DE3835857C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator für die Dekontamina­ tion von Bekleidungs- und Ausrüstungsgegenständen mit mehreren Ausführungsformen.

Für den Betrieb von thermischen Anlagen zur Dekontamination von Bekleidung und persönlicher Ausrüstung von z. B. Soldaten ist zur Erzeugung von Wasserdampf-/Abgas-/Frischluft-Gemischen ein Gasgenerator erforderlich.

Gasgeneratoren sind vielfach in verschiedenen Bereichen der Technik eingesetzt worden. Für die Verwendung zur Dekontamina­ tion von Bekleidungs- und Ausrüstungsgegenständen z. B. von Soldaten und insbesondere im Feld, d. h. mit der Möglichkeit eines mobilen Einsatzes, sind die bisher bekannten Gasgenera­ toren, wie beispielsweise der in der Vorrichtung zur Dekonta­ mination in der DE-OS 34 13 743 beschriebene Generator, jedoch nicht geeignet. Für solch eine Verwendung wird ein kompakter, d. h. auch verlastbarer, einfacher und robuster Gasgenerator benötigt.

Der Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, einen Gasgenerator mit mehreren Ausführungsformen mit den vorstehend genannten Eigenschaften und für die spezifische Anwendung zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der An­ sprüche 1, 3 und 4 gelöst.

Der Gasgenerator nach Anspruch 1 besteht aus den dort ausgewie­ senen Merkmalskomponenten, welche nachfolgend im einzelnen er­ läutert werden.

Die doppelwandige Brennkammer mit äußerer Isolierung eignet sich zur Verwendung von leichtem Heizöl. Der Doppelmantel dient der Vorwärmung des zu verdampfenden Wassers und zur Kühlung der Außenwandung des Brennraumes. Die Innenwand besitzt an geeigne­ ter Stelle einen umlaufenden Schlitz bzw. Öffnungen, die zur Erzeugung eines Fallfilmes dienen. Die Verdampfung des Wassers erfolgt aus dem Fallfilm. Im Brennraum vermischen sich Abgase und entstehender Wasserdampf.

Das letztendlich erzeugte Wasserdampf-/Abgas-/Frischluft-Gemisch wird einem Dekontaminationseinsatz zugeführt.

Mit dem Brenner für leichtes Heizöl kann auch der Luftüberschuß bzw. die Temperatur des Gasgemisches am Generatoraustritt ge­ steuert werden.

Insgesamt zeichnet sich der erfindungsgemäße Gasgenerator nach Anspruch 1 durch folgende Vorteile und Möglichkeiten aus:

• - das Abgas wird zur Dekontamination vollständig genutzt, wobei die Wärmeenergie gleichzeitig der Vorwärmung des Wassers und der Wasserdampferzeugung dient und nicht nutzlos an die Umge­ bung abgegeben wird,
• - er kann mit allen Brennstoffen betrieben werden,
• - das Prinzip läßt eine einfache, kompakte und robuste Bauweise zu und ermöglicht einen mobilen Einsatz im Feld,
• - er besteht aus einem Doppelmantel, der zur Wasservorwärmung dient, und im Brennraum wird Wasser mit Hilfe eines Fallfilms verdampft,
• - der Innenmantel besitzt an der höchsten Stelle einen umlaufen­ den Schlitz bzw. Öffnungen zur Erzeugung des Fallfilms; dabei kann der Schlitz entweder so ausgebildet werden, daß das Was­ ser im Doppelmantel unter Druck steht und die Mengensteuerung durch Veränderung des Druckes erfolgt oder der Fallfilm bei größerer Schlitzbreite drucklos in Form eines Überlaufes er­ zeugt wird,
• - die Temperatur des Wasserdampf-/Abgas-Gemisches wird durch Veränderung der Heizölzufuhr, des Luftmengenüberschusses am Heizölbrenner und/oder durch Veränderung des Wasserzulaufs eingestellt,
• - durch die vorgegebenen Steuerungen kann das Wasserdampf-/Ab­ gasverhältnis verändert werden.

