Verdampferkammer einen unmittelbar mit der Reaktionskammer ver-
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bundenen inneren Ringraum und einen sich daran anschließenden, ebenfalls koaxial zur Reaktionskammer angeordneten,
äußeren Ringraum umfaßt und wenn zwischen den beiden Ringräumen eine Strömungsverengung angeordnet ist. Diese
Strömungsverengung dient wieder dazu, den dampfförmigen Bestandteilen und den tröpfchenförmigen Bestandteilen unterschiedliche
Strömungsgeschwindigkeiten zu vermitteln, so daß die Verdampfung der tröpfchenförmigen Teile gefördert
wird.
In allen Fällen ist es vorteilhaft, wenn der Verdampferraum über einen Auslaß mit verringertem Strömungsquerschnitt
an einen Dampfverbraucher anschließbar ist. Der
Querschnitt kann dabei in der Form ausgebildet sein, daß der Druck des austretenden Dampfes den jeweiligen Erfordernissen
angepaßt ist.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient in Zusammenhang mit der Zeichnung
der näheren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispieles
eines Dampferzeugers mit einer in der Verlängerung der Reaktionskammer angeordneten
Verdampferkammer und einer Dralldüsengegeneinspritzung für das zugesetzte Wasser;
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Fig. 2 eine schematische Längsschnittansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels
eines Dampferzeugers mit einer die Reaktionskammer in Form von Ringräumen konzentrisch
umgebenden Verdampferkammer;
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 eines abgewandelten Ausführungsbeispiels eines
Dampferzeugers mit radialer Einspritzung des Wassers in die Reaktionskammer und
Fig. 4 eine schematische Längsschnittansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels
eines Dampferzeugers mit einer porösen Reaktionskammerinnenwand.
Der in Figur 1 dargestellte Dampferzeuger umfaßt eine zylindrische, langgestreckte Reaktionskammer 1 mit einer
abgeschlossenen Stirnwand 2, die eine zentrale Einlaßöffnung 3 aufweist. Diese steht mit einem in der Zeichnung
nicht dargestellten Einblas- und Zündelement in Verbindung, welches ein zündfähiges Wasserstoff-Sauerstoff
-Gemisch herstellt und in die Reaktionskammer 1 einleitet. Dieses zündfähige Gasgemisch wird in der in der
Zeichnung nicht dargestellten Zündeinrichtung gezündet, so daß es im Inneren der Reaktionskammer 1 unter Bildung
von hocherhitztem Wasserdampf reagiert. Das Reaktionsprodukt ist bei Verwendung einer stöchiometrischen Gasmi-
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schung reiner Wasserdampf.
In der Wand 4 der Reaktionskammer 1 verlaufen achsparallele Kanäle 5 mit geringem Querschnitt, die mit einem
am stromaufwärtigen Ende der Reaktionskammer 1 angeordneten, mit einem Wassereinlaß 6 versehenen Ringraum 7
in Verbindung stehen. Diese Wasserkanäle können über den Umfang verteilte, diskrete Kanäle sein, die Kanäle können
auch durch einen die Reaktionskammer umgebenden Ringspalt gebildet sein, wobei dann die Innenwand und die
Außenwand der Reaktionskammer über in der Zeichnung nicht dargestellte Stege miteinander verbunden sind.
Die Kanäle 5 münden am stromabwärts gelegenen Ende der Reaktionskammer in einen weiteren Ringraum 8, aus dem
ein schräg z.ur Reaktionskammerlängsachse verlaufender Kanal 9 austritt, der in eine Dralldüse 10 in der verschlossenen
Stirnwand 11 der Reaktionskammer 1 eintritt. Die Dralldüse ist dabei konzentrisch zur Reaktionskammer
1 angeordnet und weist einen rotationssymmetrischen Hohlraum 12 auf, in den der Kanal 9 derart exzentrisch eintritt,
daß durch ihn in den Hohlraum strömendes Medium um die Längsachse der Dralldüse in Drehung versetzt wird.
