DE3636689A1

DE3636689A1 - Flow-type steam generator and steam recuperator

Info

Publication number: DE3636689A1
Application number: DE19863636689
Authority: DE
Inventors: Michael Laumen
Original assignee: LAUMEN THERMOTECHNIK M
Current assignee: LAUMEN THERMOTECHNIK M
Priority date: 1986-09-08
Filing date: 1986-10-28
Publication date: 1988-03-17

Abstract

So as not to have to provide continuously the high heat output needed briefly for short surges of steam, such as in steam irons or steam presses, the thermal capacity of a flow-type steam generator of porous sintered metal is utilised. The sintered metal block is heated electrically to a certain maximum heating temperature, for example, and when steam is needed, water is introduced into the flow-type steam generator, which vaporises on the hot grains of sintered metal, and is supplied to the consumer component via a steam discharge line. No high pressures result in the block of porous sintered metal, since the outlet of the flow-type steam generator is open when the water to be vaporised is introduced. Thus the vaporisation of the water supplied occurs at ambient pressure. In a preferred embodiment, a jet pump is integrated into the steam discharge line between the steam consumer and the flow-type steam generator; this sucks in steam that has not been used from the surroundings again. The steam-air mixture sucked in again is conditioned according to the desired thermal specifications of the steam needed, in a heat exchanger of porous sintered metal surrounding the mixing section. In continuous operation, a superheater follows the evaporator. <IMAGE>

Description

Dampferzeuger werden in vielen industriellen Bereichen angewandt. Neben der leistungsbezogenen Dimensionierung, die von 1 kg/h bis in den Bereich mehrerer t/h variiert, ist ein weiteres Unterscheidungsmerkmal für die Auslegung der primären Leistungszufuhr von außerordentlicher Bedeutung. Es ist dies die Betriebsweise, die nach kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Dampfentnahme zu klassifizieren ist.Steam generators are used in many industrial areas. Next the performance-related sizing, ranging from 1 kg / h to the range varies several t / h, is another differentiator for the design of the primary power supply is extremely important. It is the mode of operation that is continuous or discontinuous Steam extraction is classified.

Insbesonders bei diskontinuierlicher Dampfentnahme bietet der erfindungsgemäße Aufbau eines Dampferzeugers erhebliche Vorteile zum Stand der Technik. Bei diskontinuierlichem Betrieb kann die installierte Leistungszufuhr der Primärenergieversorgung unterhalb des Wertes liegen, der für die momentane Dampfentnahme benötigt würde. Konventionell realisiert man dies in der Form, daß in einem geschlossenen Behälter ein Wasservorrat so weit überhitzt wird, daß das Δ t zwischen Heißwasser und der gewünschten Dampftemperatur so hoch ist, daß eine ausreichende Leistungsvorhaltung für die momentane Dampfentnahme realisiert wird. Dies hat allerdings den Nachteil, daß der Heißwasserbehälter auf den Druck entsprechend der Speicherendtemperatur ausgelegt werden muß. Solche Druckbehälter sind teuer. Erfindungsgemäß wird dies dadurch umgangen, daß ein Wärmetauscher in Form eines porösen Sintermetalls verwandt wird.Particularly in the case of discontinuous steam extraction, the construction of a steam generator according to the invention offers considerable advantages over the prior art. In the case of discontinuous operation, the installed power supply of the primary energy supply can be below the value that would be required for the current steam extraction. Conventionally, this is done in such a way that a water supply is overheated in a closed container to such an extent that the Δ t between hot water and the desired steam temperature is so high that sufficient power provision is achieved for the current steam extraction. However, this has the disadvantage that the hot water tank must be designed for the pressure corresponding to the storage temperature. Such pressure vessels are expensive. According to the invention, this is circumvented by using a heat exchanger in the form of a porous sintered metal.

Dieser Sintermetallkörper wird so dimensioniert, daß eine äquivalente Leistungsvorhaltung auf Basis der spezifischen Wärmekapazität realisiert wird. Dies geschieht in der Form, daß der Verdampfer sensibel aufgeheizt wird, ohne daß die flüssige Phase des Wassers bzw. Wärmeträgers in nennenswerter Menge vorliegt. Die Aufheizung endet bei der Temperatur, die der Energiemenge entspricht, die zur Verdampfung der Wassermenge führt, die nicht durch direkte Wärmezufuhr gedeckt werden kann. Die Überhitzung der in der Verdampferkammer verbliebenen Dampfphase führt zu keinem nennenswerten Druckanstieg, da der Druck davon abhängt, bei welcher Temperatur der Phasenwechsel vollzogen wird. Konventionell erfolgt die Dampfentnahme in der Weise, daß ein Ventil über der Dampfphase geöffnet wird und das Heißwasser entspannt, wodurch sich ein thermodynamisches Gleichgewicht einstellt. Hierbei verdampft ein Teil des Heißwassers, so daß momentan eine größere Dampfmenge zur Verfügung gestellt werden kann, als dies durch die Wärmezufuhr des installierten Wärmetauschers möglich wäre (Gefällespeicher).This sintered metal body is dimensioned so that an equivalent Performance reserve based on specific heat capacity becomes. This is done in such a way that the evaporator heats up sensitively is, without the liquid phase of the water or heat transfer medium in significant Quantity is available. The heating ends at the temperature that corresponds to the amount of energy that leads to the evaporation of the amount of water, that cannot be covered by direct heat. The overheating the vapor phase remaining in the evaporator chamber does not lead to any noteworthy Pressure rise, as the pressure depends on what temperature the phase change is completed. The steam is removed conventionally in such a way that a valve is opened over the vapor phase and the hot water relaxes, creating a thermodynamic balance sets. Here, part of the hot water evaporates, so that a larger amount of steam can currently be made available than this would be possible by supplying heat to the installed heat exchanger (Gradient store).

Erfindungsgemäß wird die Dampfentnahme dadurch realisiert, daß die Wasserzufuhr über die Speisepumpe so dosiert wird, daß aufgrund der Abstimmung der vorgehaltenen Leistung und der momentanen Leistungszufuhr Dampf der gewünschten Kondition und Menge bereitgestellt wird. Überraschend stellt sich hierbei ein Druck ein, der unterhalb des Druckes liegt, der auftreten würde, wenn der Phasenwechsel bei der Endtemperatur der Speicherung erfolgen würde.According to the invention, the steam removal is realized in that the water supply is metered via the feed pump so that due to the vote the available power and the current power supply steam the desired condition and quantity is provided. Surprised this results in a pressure which is below the pressure which would occur if the phase change at the final storage temperature would be done.

Da die Wasserzufuhr nur bei geöffnetem Abdampfventil erfolgt, geht das Wasser bzw. Arbeitsmedium bei entsprechendem Druck in den Sattdampfbereich über, um beim weiteren Durchströmen des Sintermetallverdampfers ohne nennenswerten Druckanstieg zu überhitzen. Während der Öffnungsphase wandert der Bereich des Phasenwechsels stromabwärts. Vorteilhaft ist hierbei, daß die Speicherkapazität des Metalls auch unterhalb der Verdampfungstemperatur genutzt werden kann, da das Speisewasser in den Teilen des Verdampfers, die zur Verdampfung keine ausreichende Temperatur mehr aufweisen, sensibel aufgeheizt wird. Since the water is only supplied when the steam valve is open, this is possible Water or working medium at the appropriate pressure in the saturated steam area over to continue to flow through the sintered metal evaporator without overheating. During the opening phase the phase change area migrates downstream. It is advantageous this means that the storage capacity of the metal is also below the evaporation temperature can be used because the feed water in the Parts of the evaporator that do not have sufficient temperature to evaporate have more, is heated sensitively.