Um unerwünschtes Wasser aus dem Brennraum zu entfernen, besitzt die Brennkammer an der tiefsten Stelle einen Wasserablauf, der mit dem Vorratsbehälter verbunden ist. Zusätzlich besteht ein Wasserrücklauf zur Steuerung der zu verdampfenden Wassermenge.

In einer vorteilhaften Ausbildung nach Anspruch 2 weist die Innenwand des Innenmantels der Brennkammer Leitbleche auf, welche die Strömungsführung und somit auch die Gemischbildung positiv beeinflussen.

Eine weitere Ausbildungsform eines Gasgenerators nach Anspruch 3 weist zunächst einen Doppelmantel zur maßgeblichen Kühlung und einfachen Isolierung sowie gleichzeitig zur besseren Verdampfung auf. Oberhalb des Brennraums der doppelwandigen Brennkammer be­ steht der Generator aus einem Verdampfer- und einem Überhitzer­ system als Austauschfläche zur Verdampfung des Wassers und Über­ hitzung des entstehenden Dampfes. Weiterhin ist eine Füllstands­ anzeige zur Überwachung des Wasserstandes vorhanden. Ein Über­ lauf begrenzt die Füllstandshöhe im Generator.

Im oberen Teil des Generators, im Überhitzerteil, vermischt sich das Abgas mit dem Wasserdampf ohne Wärmeverluste durch zusätz­ liche Leitungen. Hinter der Mischkammer wird durch Zumischung von Frischluft das zur Dekontamination erforderliche Wasser­ dampf-/Abgas-/Frischluft-Gemisch erzeugt.

Bei dem Brenner für leichtes Heizöl kann der Luftüberschuß bzw. die Temperatur des Gasgemisches am Generatoraustritt gesteuert werden oder es kann mit einem konstanten Luftüberschuß und einem zusätzlichen Ventilator, der in einer Mischstrecke die Steuerung der Zusammensetzung bzw. Temperatur des Gasgemisches ermöglicht, gearbeitet werden.

Eine weitere Ausbildungsform nach Anspruch 4 ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß Abgas und Wasserdampf getrennt erzeugt und außer­ halb des Gasgenerators in einer Mischstrecke zusammengeführt werden. Hier wird die Temperatur des Wasserdampf-/Abgas- Gemisches durch Veränderung der Heizölzufuhr, des Luftmengen­ überschusses am Heizölbrenner oder durch Frischluftzufuhr in einer Mischstrecke und/oder Veränderung des Wasserzulaufs einge­ stellt. Bei dem ebenfalls nach oben geöffneten Rohrbündelsystem wird das Abgas durch einen Rohrboden vom Wasserdampf abgetrennt. Der Wasserdampf entsteht in den Rohren und das Abgas wird um die Rohre gespült.

Von dem aus der DE-OS 34 13 743 bekannten Heißgasgenerator unterscheidet sich die Erfindung durch die folgenden wesent­ lichen Merkmale:

• 1. Der erfindungsgemäße Generator arbeitet mit einem Gemisch aus Wasserdampf, Verbrennungsabgasen und Luft.
• 2. Auf voluminöse Luft-Wärmetauscher wird völlig verzichtet. Daher wird der gesamte, bei der Verbrennung entstehende Wärmeinhalt der Abgase genutzt durch
  • a) Erwärmung und Verdampfung von Wasser,
  • b) Überhitzung des entstandenen Wasserdampfs und
  • c) direktes Zumischen der heißen Abgase zum Wasserdampf.
• 3. Eine wesentlich verringerte Baugröße durch den Verzicht auf einen Luft-Wärmetauscher wird erreicht.
• 4. Sehr hoher Wirkungsgrad (annähernd 1; Wärmeverluste lediglich an den Außenflächen). Dadurch ist eine wesentliche Verringe­ rung der Brennerleistung bei gleicher Wärmeleistung möglich. Dies bewirkt zusätzlich eine starke Verringerung der Bau­ größe.
• 5. Eine konstruktiv einfache Steuerung des Wasserdampfanteils ist möglich.
• 6. Der Brenner arbeitet von unten. Bei Ausfall des Brennerge­ bläses (z. B. wegen Stromausfall) ist eine Überhitzung und Beschädigung empfindlicher Teile des Brenners durch aufstei­ gendes heißes Abgas nicht zu befürchten.