Auf dieser Längsachse ist der Hohlraum 12 über eine zentral angeordnete Einspritzöffnung mit dem Inneren der
Reaktionskammer 1 verbunden, so daß das aus dem Hohlraum 12 austretende Wasser entgegen der GasStrömungsrichtung
in der Reaktionskammer in Form eines rotationssymmetrischen Schleiers 14 in die Reaktionskammer eingespritzt
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wird, wobei sich das eingespritzte Wasser an die Innenwand der Reaktionskammer anlegt und diese zusätzlich
kühlt.
In Strömungsrichtung schließt sich an die Reaktionskammer 1 eine ebenfalls zylindrische Verdampferkammer 15
an, die mit der Reaktionskammer über die Stirnwand 11
durchsetzende, die Dralldüse 10 umgebende, schräg nach
außen gerichtete Strömungskanäle 16 in Verbindung steht.
Diese Strömungskanäle 16 haben gemeinsam gegenüber dem
Strömungsquerschnitt in der Reaktionskammer 1 einen wesentlich verringerten Strömungsquerschnitt, so daß in
ihnen die Strömungsgeschwindigkeit der Reaktionsgase (Wasserdampf) und des eingespritzten Wassers erheblich
erhöht wird.
Die Verdampferkammer, die gegenüber den Strömungskanälen
16 ein erheblich vergrößerten Querschnitt aufweist, verengt sich an ihrem stromabwärts gelegenen Ende konisch
und mündet in einen Auslaß 17 ein, der in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise unmittelbar an einen Verbraucher
angeschlossen werden kann, beispielsweise einen Sterilisator.
Im Betrieb wird ein entzündbares, vorzugsweise stöchiometrisches
Gasgemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff in der Reaktionskammer zu Wasserdampf verbrannt. Durch die
Kanäle 5 geleitetes Wasser kühlt dabei die Wand der Reaktionskammer und heizt sich selbst dabei stark auf, so daß
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das Wasser in den Kanälen vor dem Einspritzen in die Reaktionskammer teilweise verdampft. Man erhält also
in der Nähe der Einspritzöffnungen ein Zweiphasengemisch mit einer erhöhten Temperatur, wobei der Druck dieses
Zweiphasengemisches und dabei auch die Siedetemperatur durch die Drosselung, die durch den geringen Querschnitt
der Einspritzöffnungen erfolgt, deutlich oberhalb dem Umgebungsdruck bzw. der Siedetemperatur bei Umgebungsdruck
liegen.
Das Zweiphasengemisch wird im Gegenstrom in die heißen Reaktionsgase in der Reaktionskammer eingespritzt, wobei
durch die Drosselung im Bereich der Einspritzöffnungen und die anschließende Entspannung in der Reaktionskammer große Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen dampfförmig
aus den Einspritzöffnungen austretendem Wasser und flüssigem Wasser auftreten. Diese Strömungsdifferenzen
fördern, die Verdampfung des flüssigen Wassers. Dieser Effekt wird auch durch die heißen Reaktionsgase und
die Gegenstromeinspritzung zusätzlich gefördert.
Anschließend gelangt die Mischung aus flüssigem und gasförmigem Wasserdampf durch die Strömungskanäle in den
Verdampferraum, wobei durch den engen Querschnitt in den
Strömungskanälen erneut eine Vergrößerung der Geschwindigkeit dieses Zweiphasengemisches eintritt. Durch die
danach erfolgende Entspannung im Verdampferraum treten wieder große Geschwindigkeitsdifferenzen auf, die zu einer
vollständigen und homogenen Verdampfung des flüssigen
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Wassers führen. Auf diese Weise wird das Wasser bis zum Auslaß des Verdampferraums vollständig verdampft, so daß
homogener Wasserdampf in den anschließenden Verbraucher eintreten kann. Dieser Wasserdampf durchströmt den als
Drosselquerschnitt ausgebildeten Auslaß 17 üblicherweise kritisch. Die Temperatur des ausströmenden Dampfes kann
je nach Anwendungszweck auch nur geringfügig über der
Siedetemperatur liegen, diese Temperatur kann niedriger sein als die Temperatur des aus der Dralldüse in die
Reaktionskammer eingespritzten Zweiphasengemisches.