Die Abschaltung der Energiezufuhr durch den Primärwärmetauscher erfolgt immer dann, wenn die Speicherendtemperatur erreicht wird; die Zuschaltung entweder, wenn die zur Verdampfung notwendige minimale Temperatur erreicht wird, auf jeden Fall dann, wenn Dampf entnommen wird. Diese Schaltung ermöglicht es, den Primärenergietauscher auf die Leistung auszulegen, die für eine kontinuierliche Verdampfung der stündlich maximal abgeforderten Dampfmenge installiert werden müßte.The energy supply is switched off by the primary heat exchanger whenever the storage tank end temperature is reached; the connection either when the minimum temperature required for evaporation is reached in any case when steam is removed. This circuit enables the primary energy exchanger to be designed for the power, those for continuous evaporation of the maximum demanded per hour Amount of steam would have to be installed.

Für die Möglichkeit thermischer Speicherleistung spielt die Wärmeleitfähigkeit des verwendeten porösen Sintermaterials nur eine untergeordnete Rolle, da die Ableitung zum Dampf nur die Strecke der Kugelmitte zur Kugeloberfläche beträgt, diese Strecke beträgt systemsignifikant nur 125-250 µm, da vorzugsweise Korn- bzw. Kugelgrößen von 250-500 µm Anwendung finden. Insbesondere bei einer elektrischen Energieversorgung kann die Wiederaufheizung bei großem Δ t erfolgen, so daß schnelle Wiederaufheizzeiten realisiert werden können.The thermal conductivity of the porous sintered material used plays only a subordinate role for the possibility of thermal storage performance, since the discharge to the steam is only the distance from the center of the ball to the surface of the ball; this distance is systemically only 125-250 µm, since grain or ball sizes of 250 are preferred -500 µm can be used. In particular in the case of an electrical energy supply, the reheating can take place at a large Δ t , so that fast reheating times can be achieved.

Sofern in der Wiederaufheizphase, also bei geschlossenem Abdampfventil, flüssige Phase des Wärmeträgers verbleibt, steigt für diesen Anteil zwangsläufig die Phasenwechseltemperatur und der Druck. Dies ist ein systemsignifikant gewünschter und erfindungsgemäßer Effekt, da zwischen Durchlaufdampferzeuger und Abdampfventil ein beispielsweise federbelasteter Überströmventil installiert wird, welches bei einem voreingestellten Maximaldruck Dampf in eine Filterkerze leitet. Diese Filterkerze ist ebenfalls aus porösem Sintermetall und dient der Abscheidung von Schwebstoffen und Kesselstein aus dem Speisewasser. Die Porosität der Filterkerze entspricht maximal dem Porenradius des Verdampfers, die Filterfläche ist so dimensioniert, daß bei minimalem Wasserstand die jeweils maximale Wassermenge pro Sekunde überströmen kann. Die Einleitung des Dampfes bewirkt einerseits eine Rückspülung der Filterporen durch den Dampfstoß sowie eine Aufheizung der Kerze durch Kondensation des Dampfes. Die Aufheizung ist insofern von Bedeutung, als eine vermehrte Ausfällung von Calciumcarbonat (Kesselstein) insbesondere ab Temperaturen von 62°C erwartet werden kann. Die vorbeschriebene Verfahrenstechnik hat den Sinn, Ablagerungen im Verdampfer zu reduzieren, wobei die chemische Behandlung des Speisewassers zumindest reduziert werden kann.If in the reheating phase, i.e. with the steam valve closed, remains liquid phase of the heat transfer medium increases for this portion inevitably the phase change temperature and the pressure. This is a systemically desired and inventive effect, since between Pass-through steam generator and steam valve, for example spring-loaded Overflow valve is installed, which at a preset Maximum pressure steam conducts into a filter candle. This filter candle is also made of porous sintered metal and used to separate suspended matter and scale from the feed water. The porosity of the filter candle corresponds at most to the pore radius of the evaporator, the filter surface is dimensioned so that at a minimum water level each maximum water flow per second. The introduction of the On the one hand, steam causes the filter pores to be backwashed Steam boost and heating of the candle through condensation of the steam. Heating is important in that an increased precipitation of calcium carbonate (scale) especially from temperatures of 62 ° C can be expected. The process engineering described above has the meaning Reduce deposits in the evaporator, taking chemical treatment of the feed water can at least be reduced.

Sofern die Möglichkeit besteht, Abdampf gezielt abzusaugen, kann das System um einen Dampfrekuperator erweitert werden, wodurch sehr große Energiemengen in Form der Verdampfungsenthalpie sowie Speisewasser zurückgewonnen werden können.If there is a possibility to selectively extract exhaust steam, this can System can be expanded by a steam recuperator, which makes very large Amounts of energy in the form of enthalpy of vaporization and feed water are recovered can be.

Hierbei wird die Arbeitsfähigkeit des Dampfes in der Weise Genutzt, daß mittels mindestens einer Strahldüse und eines Diffusors in einer Kammer Unterdruck aufgebaut wird, deren umgebende Grenzflächen aus porösem Sintermetall bestehen. Die Sinterwand übernimmt hierbei die Funktion des sonst üblichen massiven Mischrohres, wobei der anzusaugende Massenstrom jedoch kontinuierlich dem Treibstrahl beigemischt wird, was zu einer erheblichen Reduktion der sonst üblichen Stoßverluste im Mischrohr führt.Here, the working ability of the steam is used in such a way that by means of at least one jet nozzle and a diffuser in a chamber Vacuum is built up, the surrounding interfaces of porous sintered metal consist. The sintered wall takes on the function of otherwise usual solid mixing tube, the mass flow to be sucked in however, is continuously mixed into the propellant jet, which leads to a considerable Reduction of the usual shock losses in the mixing tube.

Die Konditionierung des angesaugten Dampfes auf den gewünschten Zustand kann in der Form durchgeführt werden, daß die Verdichtung und Temperaturerhöhung ausschließlich durch den Injektor erfolgt oder aber in der Form, daß der Dampf beim Durchströmen des porösen Mischrohrs auf eine gewünschte Temperatur überhitzt wird und lediglich der Druckhub durch den Strahlverdichter erfolgt.Conditioning the aspirated steam to the desired condition can be carried out in the form that the compression and temperature increase done exclusively by the injector or in the form that the steam as it flows through the porous mixing tube to a desired one Temperature is overheated and only the pressure stroke through the jet compressor he follows.

Fig. 1 zeigt beispielhaft einen Durchlauf-Dampferzeuger mit elektrischer Beheizung im Maßstab 1 : 1 für eine Dampfmenge von 2,5 kg/h Sattdampf 135°C, 3 bar, entsprechend 0,7 g/s. Gefordert wird für die Anwendung als Dampferzeuger für ein Bügeleisen 1,5 g/s für eine Taktzeit von mindestens 10 s. Für besonders schwere Stoffqualitäten können jedoch auch größere Dampfmengen z. B. von max. 3 g/s erforderlich sein. . Corresponding to 0.7 g / s 1 for a steam amount of 2.5 kg / h of saturated steam 135 ° C, 3 bar, Figure 1 shows an example of a continuous steam generator with electrical heating in scale 1. For use as a steam generator for an iron, 1.5 g / s is required for a cycle time of at least 10 s. For particularly heavy fabric qualities, however, larger amounts of steam, for. B. of max. 3 g / s may be required.