Die Erfindung wird anhand der in den Abbildungen veranschaulich­ ten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Gasgenerator gemäß der vorliegenden Erfindung in schematischer und geschnittener Darstellung,

Fig. 2 eine weitere Ausbildungsform des erfinderischen Gasgene­ rators mit einem nach oben geöffneten Rohrbündelsystem und einer Mischkammer in einer Schnittzeichnung,

Fig. 3 eine weitere Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Gas­ generators mit einem ebenfalls nach oben geöffneten Rohrbündel­ system, wobei das Wasserdampf-/Abgas-Gemisch außerhalb des Gas­ generators in einer Mischstrecke zusammengeführt wird in ge­ schnittener Zeichnungsdarstellung.

Der in Fig. 1 dargestellte Gasgenerator (nach Anspruch 1 und 2) weist deutlich die erfinderischen Hauptkomponenten, nämlich die doppelwandige Brennkammer 1, den Vorratsbehälter für das Was­ ser 11, die Wasserumwälzpumpe 12 mit den Verbindungsleitungen und Sperr- und Drosselorganen 13 und den Brenner für leichtes Heizöl 19 auf. Von der doppelwandigen Brennkammer 1 sind Iso­ lierung 4, Außenmantel 2 und Innenmantel 3 deutlich zu erkennen. Zwischen Innen- und Außenmantel fließt vorgewärmtes Wasser 17, welches durch umlaufende Öffnungen aus dem Innenmantel heraus­ tritt und einen Wasserfilm 18 bildet, der nach unten hin ver­ dampft. Für die Führung und Durchmischung von Wasserdampf und Abgas sind am Innenmantel des Generators Leitbleche 8 ange­ bracht. Das Wasserdampf-/Abgas-Gemisch 26 wird nach oben aus der Brennkammer geführt. Über die Luft- und Heizölzufuhrleitungen 20 wird der Ölbrenner 19 gespeist. Aus dem Vorratsbehälter 11 wird über Leitungen und Ventile 13 Wasser über eine Umwälzpumpe 12, welche auch zum Dosieren dient, in den Doppelmantel gedrückt, von wo es teils als Fallfilm 18 in den Brennraum läuft zur Was­ serdampfbildung und teilweise über einen Ablauf 15 und einen Rücklauf in das Wassersystem zurückgeführt wird.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausbildungsform nach Anspruch 3 zeigt die Brennkammer 1 im unteren Teil des Gasgenerators. Darüber be­ finden sich ein Verdampferteil 7 und ein Überhitzerteil 6, in welchen ein nach oben geöffnetes Rohrbündelsystem zu erkennen ist. Eine Füllstandsanzeige 16 überwacht den Wasserstand in den Rohren. In einem im oberen Teil des Generators angeordneten Mischkammer 5 vermischt sich der Wasserdampf mit dem Abgas zu dem Wasserdampf-/Abgas-Gemisch 25. Außerhalb der Mischkammer 5 des Generators wird ein Ventil mit Motor 22 Frischluft 21 hinzu­ gefügt, so daß das für die Dekontamination benötigte Wasser­ dampf-/Abgas-/Frischluft-Gemisch 26 erzeugt wird.

Die in Fig. 3 nach Anspruch 4 dargestellte Variante zu der Aus­ bildungsform in Fig. 2 unterscheidet sich von dieser dadurch, daß Wasserdampf und Abgas getrennt erzeugt werden. Ein Rohr­ boden 9 schließt das Rohrbündelsystem partiell ab und führt das Abgas 23 aus dem Generator hinaus. In einer außerhalb des Gene­ rators befindlichen Mischstrecke 10 wird zunächst über ein Ventil 24 das Abgas 23 dem Wasserdampf zugemischt. Dahinter er­ folgt über das Ventil mit Motor 22 der Zusatz von Frischluft 21. Das produzierte Wasserdampf-/Abgas-/Frischluft-Gemisch 26 wird der Dekontamination zugeführt.