Der beschriebene Dampferzeuger kann sehr geringe bauliche Abmessungen haben und ist insbesondere auch für die
verzögerungsfreie Bereitstellung von Heißdampf wählbaren Zustands auf oder oberhalb der Siedelinie in einem niedrigen
Leistungsbereich geeignet, beispielsweise bei einer Leistung von 1 bis 500 kW thermisch. Mit diesem
Dampferzeuger ist sowohl ein kontinuierlicher als auch ein intermittierender Betrieb bei konstantem Zustand
aber auch bei veränderbarem Dampfzustand und variabler Leistung möglich.
Bei dem in Figur 2 dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel
eines Dampferzeugers sind Teile, die denen des Dampferzeugers der Figur 1 entsprechen, mit
gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Wie im Falle des Dampferzeugers der Figur 1 ist eine Reaktionskammer 1 vorgasäien, in deren Wand Kanäle 5 für
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Wasser angeordnet sind. Die Kanäle 5 umgeben in dem Ausführungsbeispiel
der Figur 2 die Innenwand der Reaktionskammer 1 wendelförmig. Zu diesem Zweck kann die Außenwand
der Reaktionskammer ein Gewinde tragen, über welches eine Hülse 21 geschoben ist, die dicht an den einzelnen
Gewindegängen anliegt und dadurch einen wendeiförmigen Kanal ausbildet.
Wie im Ausführungsbeispiel der Figur 1 wird das durch die Kanäle 5 geführte und aufgeheizte Zweiphasengemisch über
eine Dralldüse 10 entgegen der Strömungsrichtung der Reaktionsgase
in die Reaktionskammer 1 eingespritzt.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 wird die Reaktionskammer 1 von einem sich über deren gesamte
Länge erstreckenden Ringraum 22 umfangen, der koaxial zur Reaktionskammer 1 angeordnet ist. Er steht über Radialkanäle
23 mit dem stromabwärts gelegenen, von der Stirnwand 11 verschlossenen Ende der Reaktionskammer 1
in Verbindung.
Der Ringraum 22 ist seinerseits von einem weiteren Ringraum 24 umgeben, der ebenfalls koaxial zur Reaktionskammer
1 angeordnet ist. Am stromaufwärts gelegenen Ende des Dampferzeugers sind der innere Ringraum 22 und der
äußere Ringraum 24 über Drosselkanäle 25 miteinander verbunden, die einen gegenüber den Ringräumen kleinen
Strömungsquerschnitt aufweisen.
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Der äußere Ringraum 24 verjüngt sich im Bereich der konisch ausgebildeten Stirnwand 11 ebenfalls konisch und
mündet in den Auslaß 17 ein, an den ein geeigneter Verbraucher angeschlossen werden kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden der innere Ringraum und der äußere Ringraum die Verdampferkammer, diese
ist also in zwei Schalen koaxial um die Reaktionskammer 1 herumgelegt, so daß insgesamt eine wesentlich geringere
Baulänge des Dampferzeugers im Vergleich zu dem Dampferzeuger der Figur 1 möglich wird. Trotzdem kann
in den beiden als Verdampferkammer wirkenden Ringräumen eine vollständige und gleichmäßige Verdampfung des flüssigen
Wassers und eine Homogenisierung des Dampfes erfolgen, wobei die Drosselkanäle 25 in der oben bereits beschriebenen
Weise durch Erzeugung unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeiten zu dieser Homogenisierung beitragen.