Der Verdampferblock (1) aus gut leitendem porösen Sintermetall ist so dimensioniert, daß die Abdampffläche und Speicherkapazität bei gewählter Korngröße und Porosität für die maximale Dampfmenge ausreicht. Sind Korngröße und Porenradius optimal auf das zu verdampfende Arbeitsmedium abgestimmt, können Wärmeübergangskoeffizienten < 70 kW/m²*K bezogen auf die Abströmfläche in Ansatz gebracht werden. Die Seitenflächen des Verdampfers (1), die an die Aufnahme (2) grenzen, sind so ausgelegt, daß die Wärmemenge aus dem Heizkörper (3) übertragen werden kann, die benötigt wird, um die vorgegebene maximale stündliche Dampfmenge im kontinuierlichen Betrieb zu erzeugen.The evaporator block ( 1 ) made of highly conductive porous sintered metal is dimensioned so that the evaporation surface and storage capacity are sufficient for the maximum amount of steam with the selected grain size and porosity. If the grain size and pore radius are optimally matched to the working medium to be evaporated, heat transfer coefficients <70 kW / m² * K can be used in relation to the outflow surface. The side surfaces of the evaporator ( 1 ), which border on the receptacle ( 2 ), are designed so that the amount of heat can be transferred from the radiator ( 3 ), which is required to generate the predetermined maximum hourly amount of steam in continuous operation.

Im Beispiel sind dies 2,5 kg entsprechend 0,7 g/s. Die erforderliche Leistung beträgt:In the example this is 2.5 kg corresponding to 0.7 g / s. The required performance is:

sensibel
4,36 kJ * 2,5×Δ t 115= 1225 kJ latent
2,60 kJ * 2,5= 5400 kJ
6625 kJsensitive
4.36 kJ * 2.5 × Δ t 115 = 1225 kJ latent
2.60 kJ * 2.5 = 5400 kJ
6625 kJ

Die benötigte Leistung beträgt somit 1,85 kW. Die Übertragungsfläche kann nunmehr durch Vorgabe eines Δ t zwischen Verdampfungstemperatur bzw. Mindesttemperatur des Sintermetallverdampfers und Heizkörper bestimmt werden oder man berechnet zunächst die erforderliche Speicherkapazität und bestimmt das erforderliche Δ t bei gegebener Fläche.The required power is therefore 1.85 kW. The transfer area can now be determined by specifying a Δ t between the evaporation temperature or minimum temperature of the sintered metal evaporator and the radiator, or the required storage capacity is first calculated and the required Δ t determined for a given area.

Für die geforderte Zulaufmenge von 1,5 g/s ist eine momentane Leistung von 3,96 kJ/s zu erbringen. Die Speicherleistung beträgt somit 2,11 kJ/s, da 1,85 kJ/s direkt zugeführt werden können. Der in Fig. 1 beispielhaft aufgeführte Sinterblock aus Sinterbronze verfügt über eine Speicherkapazität von 0,372 kJ/K, so daß pro Sekunde ein Δ t von 5,67 k abgebaut werden muß. Bei einer Taktzeit von 10 s errechnet sich somit ein Speicher Δ t von ca. 58 k zwischen minimaler Verdampfertemperatur und Speicherendtemperatur.An instantaneous output of 3.96 kJ / s is to be achieved for the required feed rate of 1.5 g / s. The storage capacity is 2.11 kJ / s, since 1.85 kJ / s can be fed directly. The sintered block of sintered bronze shown by way of example in FIG. 1 has a storage capacity of 0.372 kJ / K, so that a Δ t of 5.67 k must be reduced per second. With a cycle time of 10 s, a storage Δ t of approximately 58 k between the minimum evaporator temperature and the storage end temperature is calculated.

Die Aufladezeit nach vollständiger Entleerung beträgt bei der vorgehaltenen Leistung von 1,86 kJ/s 4,97 K/s bzw. 11,7 s, um einen erneuten Vollastzyklus zu fahren. Für längere Zyklen oder größere Wassermengen kann das Speicher-Δ t vergrößert werden, hierbei kommt es im wesentlichen darauf an, ob das exergetische Potential des Primärenergieträgers ausreicht und ob andere technische Grenzwerte z. B. maximale Temperaturen von elektrischen Heizstäben eine weitere Temperaturerhöhung zulassen. Für den als obersten Grenzwert benannten Massenstrom von 3,0 g/s muß unter Beibehaltung vorgenannter Parameter einem dem Speicher entnehmbaren Wärmestrom von 6,07 kW vorgehalten werden.The charge time after complete emptying is 4.97 K / s or 11.7 s at the available power of 1.86 kJ / s in order to drive a new full-load cycle. For longer cycles, or larger amounts of water, the storage Δ t can be increased, here, there is essentially a question of whether the exergetic potential enough of the fuel source and whether other technical limits z. B. maximum temperatures of electric heating elements allow a further temperature increase. For the mass flow of 3.0 g / s specified as the highest limit value, a heat flow of 6.07 kW that can be drawn from the storage must be maintained while maintaining the aforementioned parameters.

Für dieses Beispiel lohnt sich die etwa differenziertere Betrachtung des sensiblen und latenten Anteils der vorzuhaltenden Leistung. Für die Aufheizung des Speisewassers auf Verdampfungstemperatur werden 1,46 kJ/s benötigt, für die das Speicher-Δ t bestimmende Leistung für die Verdampfungsenthalpie 4,61 kJ/s. Bei fixem Speicher-Δ t von 58 K errechnet sich eine Speicherkapazität von 21,6 kJ, woraus sich eine Taktzeit von 4,68 s errechnet. Die Aufladung dauert unter Berücksichtigung der sensibel entnommenen Leistung ca. 15,4 s. Zur Erzielung größerer Öffnungszeiten des Abdampfventils kann das Speicher-Δ t vergrößert werden, wodurch sich allerdings die Ladezeit weiter verlängert. For this example, it is worthwhile to take a more differentiated view of the sensitive and latent portion of the performance to be retained. For heating the feed water to evaporation temperature to be 1.46 kJ / s required for the storage Δ t-determining power for the evaporation 4.61 kJ / s. For fixed memory Δ t of 58 K to a storage capacity of 21.6 kJ, resulting in a cycle time of 4.68 s calculated calculated. Charging takes approx. 15.4 s, taking into account the sensitively drawn power. To achieve greater opening times of Abdampfventils, the storage Δ t be increased, but the charging time thereby further extended.

Zur Realisierung des Wertes für 1,5 g/s muß ein konventioneller Druckwasserspeicher von 0,5 l Inhalt auf ca. 4 bar Behälterbetriebsdruck ausgelegt werden, für den von 3,0 g/s auf 4,7 bar (4,68 s) bei einer gewünschten 10 s Taktzeit auf ca. 7 bar.To realize the value for 1.5 g / s, a conventional pressurized water tank must be used from 0.5 l capacity to approx. 4 bar container operating pressure from 3.0 g / s to 4.7 bar (4.68 s) at a desired 10 s cycle time to approx. 7 bar.

In den so dimensionierten Verdampfer (1) wird über eine Zuleitung (4) die der gewünschten Dampfmenge entsprechende Wassermenge in eine Verteilkammer (5) geleitet und zwar nur dann, wenn das in der Abdampfleitung (6) befindliche Ventil geöffnet ist, so daß sich der Phasenwechsel bei niedrigem Druck einstellen kann.In the evaporator ( 1 ), which is dimensioned in this way, the water quantity corresponding to the desired amount of steam is passed via a feed line ( 4 ) into a distribution chamber ( 5 ), and only when the valve in the steam line ( 6 ) is open, so that the Can adjust phase change at low pressure.

Die insbesondere bei Verwendung von Materialien unterschiedlichen Längen ausdehnungskoeffizienten für Verdampfer (1) und Aufnahme (2) bevorzugte Konusform des Verdampfers, gewährleistet eine gute Kontaktierung der Grenzflächen in allen Temperaturbereichen.The preferred expansion cone shape of the evaporator, especially when using materials of different lengths, for the evaporator ( 1 ) and receptacle ( 2 ), ensures good contacting of the interfaces in all temperature ranges.