Bezugszeichenliste

1 Brennkammer
2 Kammeraußenmantel
3 Kammerinnenmantel
4 Kammerisolierung
5 Mischkammer
6 Überhitzerteil
7 Verdampferteil
8 Leitblech an Kammerinnenwand
9 Rohrboden
10 Mischstrecke
11 Vorratsbehälter für Wasser
12 Umwälzpumpe für Wasser
13 Ventile für Wasserzufuhr
14 Wasserzufuhr
15 Wasserablauf
16 Füllstandsanzeige
17 Wasser vorgewärmt
18 Wasserfilm
19 Ölbrenner
20 Zufuhr von Heizöl und Luft
21 Frischluftzufuhr
22 Ventil mit Motor für Frischluftzufuhr
23 Abgas
24 Ventile für Abgas
25 Wasserdampf-/Abgas-Gemisch
26 Wasserdampf-/Abgas-/Frischluft-Gemisch

Claims (4)

1. Gasgenerator für die Dekontamination von Bekleidungs- und Ausrüstungsgegenständen
mit einer doppelwandigen Brennkammer (1) mit äußerer Isolierung (4),
einem Brenner für leichtes Heizöl (19) nebst Zuführun­ gen für Luft und Heizöl (20) am unteren Ende der Brenn­ kammer,
einer Wasserzuführung am unteren Ende und einer Wasser­ abführung am oberen Ende des Doppelmantels der Brenn­ kammer (1), umlaufenden Öffnungen im Innenmantel (3) zum Austritt des Wassers in Form eines Fallfilmes (18) an der Innenwand der Brennkammer (1),
einem Wasserablauf (15) am Boden der Brennkammer (1) und einem Vorratsbehälter (11) und einer Umwälzpumpe für Wasser (12) und Verbindungsleitungen mit Sperr- und Drosselorganen (13).

2. Gasgenrator nach Anspruch 1, wobei an der inneren Wand des Innenmantels (3) der Brennkammer (1) Leitbleche (8) zur Strömungsführung und zur besseren Vermischung ange­ bracht sind.

3. Gasgenerator für die Dekontamination von Bekleidungs- und Ausrüstungsgegenständen

• a) mit doppelwandiger Brennkammer (1) mit Brenner (19) im unteren Bereich,
• b) einem Verdampfer- (7) und Überhitzerteil (6) für Wasser oberhalb der Brennkammer (1),
• c) wobei der Verdampfer- (7) und Überhitzerteil (6) aus einem nach oben geöffneten Rohrbündelsystem als Austauschfläche zur Verdampfung des Wassers und Überhitzung des entstehenden Dampfes besteht,
• d) einer Füllstandsanzeige (16) zur Überwachung des Wasserstandes in den Rohren,
• e) einer im oberen Teil des Generators angeordneten Mischkammer (5) zur Vermischung des Wasserdampfes mit dem Abgas und
• f) einem außerhalb der Mischkammer (5) des Generators befindlichen Ventil mit Motor (22) zur Regulierung der Frischluftzufuhr (21).

4. Gasgenerator für die Dekontamination von Bekleidungs- und Ausrüstungsgegenständen

• a) mit doppelwandiger Brennkammer (1) mit Brenner (19) im unteren Bereich,
• b) einem Verdampfer- (7) und Überhitzerteil (6) für Wasser oberhalb der Brennkammer (1),
• c) wobei der Verdampfer- (7) und Überhitzerteil (6) aus einem nach oben geöffneten Rohrbündelsystem als Austauschfläche zur Verdampfung des Wassers und Überhitzung des entstehenden Dampfes besteht,
• d) einer Füllstandsanzeige (16) zur Überwachung des Wasserstandes in den Rohren,
• e) einem Rohrboden (9) zur partiellen Abschließung des Rohrbündelsystems und Abtrennung des Abgases vom Wasserdampf,
• f) einer Ableitung des Abgases (23) aus dem Generator,
• g) einer Mischstrecke (10) zur geregelten Vermischung von Wasserdampf und Abgas (23) und
• h) einem in der Mischstrecke (10) angeordneten Ventil mit Motor (22) zur Regulierung der Frischluftzu­ fuhr (21).