Das in den Kanälen 5 geführte Wasser kann wegen des gegenüber dem Verdampferraum erhöhten Druckes in der Regel
auch eine Temperatur annehmen, die über der des zu erzeugenden Dampfes liegt. In diesem Ausführungsbeispiel
wird deshalb vom überhitzten Wasser der Kanäle 5 über die Trennwand 21 zusätzlich Wärme an das im Ringraum 22 strömende
Wasser-Dampf-Gemisch übertragen und somit die Verdampfung des verbliebenen Wasseranteils gefördert.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 3 gleicht dem der Figur 2 weitgehend, einander entsprechende Teile tragen
daher dieselben Bezugszeichen. Diese Ausfuhrungsform unterscheidet
sich von der der Figur 2 lediglich dadurch, daß den Ringraum 8 radial nach innen gerichtete Ein-
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spritzöffnungen 26 mit dem Innenraum der Reaktionskammer
1 verbinden, während die in der Stirnwand 11 angeordnete
Dralldüse fehlt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Zweiphasengemisch aus den Kanälen 5 somit am stromabwärtigen
Ende der Reaktionskammer radial in diese eingespritzt.
Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, welches ähnlich aufgebaut ist wie das Ausführungsbeispiel
der Figur 1 und bei dem einander entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen tragen, ist die Innenwand
32 der Reaktionskammer 1 aus einem porösen Sintermetallrohr aufgebaut, so daß die Kanäle 5 über die Poren in
dieser porösen Innenwand unmittelbar in die Reaktionskammer münden, d.h. die Poren wirken als Einspritzöffnungen
für das in den Kanälen 5 erhitzte Zweiphasengemisch. Dabei erfolgt ein Austritt im wesentlichen in dem
stromabwärts gelegenen Teil, in dem das Wasser durch Temperaturerhöhung teilweise in Dampfform umgewandelt ist.
Durch das austretende Dampf-Wasser-Gemisch wird infolge der Strömungsgeschwindigkeit im Reaktionsraum entlang
dessen Wand ein Kühlfilm gebildet, der diese Wand vor zu hoher Erwärmung schützt, hierbei Wärme aufnimmt und vollständig
verdampft.
Bei diesem Ausführungsbeispiel schließt sich der Verdampferraum stromabwärts an die Reaktionskammer an. In
diesem Übergangsbereich kann in der in Figur 1 beschriebenen Weise eine Drosselung der Reaktionsgase erfolgen,
dies ist in Figur 4 nicht besonders eingezeichnet.
Selbstverständlich kann eine solche Lösung auch mit einer Verdampferkammer realisiert werden, die entsprechend
den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 und 3 durch die Reaktionskaznmer koaxial umgebende Ringräume realisiert
ist.
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Claims (12)
- HOEGER, STELLREGHT'&.PÄRTNHR 35 12947PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 ο ■ D 7000 STUTTGART 1A 46 572 u Anmelderin: Deutsche Forschungs- undu - 183 Versuchsanstalt für Luft-26. März 1985 und Raumfahrt e.V.5300 BonnPostanschrift:Postfach 90 60 58 5000 Köln 90Patentansprüche :ί.^Verfahren zur Erzeugung von Wasserdampf in einem ^Dampferzeuger, bei dem man in einer Heißgasreaktionskammer Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasserdampf reagieren läßt, bei dem man in der Wand der Heißgasreaktionskammer Wasser erwärmt und bei dem man das erwärmte Wasser in die heißen Reaktionsgase einspritzt, dadurch gekennzeichnet, daß man das Wasser vor dem Einspritzen in die Reaktionsgase stark drosselt und dadurch das Wasser in der Wand der Reaktionskammer auf eine gegebenenfalls oberhalb der gewünschten Endtemperatur des Wasserdampfes liegende Temperatur so weit erwärmt, daß man das Wasser in Form eines Zweiphasengemisches aus flüssigem Wasser und Wasserdampf in die heißen Reaktionsgase einspritzt.A 46 572 UU - 18326. März 1985 - 2 -
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionsgase nach Einspritzung des Wasser-Dampf-Gemisches durch eine Verengung leitet und. dadurch ihre Strömungsgeschwindigkeit erhöht.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daJ3 man das erwärmte Wasser im Gegenstrom in das Reaktionsgas einspritzt.