Die kleine Bauform reduziert die Abstrahlverluste auf ein Minimum und reduziert die Verluste und Aufheizzeiten nach einer Außerbetriebnahme erheblich. Die Betriebsbereitschaft für die Dampfmenge von 0,7 g/s wird nach ca. 30 s, der für die Speicherendtemperatur nach ca. 40 s erreicht.The small design reduces the radiation losses to a minimum and reduces the losses and heating-up times after decommissioning are considerable. The operational readiness for the steam quantity of 0.7 g / s is after approx. 30 s, which reaches the storage tank temperature after approx. 40 s.

Die zuvor beschriebene Geräteapplikation kann natürlich auch mit anderen Primärenergien betrieben werden. Hierbei wird die Heizwendel durch ein Heizmedium führendes Rohr ersetzt und/oder die Außenwandung zur Aufnahme von Strahlungswärme eines Brenners genutzt.The device application described above can of course also be used with others Primary energies are operated. Here, the heating coil is replaced by a Pipe carrying heating medium replaced and / or the outer wall for receiving used by radiant heat from a burner.

Insbesondere für Dampferzeuger mit kontinuierlichem Betrieb, bei dem eine Leistungsvorhaltung in Form gespeicherter Wärme keinen Sinn ergibt, bietet sich das System an, um Platz und Material zu sparen. Entgegen den vorherigen Ausführungen sollten solche Anlagen möglichst wenig Masse aufweisen, um Stillstandsverluste eines solchen Dampferzeugers auf ein Minimum zu reduzieren. Insbesondere für solche kontinuierlich arbeitenden Durchlauf-Dampferzeuger ist die nachfolgend beschriebene Applikationsvariante auch hinsichtlich der Temperaturregelung und Aufheizzeit im Vergleich zu konventionellen Anlagen vorteilhaft. Erfindungsgemäß wird hierbei die elektrische Rohrwendel bzw. das Heizmedium führende Rohr im Verdampferkörper mit eingesintert, so daß die Wärmeleitstrecke zur Verdampferfläche verkürzt wird. Das Gehäuse (Aufnahme) wird hierbei vorzugsweise aus schlecht wärmeleitenden Materialien z. B. Keramik oder Kohlenstoff hergestellt, sofern keine zusätzliche äußere Beheizung stattfinden soll.Especially for steam generators with continuous operation, where one Performance provision in the form of stored heat makes no sense the system to save space and material. Contrary to previous versions, such systems should have as little mass as possible, downtime losses of such a steam generator to a minimum to reduce. Especially for those who work continuously Pass-through steam generator is the application variant described below also in terms of temperature control and heating time in comparison advantageous to conventional systems. According to the invention the electrical pipe coil or pipe carrying the heating medium in the evaporator body sintered in so that the heat conduction path to the evaporator surface is shortened. The housing (receptacle) is preferred here from poorly heat-conducting materials such. B. ceramic or carbon manufactured, provided no additional external heating is to take place.

Insbesondere bei Anlagen, in denen hohe Dampftemperaturen bei niedrigen Drücken gewünscht sind, bietet es sich an, eine Ausbildung entsprechend der Fig. 1A vorzunehmen.Particularly in systems in which high steam temperatures at low pressures are desired, it is advisable to carry out training in accordance with FIG. 1A.

Hierbei wird eine gezielte Überhitzung des Dampfes angestrebt, wodurch sich eine thermische Trennung von Verdampfer und Überhitzer anbietet. Fig. 1A zeigt den Dampferzeuger (8) aus porösem Sintermetall, den Nacherhitzer (9) aus porösem Sintermetall, die Heizeinrichtung (10) des Dampferzeugers sowie die Heizeinrichtung (11) des Überhitzers. Beide sind umgeben von einer Wasserdampf-diffusionsdichten Aufnahme (12) sowie der Speisewasserzufuhr (13) sowie der Dampfleitung (14). Hierbei können die Heizeinrichtungen über eine Kurzschlußstrecke (15) verbunden werden, so daß die Überhitzung mit der höchsten Temperatur des externen Kreislaufs erfolgt. Die Sattdampfstrecke (16) kann mit Tropfenabscheidern ausgerüstet werden und auch in Form einer Rohrleitung zwischen Dampferzeuger und Überhitzer ausgebildet werden. Here, a targeted overheating of the steam is aimed at, which offers a thermal separation of the evaporator and superheater. Fig. 1A shows the steam generator ( 8 ) made of porous sintered metal, the reheater ( 9 ) made of porous sintered metal, the heating device ( 10 ) of the steam generator and the heating device ( 11 ) of the superheater. Both are surrounded by a water vapor diffusion-tight receptacle ( 12 ) and the feed water supply ( 13 ) and the steam line ( 14 ). Here, the heating devices can be connected via a short-circuit path ( 15 ), so that the overheating takes place with the highest temperature of the external circuit. The saturated steam section ( 16 ) can be equipped with droplet separators and can also be designed in the form of a pipeline between the steam generator and superheater.

Insbesondere bei größeren Leistungen bietet sich ein modularer Aufbau des Kessels an, so daß auch beispielsweise ein Überhitzer (9) mit mehreren Verdampfern (8) zu einem Versorgungssystem gekoppelt werden könnte.A modular structure of the boiler is particularly suitable for larger outputs, so that, for example, a superheater ( 9 ) could also be coupled to a plurality of evaporators ( 8 ) to form a supply system.

Eine bei kleinen Dampfmengen sehr preiswerte Variante dieser Bauform besteht darin, daß eine elektrische Heizpatrone in eine im Sintermetallkörper vorgehaltene Aufnahmeöffnung gesteckt wird.A very inexpensive variant of this design exists with small amounts of steam in that an electrical heating cartridge in one in the sintered metal body reserved receiving opening is inserted.

Weiterhin ist es möglich, den Verdampfer (8) und den Überhitzer (9) durch unterschiedliche Primärkreisläufe zu betreiben, beispielsweise den Verdampfer durch einen Ölbrenner und/oder den Kondensatkreislauf und den Überhitzer zwecks schneller und genauer Temperaturregelung durch elektrische Heizeinrichtungen.It is also possible to operate the evaporator ( 8 ) and the superheater ( 9 ) by means of different primary circuits, for example the evaporator by means of an oil burner and / or the condensate circuit and the superheater for the purpose of rapid and precise temperature control by means of electrical heating devices.

Hierbei sei auch darauf hingewiesen, daß mehrere Verdampferkörper zu Destillations- oder Rektifikationskolonnen hintereinander geschaltet werden können, wobei ein Teilstrom die Leitung (16) gasförmig verläßt und ein anderer Teilstrom in der flüssigen Phase dem nächsten Verdampfungselement zugeführt wird.It should also be pointed out here that several evaporator bodies can be connected in series to distillation or rectification columns, with a partial stream leaving line ( 16 ) in gaseous form and another partial stream in the liquid phase being fed to the next evaporation element.

Sowohl für die kontinuierlich arbeitenden Dampferzeuger wie auch für die zuvor beschriebenen diskontinuierlich arbeitenden Dampferzeuger bietet sich eine sehr einfache Methode zur Abführung von Calzium-Carbonaten oder anderer bei der Verdampfung zurückbleibender Feststoffe an. Insbesondere, wenn auf eine bei konventioneller Technik übliche Wasseraufbereitungsanlage verzichtet werden soll.Both for the continuously working steam generator and for the previously described discontinuous steam generator offers a very simple method of removing calcium carbonates or other solids remaining on evaporation. In particular, if on a conventional water treatment plant should be dispensed with.

Hierbei wird in die Speisewasserzuführung ein Rückflußverhinderer eingebaut. Zwischen diesem Rückflußverhinderer und dem Einlauf in den Verdampfer wird ein Ventil eingebaut. Zeit- oder taktabhängig oder aufgrund anderer Indikationen wird dieses Ventil bei geschlossenem Abdampfventil und beheiztem Verdampfer geöffnet. Die Dampfphase oberhalb des Verdampfungskörpers strömt nun in umgekehrter Richtung durch den Verdampferkörper und reißt liquides Speisewasser mit. Es konnte experimentell festgestellt werden, daß so erhebliche Mengen Kesselstein und andere Feststoffe abgeführt werden können. Insbesondere bei längeren Betriebsunterbrechungen kann dieser Abschlämmung eine Säurespülung vorangestellt werden, so daß bereits haftendes Calzium-Carbonat gelöst wird. Durch die chemische Reaktion nimmt die Spülflüssigkeit einen neutralen pH-Wert an, so daß auch diese nach Ablauf der Reaktion über das Abschlämmventil dem Abfluß zugeführt werden kann.Here, a backflow preventer is installed in the feed water supply. Between this backflow preventer and the inlet into the evaporator a valve is installed. Time or clock dependent or due to other indications are this valve when the exhaust valve is closed and heated evaporator open. The vapor phase above the evaporator body now flows in the opposite direction through the evaporator body and sweeps up liquid feed water. It could be determined experimentally that such significant amounts of scale and other solids can be dissipated. Especially in the case of long business interruptions This flush can be preceded by an acid rinse be so that already adhering calcium carbonate is dissolved. Through the chemical reaction takes the rinsing liquid to a neutral pH, so that this after the reaction via the drain valve Drain can be supplied.

Unabhängig von der sonstigen Anordnung eignet sich der Verdampfer aus porösem Sintermetall noch für weitere Systeme der Energieübertragung zur Verdampfung von Fluiden.Regardless of the other arrangement, the evaporator is suitable porous sintered metal for other energy transfer systems Evaporation of fluids.

Die erste Methode besteht verfahrenstechnisch darin, daß der Verdampfer und/oder der Überhitzer in ein Magnetfeld gebracht werden, so daß jedes Atom der versinterten Kugeln möglichst gleichförmig aktiviert wird und die gesamte wärmetauschende Fläche eine einheitliche Temperatur aufweist (el. Wirbelstromverdampfer). Dies ist insbesondere für Destillationskolonnen, Rektifikationseinrichtungen oder bei Desinfektionseinrichtungen mit kleinstmöglichem gewünschten Temperaturgradienten bzw. geringstmöglicher gewünschter Regelabweichung sehr vorteilhaft. The first procedural method is that the evaporator and / or the superheater can be placed in a magnetic field so that each Atom of the sintered balls is activated as uniformly as possible and the entire heat-exchanging surface has a uniform temperature (el. eddy current evaporator). This is especially for distillation columns, Rectification facilities or disinfection facilities with the smallest possible desired temperature gradient or the lowest possible desired control deviation very advantageous.

Eine weitere verfahrenstechnische Möglichkeit besteht darin, den Verdampferkörper durch Ultraschall anzuregen, so daß die Schwingungen das im Kapillarsystem ohnehin fein verteilte Wasser zur Zerstäubung bringen. Die Verdampfungsenthalpie kann hierbei durch eine Energiequelle unterhalb der ansonsten bei Umgebungsdruck notwendigen Temperatur erbracht werden. Dies kann beispielsweise unterhalb der Umgebungstemperatur erfolgen, so daß hier zusätzlich ein Kühleffekt auftritt. Des weiteren kann die Ultra schall-Erregung auch ausschließlich zur Eliminierung der Kesselsteinablagerung genutzt werden oder dazu Verwendung finden, eins der zuvor beschriebenen Energieübertragungssysteme zu optimieren.Another procedural possibility is the evaporator body by ultrasound so that the vibrations in the In any case, bring the capillary system to atomize finely divided water. The Evaporation enthalpy can be caused by an energy source below otherwise required at ambient temperature. This can take place, for example, below the ambient temperature, so that there is also a cooling effect here. Furthermore, the Ultra sound excitation also exclusively for the elimination of the scale deposit be used or used for this, one of the previously described Optimize energy transmission systems.

Die im Dampfkesselbau von Gesetzesseite her vorgeschriebenen Sicherheitseinrichtungen wurden nicht erwähnt, da die Definition der Normschriften für Dampferzeuger der erfindungsgemäßen Gattung nicht anzuwenden sind und sich diese Bestimmungen leistungs-, anwendungs- und regionalbedingt ändern.The safety devices prescribed by law in steam boiler construction were not mentioned because of the definition of the standards are not applicable for steam generators of the genus according to the invention and these provisions are performance, application and regional to change.

Fig. 2 zeigt den Anlagenaufbau einer erfindungsgemäßen Durchlauf-Dampfversorgung ohne Dampfrekuperator. Fig. 2 shows the system structure of an inventive throughflow steam supply without Dampfrekuperator.

Durch die Punkte 1, 2 und 3 ist beispielhaft der zuvor beschriebene diskontinuierlich arbeitende Verdampfer, die Aufnahme und der Wärmetauscher für die Primärenergiezufuhr gekennzeichnet. (17) kennzeichnet einen metallischen Verguß zwecks besserer Wärmeableitung aus dem Wärmetauscher (3), der hier beispielhaft als elektrische Heizwendel dargestellt ist. (18) kennzeichnet eine Isolation des gesamten Wärmetauschers. (19) kennzeichnet die Speisepumpe, die über Dampfanforderung mit dem Abdampfventil (20) parallel geschaltet wird. (21) kennzeichnet eine drucklose Speisewasservorhaltung, die allerdings auch durch das Wassernetz realisiert sein kann. (22) kennzeichnet eine Filterkerze, die vorzugsweise aus porös gesintertem Edelstahl besteht. Diese Filterkerze weist einen Porenradius auf, der maximal dem Porenradius des Verdampfers entspricht. Die Filterfläche ist so dimensioniert, daß bei dem statischen p des minimalen Wasserstands die Wassermenge überströmen kann, die dem Verdampfer in gleicher Zeiteinheit maximal zugeführt werden wird. (23) kennzeichnet einen Verteiler, über den das gefilterte Speisewasser der Pumpe zugeführt wird und Abdampf über eine Leitung (24) aus einem Überdruckventil (25) in das Innere der Filterkerze (22) geführt wird. Das Ventil (25) wird so eingestellt, daß es möglichst nach jeder Dampfentnahme kurz anspricht, um die Filterkerze (22) durch den Dampfstoß rückzuspülen, der kondensierende Dampf erwärmt gleichzeitig die Filterkerze. Anzustreben ist eine Temperatur von < 60°C, um eine Ausfällung insbesondere von Calcium vorrangig an der Filterkerze zu erzielen. Je nach Härtegrad des unbehandelten Speisewassers kann sich der Grad der chemischen Wasserbehandlung an der Qualität des Wassers orientieren, die auf der abströmenden Seite der Filterkerze festgestellt werden kann. (20) kennzeichnet ein Dampfdurchgangsventil, das bei Dampfanordnung geöffnet wird und im wesentlichen dazu dient, daß in der Aufheizphase kein Restdampf abströmt und sich der für die Filterrückspülung notwendige Überdruck aufbauen kann.Points 1, 2 and 3 exemplify the previously described discontinuous evaporator, the intake and the heat exchanger for the primary energy supply. ( 17 ) identifies a metal potting for better heat dissipation from the heat exchanger ( 3 ), which is shown here as an example as an electric heating coil. ( 18 ) indicates insulation of the entire heat exchanger. ( 19 ) identifies the feed pump, which is connected in parallel with the steam valve ( 20 ) via steam request. ( 21 ) indicates a pressureless feed water supply, which can also be implemented through the water network. ( 22 ) identifies a filter candle, which is preferably made of porous sintered stainless steel. This filter candle has a pore radius that corresponds at most to the pore radius of the evaporator. The filter area is dimensioned so that at the static p of the minimum water level, the amount of water that can flow to the evaporator in the same time unit can flow. ( 23 ) identifies a distributor via which the filtered feed water is fed to the pump and exhaust steam is conducted via a line ( 24 ) from a pressure relief valve ( 25 ) into the interior of the filter candle ( 22 ). The valve ( 25 ) is set in such a way that it responds briefly after each steam extraction, in order to flush the filter candle ( 22 ) back by the steam boost, the condensing steam simultaneously heats the filter candle. The aim should be a temperature of <60 ° C in order to achieve a precipitation of calcium in particular on the filter candle. Depending on the degree of hardness of the untreated feed water, the degree of chemical water treatment can be based on the quality of the water, which can be determined on the downstream side of the filter candle. ( 20 ) denotes a steam passage valve which is opened when the steam is arranged and essentially serves to ensure that no residual steam flows out during the heating phase and the excess pressure required for filter backwashing can build up.