- 4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das erwärmte Wasser in eine Dralldüse einleitet und aus dieser in Form eines rotationssymmetrischen Schleiers abgibt.
- 5. Dampferzeuger zur Durchführung des Verfahrens der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Heißgasreaktionskamitier, die von einem im wesentlichen stöchiometrischen Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff durchströmbar ist, welches in der Reaktionskammer zu Wasserdampf reagiert, und mit Kühlkanälen für Wasser in der Wand der Reaktionskammer, die über Einspritzöffnungen mit der Reaktionskammer in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzöffnungen (13; 26) als Drossel ausgebildet sind und daß sich an die Reaktionskammer (1) eine Verdampferkammer (15; Ringräume 22, 24) an->35129A7A 46 572 uU - 18326. März 1985 - 3 -schließt, mit der die Reaktionskammer (1) über eine Strömungsverengung (Strömungskanäle 16; Drosselkanäle 25) in Verbindung steht.
- 6. Dampferzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle (5) die Reaktionskammer (1) wendelförmig umgeben.
- 7. Dampferzeuger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzöffnungen (13) entgegen der Strömungsrichtung der Reaktionsgase in der Reaktionskammer (1) gerichtet sind.
- 8. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzoffnungen (13) Teil einer Dralldüse (10) sind, in die die Kühlkanäle (5, 9) so exzentrisch einmünden, daß das Zweiphasengemisch vor dem Einspritzen in die Reaktionskammer (1) in Rotation versetzt wird.
- 9. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzöffnungen und zumindest zum Teil die Kühlkanäle (5) durch die Poren eines porösen, die Reaktionskammer (1) umgebenden Einspritzkörpers (Sintermetallrohr 32) gebildet werden.A 46 572 uu - 18326. März 1985 - 4 -
- 10. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferkammer als die Reaktionskammer (1) koaxial umgebender Ringraum ■ (22, 24) ausgebildet ist.
- 11. Dampferzeuger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferkammer einen unmittelbar mit der Reaktionskammer (1) verbundenen inneren Ringraum (22) und einen sich daran anschließenden, ebenfalls koaxial zur Reaktionskammer (1) angeordneten, äußeren Ringraum (24) umfaßt und daß zwischen den beiden Ringräumen (22, 24) eine Strömungsverengung (Drosselkanäle 25) angeordnet ist.
- 12. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferraum (15; Ringräume 22, 24) über einen Auslaß (17) mit verringertem Strömungsquerschnxtt an einen Dampfverbraucher anschließbar ist.
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DE (2) | DE3512947A1 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4012431C1 (de) * | 1990-04-19 | 1991-08-01 | Balcke-Duerr Ag, 4030 Ratingen, De | |
US6247316B1 (en) | 2000-03-22 | 2001-06-19 | Clean Energy Systems, Inc. | Clean air engines for transportation and other power applications |
US6389814B2 (en) | 1995-06-07 | 2002-05-21 | Clean Energy Systems, Inc. | Hydrocarbon combustion power generation system with CO2 sequestration |
DE10243250A1 (de) * | 2002-09-17 | 2004-03-25 | Alstom (Switzerland) Ltd. | Verfahren zum Erzeugen von Wasserdampf, insbesondere Reinstwasserdampf sowie Dampferzeuger |
US6824710B2 (en) | 2000-05-12 | 2004-11-30 | Clean Energy Systems, Inc. | Working fluid compositions for use in semi-closed brayton cycle gas turbine power systems |
US7882692B2 (en) | 2004-04-16 | 2011-02-08 | Clean Energy Systems, Inc. | Zero emissions closed rankine cycle power system |
DE102012219755A1 (de) * | 2012-10-29 | 2014-04-30 | Thyssenkrupp Marine Systems Gmbh | Verfahren zum Erzeugen von Wasserdampf |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202008018190U1 (de) | 2008-03-27 | 2011-12-15 | Michael Giese | Motor |