Insbesondere bei größeren Anlagen kann eine zusätzliche Beheizung der Filterkerze mittels der Kondensatrückführung vorgenommen werden. In the case of larger systems in particular, additional heating of the Filter candle by means of the condensate return.

Über einen Temperaturfühler des Sintermetallverdampfers oder alternativ die Heizflächentemperatur überwacht und einen Regler (27) wird z. B. die Stromzufuhr bei Erreichen der Speicherendtemperatur abgeschaltet, bei Erreichen der minimalen Heizflächentemperatur zugeschaltet. Eine Zuschaltung erfolgt in jedem Fall parallel zum Betrieb der Pumpe (19) bzw. des Ventils (20) (Dampfanordnung). (28) kennzeichnet eine in der TRD vorgeschriebene Analoganzeige für Druck und/oder Temperatur. (29) kennzeichnet die Stromversorgung für Niederspannung, (30) eine Lampe, die bei Erreichen der minimalen Heizflächentemperatur die Betriebsbereitschaft anzeigt.Via a temperature sensor of the sintered metal evaporator or alternatively the heating surface temperature is monitored and a controller ( 27 ) z. B. the power supply is switched off when the storage end temperature is reached, switched on when the minimum heating surface temperature is reached. In any case, connection takes place parallel to the operation of the pump ( 19 ) or the valve ( 20 ) (steam arrangement). ( 28 ) indicates an analog display for pressure and / or temperature prescribed in the TRD. ( 29 ) identifies the power supply for low voltage, ( 30 ) a lamp which indicates that it is ready for operation when the minimum heating surface temperature is reached.

(31) kennzeichnet eine manuell oder motorisch bedienbare Drosseleinrichtung zur Einstellung der gewünschten Wasser- bzw. Dampfmenge, die insbesondere bei größeren Dampfmengen und kontinuierlichem Betrieb in einer Bypassleitung installiert werden kann.( 31 ) identifies a manually or motor-operated throttle device for setting the desired amount of water or steam, which can be installed in a bypass line in particular with larger amounts of steam and continuous operation.

Fig. 3 zeigt eine um einen Dampfrekuperator erweiterte Anlage nach Fig. 2. FIG. 3 shows a system according to FIG. 2 expanded by a steam recuperator.

Hierbei wird der Dampf so konditioniert, daß für den Betrieb eines Strahlverdichters ausreichende Massenströme und Druckverhältnisse für die gegebenen saugseitigen Massenströme vorgehalten werden.Here, the steam is conditioned so that for the operation of a Jet compressor sufficient mass flows and pressure ratios for the given suction-side mass flows are maintained.

Wie bereits im Berechnungsbeispiel angeführt, beträgt das Verhältnis von sensibler Wärme für die Aufheizung des Speisewassers auf Verdampfungstemperatur und die für die Verdampfung notwendigerweise aufzubringende Energiemenge ca. 1 : 4,4. Hieraus resultiert, daß bei einer Dampfrückgewinnung in offenen Systemen maximal 23% der Energie zur Speisewasserbereitung zurückgewonnen werden können. Bei der erfindungsgemäßen Rekuperation in offenen Systemen beträgt die maximale Rückgewinnungsrate annähernd 75%, da der Dampf nicht kondensiert wird, sondern üblicherweise im Zustand von 1 bar Sattdampf oder im Naßdampfbereich von 1 bar zurückgewonnen werden kann. Die Rekuperation erfolgt in der Weise, daß zwischen dem Verdampfer (1) und dem Abdampfventil (20) ein Dampfstrahlverdichter (32) plaziert wird, dessen Saugseite an eine Stelle angebunden wird, die eine möglichst hohe Konzentration von an die Umgebung abgegebenen Dampf gewährleistet.As already mentioned in the calculation example, the ratio of sensible heat for heating the feed water to the evaporation temperature and the amount of energy necessary for the evaporation is approx. 1: 4.4. The result of this is that a steam recovery in open systems can recover a maximum of 23% of the energy for feed water preparation. In the recuperation according to the invention in open systems, the maximum recovery rate is approximately 75%, since the steam is not condensed, but can usually be recovered in the state of 1 bar saturated steam or in the wet steam range of 1 bar. The recuperation takes place in such a way that a steam jet compressor ( 32 ) is placed between the evaporator ( 1 ) and the evaporation valve ( 20 ), the suction side of which is connected to a point which ensures the highest possible concentration of steam emitted to the environment.

Der abgesaugte Dampf wird im Verdichter komprimiert, so daß Treib- und Saugstrahl druckseitig auf einen für den Verbraucher geeigneten Zustand gebracht werden.The extracted steam is compressed in the compressor, so that blowing and Suction jet on the pressure side to a condition suitable for the consumer to be brought.

Prinzipiell kann der Saugdampf vor Eintritt in die Saugkammer überhitzt werden, so daß im Verdichter der Saugdampf lediglich noch auf einen gewünschten Enddruck gebracht werden muß. In principle, the suction steam can overheat before entering the suction chamber be so that the suction steam in the compressor only to a desired Final pressure must be brought.

Als Verdichter wird insbesondere ein Dampfstrahlverdichter entsprechend Fig. 4 vorgesehen.In particular, a steam jet compressor according to FIG. 4 is provided as the compressor.

Über eine mit einem Verdampfer verbundene Leitung (33) wird hoch gespannter Dampf in eine Treibdüse (34) geleitet. Der Treibdüse gegenüber ist ein Diffusor (35) installiert, der den Mischstrahl aus Treib- und Saugdampf aufnimmt. Auf das sonst übliche Mischrohr wird verzichtet, statt dessen wird die Mischstrecke (36) von einem Wärmetauscher aus porösem Sintermetall (37) umhüllt. Dies hat den Vorteil, daß der angesaugte Dampf über die Strecke des Treibstrahls vom Düsenaustritt (34) bis zum Diffusoreintritt (35) kontinuierlich beigemischt wird. Eine solche Mischstreckenumhüllung hat zudem den Vorteil, daß der angesaugte Dampf bzw. das Medium über einen Wärmetauscher (38) behandelt werden kann. Im Sinne der erfindungsgemäßen Anlagenkonzeption nach Fig. 3 bedeutet dies, daß der zu rekuperierende Dampf bzw. das Luft-Dampf-Gemisch auf eine gewünschte Endtemperatur gebracht werden kann, so daß im Verdichter nur noch die Arbeit zur Druckerhöhung des überhitzten Saugdampfes zu leisten ist. Dies führt zu sehr stabilen Betriebsverhältnissen im Verdichterteil, da die Mischung überhitzter Dampfströme unproblematischer ist, als beispielsweise das Absaugen von Naßdampf.Via a line ( 33 ) connected to an evaporator, high-tension steam is conducted into a propelling nozzle ( 34 ). A diffuser ( 35 ) is installed opposite the driving nozzle, which receives the mixed jet of driving and suction steam. The usual mixing tube is dispensed with, instead the mixing section ( 36 ) is encased by a heat exchanger made of porous sintered metal ( 37 ). This has the advantage that the sucked-in steam is continuously mixed in over the distance of the driving jet from the nozzle outlet ( 34 ) to the diffuser inlet ( 35 ). Such a mixing section envelope also has the advantage that the sucked-in steam or the medium can be treated via a heat exchanger ( 38 ). In terms of the system concept according to the invention according to FIG. 3, this means that the to recuperating steam or the air-steam mixture can be brought to a desired final temperature, so that the compressor only the work to be done to increase the pressure of the superheated suction vapor. This leads to very stable operating conditions in the compressor section, since the mixing of superheated steam flows is less problematic than, for example, the extraction of wet steam.

Die erfindungsgemäße Anordnung bietet jedoch noch weitere Optionen, die insbesondere bei größeren Massenströmen und bei diskontinuierlichem Betrieb von Dampfversorgung und Dampfrekuperation bzw. Absaugung vorteilhaft angewendet werden können.However, the arrangement according to the invention offers further options that especially with larger mass flows and with discontinuous operation of steam supply and steam recuperation or suction advantageous can be applied.

Der sich außerhalb der Saugkammer aufbauende Unterdruck (Saugdruck) läßt sich in der Weise beeinflussen, daß der Abstand zwischen Treibdüse (34) und Diffusor (35) verändert wird. Durch die horizontale Verschiebung beispielsweise des Diffusors in Richtung Treibdüse wird die Ansaugfläche für den Saugdampf sowie die innere Saug- bzw. Mischkammer im Volumen reduziert und zwar in der Weise, daß der Diffusor eine Kolbenform (39) aufweist, die die Innenfläche des Mischrohrwärmetauschers (37) aus porösem Sintermetall abdeckt. Bei konstanten Treibdampfverhältnissen kann auf diese Weise entweder ein erhöhter Druck am Verdichteraustritt (40) bei reduziertem Massenstrom auf der Saugseite oder eine Absenkung des absoluten Saugdruckes bei konstanten Druck am Verdichteraustritt erzielt werden. Dies gewinnt insbesondere bei einem erfindungsgemäßen Aufbau nach Fig. 3 Bedeutung, wenn die Dampfversorgung und Absaugung aus betriebstechnischen Anforderungen zeitlich entkoppelt werden sollen. Dies erfolgt in der Weise, daß ein Ventil (41) der äußeren Saugkammer (42) vorgeschaltet wird. Dieses Ventil (41) wird geschlossen und der Strahlverdichter wird in einer Position des Diffusors entsprechend der Fig. 4 in Betrieb genommen, so daß im Anfangspunkt ein großer saugseitiger Massenstrom bewältigt werden kann, da das große Volumen der Saugkammer bzw. die Treibstrahlstrecke die Beimischung hoher saugseitiger Volumenströme bei geringer Druckdifferenz zuläßt.The negative pressure (suction pressure) building up outside the suction chamber can be influenced in such a way that the distance between the driving nozzle ( 34 ) and the diffuser ( 35 ) is changed. The horizontal displacement of, for example, the diffuser in the direction of the driving nozzle reduces the volume of the suction surface for the suction steam and the inner suction or mixing chamber in such a way that the diffuser has a piston shape ( 39 ) which defines the inner surface of the mixing tube heat exchanger ( 37 ) made of porous sintered metal. With constant motive steam conditions, either an increased pressure at the compressor outlet ( 40 ) with reduced mass flow on the suction side or a lowering of the absolute suction pressure at constant pressure at the compressor outlet can be achieved in this way. This is particularly important in the case of a construction according to the invention according to FIG. 3, if the steam supply and suction are to be decoupled in time for operational requirements. This is done in such a way that a valve ( 41 ) is connected upstream of the outer suction chamber ( 42 ). This valve ( 41 ) is closed and the jet compressor is put into operation in a position of the diffuser according to FIG. 4, so that a large suction-side mass flow can be dealt with at the start, since the large volume of the suction chamber or the driving jet path admix the high volume flows on the suction side with a low pressure difference.

Um eine weitere Absenkung des Absolutdruckes in der äußeren Saugkammer (42) zu erzielen, wird das Volumen der inneren Saugkammer (36) bzw. die Treibstrahlstrecke reduziert, indem der Kolben (39) in Richtung der Treibdüse (34) eingefahren wird. Hierdurch wird eine Änderung des Impulsaustausches herbeigeführt. Der Vorgang kann dadurch abgeschlossen werden, daß der Diffusor (35) den Treibdampfdüsenaustritt (34) verschließt und somit der in der Saugkammer (42) erzielte Enddruck bis zur Öffnung des Ventils (41) aufrechterhalten werden kann. Durch Öffnung des Ventils (41) kann aufgrund der Druckdifferenz des Umgebungsdruckes und des Saugkammerdruckes das Volumen der Saugkammer bis zum Druckausgleich abgesaugt werden und zwar unabhängig davon, ob der Strahlverdichter in Betrieb ist oder nicht. In order to achieve a further reduction in the absolute pressure in the outer suction chamber ( 42 ), the volume of the inner suction chamber ( 36 ) or the driving jet path is reduced by retracting the piston ( 39 ) in the direction of the driving nozzle ( 34 ). This causes a change in the pulse exchange. The process can be concluded in that the diffuser ( 35 ) closes the motive steam nozzle outlet ( 34 ) and the final pressure achieved in the suction chamber ( 42 ) can be maintained until the valve ( 41 ) opens. By opening the valve ( 41 ), the volume of the suction chamber can be sucked up to the pressure equalization due to the pressure difference between the ambient pressure and the suction chamber pressure, regardless of whether the jet compressor is in operation or not.

Im nächsten Takt der Dampfversorgung wird der Diffusor wieder in Ausgangsstellung gebracht und das in der Saugkammer (42) Luft-Dampf-Gemisch abgesaugt und dem Versorgungsstrom nach Aufheizung im Wärmetauscher (37) beigemischt.In the next cycle of the steam supply, the diffuser is brought back to the starting position and the air-steam mixture in the suction chamber ( 42 ) is sucked off and mixed into the supply stream after heating in the heat exchanger ( 37 ).

Ist die hier geforderte Kondition beispielsweise 1 kg Sattdampf von 3 bar entsprechend 135°C, so beträgt der Energieverbrauch 2650 kJ.For example, if the condition required here is 1 kg of saturated steam at 3 bar corresponding to 135 ° C, the energy consumption is 2650 kJ.

Bei einer Rekuperationsrate von 50% beträgt der Energiebedarf für den Treibstrahl ca. 320 kJ sensible Wärme und 1024 kJ latente, die Wärmemenge für die Aufbereitung des rekuperierten Dampfes 37 kJ, insgesamt 1381 kJ entsprechend einer Energieersparnis von 48% sowie einer Frischwasserersparnis von 50%.With a recuperation rate of 50%, the energy requirement for the Driving jet approx. 320 kJ sensitive heat and 1024 kJ latent, the amount of heat for the treatment of the recuperated steam 37 kJ, a total of 1381 kJ corresponding to an energy saving of 48% and a fresh water saving of 50%.