DE102008015915A1 (de) | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Giese, Michael, Dr.-Ing. | Motor |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR662772A (fr) * | 1928-10-22 | 1929-08-12 | Générateur de vapeur | |
DE2426872A1 (de) * | 1973-06-04 | 1974-12-19 | Gcoe Corp | Generator zur erzeugung eines heissen, gespannten arbeitsgases |
DE2933932A1 (de) * | 1979-08-22 | 1981-03-12 | Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn | Dampferzeuger |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE397331A (de) * | ||||
FR613951A (fr) * | 1925-08-10 | 1926-12-03 | Perfectionnement aux chaudières à vaporisation rapide | |
GB333922A (en) * | 1929-04-23 | 1930-08-25 | George Rolfe Stow | Improvements in or relating to steam power plants |
GB463738A (en) * | 1935-10-22 | 1937-04-06 | Rudolf Arnold Erren | Improvements relating to direct contact steam generators |
US4211071A (en) * | 1978-05-19 | 1980-07-08 | Vapor Energy, Inc. | Vapor generators |
US4390062A (en) * | 1981-01-07 | 1983-06-28 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Downhole steam generator using low pressure fuel and air supply |
US4475883A (en) * | 1982-03-04 | 1984-10-09 | Phillips Petroleum Company | Pressure control for steam generator |
-
1985
- 1985-04-11 DE DE19853512947 patent/DE3512947A1/de not_active Withdrawn
-
1986
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- 1986-04-09 DE DE8686104859T patent/DE3673046D1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR662772A (fr) * | 1928-10-22 | 1929-08-12 | Générateur de vapeur | |
DE2426872A1 (de) * | 1973-06-04 | 1974-12-19 | Gcoe Corp | Generator zur erzeugung eines heissen, gespannten arbeitsgases |
DE2933932A1 (de) * | 1979-08-22 | 1981-03-12 | Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn | Dampferzeuger |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4012431C1 (de) * | 1990-04-19 | 1991-08-01 | Balcke-Duerr Ag, 4030 Ratingen, De | |
US6389814B2 (en) | 1995-06-07 | 2002-05-21 | Clean Energy Systems, Inc. | Hydrocarbon combustion power generation system with CO2 sequestration |
US6598398B2 (en) | 1995-06-07 | 2003-07-29 | Clean Energy Systems, Inc. | Hydrocarbon combustion power generation system with CO2 sequestration |
US6247316B1 (en) | 2000-03-22 | 2001-06-19 | Clean Energy Systems, Inc. | Clean air engines for transportation and other power applications |
US6523349B2 (en) | 2000-03-22 | 2003-02-25 | Clean Energy Systems, Inc. | Clean air engines for transportation and other power applications |
US6824710B2 (en) | 2000-05-12 | 2004-11-30 | Clean Energy Systems, Inc. | Working fluid compositions for use in semi-closed brayton cycle gas turbine power systems |
US6910335B2 (en) | 2000-05-12 | 2005-06-28 | Clean Energy Systems, Inc. | Semi-closed Brayton cycle gas turbine power systems |
DE10243250A1 (de) * | 2002-09-17 | 2004-03-25 | Alstom (Switzerland) Ltd. | Verfahren zum Erzeugen von Wasserdampf, insbesondere Reinstwasserdampf sowie Dampferzeuger |
US6834622B2 (en) | 2002-09-17 | 2004-12-28 | Alstom Technology Ltd | Method for generating steam, in particular ultrapure steam, and steam generator |
DE20221983U1 (de) | 2002-09-17 | 2010-03-04 | Alstom Technology Ltd. | Dampferzeuger zum Erzeugen von Wasserdampf, insbesondere Reinstwasserdampf |
US7882692B2 (en) | 2004-04-16 | 2011-02-08 | Clean Energy Systems, Inc. | Zero emissions closed rankine cycle power system |
DE102012219755A1 (de) * | 2012-10-29 | 2014-04-30 | Thyssenkrupp Marine Systems Gmbh | Verfahren zum Erzeugen von Wasserdampf |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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EP0197555A2 (de) | 1986-10-15 |
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