Die Verbindung des beschriebenen Verdampfers nach Fig. 1 mit einem Dampfrekuperator entsprechend Fig. 4 in einem Anlagensystem entsprechend Fig. 3 weist in offenen Systemen etwa 50% niedrigeren Investitions- und Platzbedarf auf. Die Anschlußleistung ist bei diskontinuierlichem Betrieb auf die maximale stündliche Leistung (Dampfmenge) auslegbar und hat etwa um 50% niedrigere Betriebskosten.The connection of the described evaporator according to FIG. 1 with a steam recuperator according to FIG. 4 in a system system according to FIG. 3 requires approximately 50% less investment and space in open systems. The connected load can be designed for the maximum hourly output (amount of steam) in discontinuous operation and has about 50% lower operating costs.

Prinzipiell kann das System auch für eine kontinuierliche Fahrweise in geschlossenen Systemen Anwendung finden, da mit dem Verdichter entsprechend Fig. 4 ebensogut Kondensat abgesaugt werden kann, welches im Wärmetauscher dieses Verdichters erneut verdampft werden kann. Die Anwendung des Dampferzeugers in kontinuierliche arbeitenden Dampfanlagen ist in der kompakten Bauform und der sehr guten Einstellung gewünschter Dampfkonditionen, insbesondere der Überhitzung in niedrigen Druckbereichen zu sehen.In principle, the system can also be used for a continuous mode of operation in closed systems, since condensate, which can be evaporated again in the heat exchanger of this compressor, can just as well be sucked off with the compressor according to FIG. 4. The use of the steam generator in continuously operating steam systems can be seen in the compact design and the very good setting of the desired steam conditions, in particular the overheating in low pressure ranges.

Die kleine Bauart des Gerätes bzw. der Anlage, die aus der hohen erzielbaren Wärmeübergangskoeffizienten des porösen Sintermetalls resultiert, kann in anderen Anwendungsbereichen ebenfalls vorteilhaft genutzt werden.The small design of the device or system that can be achieved from the high Heat transfer coefficient of the porous sintered metal results, can also be used advantageously in other areas of application.

Dies sind beispielsweise Dampfluftbefeuchter, Dampfstrahlapparate zur Reinigung und Desinfizierung bzw. Sterilisation sowie dezentrale Heizungseinrichtungen an Maschinen für die Textil-, Kunststoff-, Papier- und Nahrungsmittel-Industrie. Hier sind neben den genauen Konditionierungen des Dampfes der Verzicht auf zentrale Dampfanlagen und Netze sowie daraus resultierende erhöhte Betriebssicherheit von Bedeutung.These are, for example, steam humidifiers and steam jet devices Cleaning and disinfection or sterilization as well as decentralized heating devices on machines for textile, plastic, paper and Food industry. Here are besides the exact conditioning of steam, the waiver of central steam systems and networks, and from them resulting increased operational safety is important.

Des weiteren kann aus den Komponenten eine sehr kompakte Destillation bzw. Rektifikationseinrichtung aufgebaut werden mit dem besonderen Vorteil, daß die Beheizung des Verdichter-Verdampfers durch Kondensationswärme des Destillats erfolgt, wodurch sich nach Anfahren des Systems nur noch ein Energiebedarf für die Konditionierung des Treibstrahls einstellt.Furthermore, the components can be distilled very compactly or rectification device with the particular advantage that that the heating of the compressor-evaporator by heat of condensation of the distillate takes place, which only after starting the system still sets an energy requirement for conditioning the propulsion jet.

Claims

1. Continuous-flow steam generator with an evaporator and a heating device, characterized in that the evaporator has a block ( 1; 8 ) made of porous sintered metal, through which the medium to be evaporated can flow.

2. Continuous steam generator according to claim 1, characterized in that the heating device ( 3; 10 ) is embedded in the sintered metal, and that the evaporator ( 1; 8 ) from a wall made of a poorly heat-conducting material, for. B. carbon is coated.

3. Continuous-flow steam generator according to claim 1 or 2, characterized in that the heating device ( 3; 10 ) supplies the evaporator ( 1; 8 ) with heating energy by means of a magnetic field.

4. continuous steam generator according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the heating device ( 3; 10 ) has an ultrasonic source, so that the evaporator ( 1; 8 ) is excited by ultrasound and fluid evaporation can take place below the temperature, that belongs to the prevailing ambient pressure.

5. Continuous-flow steam generator according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporator ( 8 ) is followed by a gas heater separated superheater ( 9 ), the energy supply according to the heating device according to claim 2 and / or claim 3 and / or claim 4 is trained.

6. continuous steam generator according to any one of the preceding claims, characterized in that the volume and thus the heat storage capacity of the block ( 1; 8 ) made of porous sintered metal and the maximum heating temperature in the block ( 1; 8 ) are selected so that brief bursts of steam can be emitted are, which correspond to a heat output that is greater than the continuous heating output of the heating device ( 3; 10 ).

7. Continuous steam generator according to one of the preceding claims, characterized in that in the feed water line ( 4; 13 ) a blowdown section is provided, via which steam and / or rinsing water or rinsing acid as well as dissolved and / or undissolved evaporation residues when the evaporation valve ( 20 ) is closed are laxable.

8. Continuous steam generator according to one of the preceding Claims, characterized in that for removal of scale deposits an ultra sound wave source is provided.

9. Continuous steam generator according to one of the preceding claims, characterized in that the block ( 1 ) is made of porous sintered metal and is used in a transducer ( 2 ) made of a good heat-conducting material which is in direct contact with the heating device ( 3 ) stands.

10. Steam supply system, characterized in that them from multiple once-through steam generators after one of claims 1-9.

11. Steam supply system for generating brief bursts of steam with a feed water tank ( 21 ), a steam generator ( 1, 2, 3, 4, 5 ) and a steam outlet valve ( 20 ), characterized in that as a steam generator, a continuous steam generator according to one of the claims 1 to 9 is used.

12. Steam supply system according to claim 11, characterized in that a filter candle ( 22 ) made of porous sintered metal is arranged in the feed water supply line ( 4 ) between the feed water tank ( 21 ) and steam generator, which can be shut off via a steam line ( 24 ) with a valve ( 25 ) is connected to the steam generator so that the filter candle ( 22 ) can be backwashed by means of a steam boost, the filter candle ( 22 ) being heated by condensation of the steam.

13. Steam supply system according to claim 11 or 12, characterized in that a jet pump ( 32 ) is installed between the steam generator and steam outlet valve ( 20 ), which sucks in steam or condensate.

14. Steam and condensate recuperator in the form of a steam jet pump with a driving nozzle ( 34 ), a diffuser ( 35 ), a mixing section ( 36 ) located between the driving nozzle and diffuser and a suction chamber ( 42 ), characterized in that around the mixing section ( 36 ) a heat exchanger ( 37 ) is arranged.

15. steam and condensate recuperator according to claim 14, characterized in that the heat exchanger ( 37 ) consists at least partially of porous sintered metal.

16. Steam and condensate recuperator according to claim 14 or 15, characterized in that the heat exchanger ( 37 ) is tubular and that the driving nozzle ( 34 ) and / or the diffuser ( 35 ) are slidably movable in the axial direction of the tubular heat exchanger ( 37 ) .

17. Steam supply system according to claim 13, characterized in that the jet pump ( 32 ) is a steam and condensate recuperator according to one of claims 14 to 16.

18. A method for operating the steam supply system according to one of claims 11 to 13 or 17, characterized in that
that the evaporator block ( 1; 8 ) made of porous sintered metal is heated to a maximum heating temperature without the medium to be evaporated, and
that after reaching the maximum heating temperature, a certain amount of medium to be evaporated, corresponding to the required amount of steam, is supplied, which evaporates when flowing through the evaporator block ( 1; 8 ) and is supplied to a steam consumer through the open steam outlet valve ( 20 ).