DE3930579C2

DE3930579C2 -

Info

Publication number: DE3930579C2
Application number: DE3930579A
Authority: DE
Inventors: Dietrich 4000 Duesseldorf De Fagin
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1989-09-13
Filing date: 1989-09-13
Publication date: 1991-07-18
Also published as: JPH05500722A; WO1991004523A1; EP0491815A1; DE3930579A1; US5194187A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dampf-Wasser-Mischer mit je einem Einlaß für Wasserdampf und für Wasser, mit einem Behäl ter zum Mischen von Dampf und Wasser, mit einem Auslaß dieses Mischbehälters für das erwärmte Wasser, mit einem innerhalb des Mischbehälters zwischen dem oder den Dampf-Einlässen und dem oder den Wasser-Einlässen angeordnetem Sinter-Material, das so angeordnet ist, daß der in den Mischbehälter eintretende Dampf nur durch das Sintermaterial hindurch zum Wasser-Einlaß oder zum Auslaß des Mischbehälters gelangt. Das Sinter-Material kann dabei Keramik oder Metall sein. Da vor dem Mischvorgang der Dampf durch den Hohlzylinder strömt und damit feinstverteilt durch das Wasser perlt, fällt der im Wasser enthaltende Kalk eben falls sehr fein verteilt aus und bildet keine Verkrustungen. Dieser fein verteilte Kalk wird mit dem erwärmten Wasser aus dem Dampf-Wasser-Mischer ausgetragen. Da im Mischbehälter sich nur feinperliger Dampf und Wasser mischen, werden auch die Kavita tionsgeräusche erheblich herabgesetzt.

Ein derartiger Dampf-Wasser-Mischer ist aus der älteren, aber nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 38 37 728.4-52 be kannt. Bei diesem Dampf-Wasser-Mischer schwankt die Temperatur des austretenden Heißwassers um etwa 10°C, wenn sich der durch die räumliche Höhe des Heißwasser-Schlauches und der Aus trittsdüse aufgebaute Gegendruck ändert. Daher läßt sich der Dampf-Wasser-Mischer gemäß der älteren Patentanmeldung nur zu Reinigungs- und vergleichbaren Zwecken verwenden, aber ein Einsatz dieses Mischers zum Beheizen von Reaktoren, Rührkesseln, z. B. in Technika, und vergleichbaren Systemen ist wegen der zu großen Temperaturschwankungen nicht möglich.

Aus der DE 26 01 431 A1 ist zwar ein Gerät zum Mischen eines gasförmigen Mediums mit einem flüssigen Medium bekannt, dessen Mischkanal Füllkörper oder Verdrängungskörper aufweisen kann, aber dieses Gerät weist kein zwischen dem oder den Dampf-Einlässen und dem oder den Wasser-Einlässen angeordnetes Sinter-Material auf. Auch eine andere bekannte Vorrichtung zum Vermischen von Dampf und Kaltwasser zum Erzeugen von Warmwasser gemäß der DE-AS 23 45 246 enthält nicht das eingangs genannte Sinter-Material. Im übrigen ist die Verwendung von Füllkörpern in der Verfahrenstechnik bekannt, z. B. in einer ein Gas-Flüssigkeitsgemisch transportierenden Röhre eines Wärmeaustauschers nach der GB-PS 9 49 378 oder in Röhren der Einrichtung zur Absorption von Gasen in Flüssigkeiten nach der DE-PS 5 79 222. Die beiden letztgenannten Einrichtungen haben jedoch nichts mit dem Mischen von Dampf mit Wasser zu tun und enthalten auch kein Sinter-Material.

Dieser Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Dampf-Wasser-Mischer der eingangs genannten Art die bei wechselnder räumlicher Lage der Austrittsdüse und des Heißwasser-Schlauches hervorgerufenen Temperaturschwankungen derart stark zu dämpfen, daß der Mischer auch zum Beheizen der genannten Behälter und Systeme geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch im Raum zwischen Sinter- Material und Innenwand des Mischbehälters angeordnete Füllkörper gelöst. Die Füllkörper bewirken eine Schwankungs-Dämpfung der Temperatur bis auf etwa 2°C bei wechselnder räumlicher Lage der Austrittsdüse und des Heißwasser-Schlauches. Außerdem wird bei ansonsten gleichen Bedingungen die Geräuschentwicklung von 68,5 dB (A) bei dem Mischer nach der älteren Patentanmeldung auf 63,5 dB (A) bei dem Mischer nach der vorliegenden Erfindung herabgesetzt. Der erfindungsgemäße Mischer ist natürlich weiterhin zum Bereiten von Heißwasser von Reinigungs- und vergleichbaren Zwecken geeignet. Zusätzlich kann der erfindungsgemäße Mischer zum Beheizen von Behältern und vergleichbaren Systemen, z. B. in Labors, Technika und Produktionsbetrieben eingesetzt werden.

Vorzugsweise sind die Füllkörper zylinderförmig ausgebildet. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Durchmesser und die Höhe der Füllkörper etwa gleich sind. Dabei bedeutet das Wort "etwa", das eine Abweichung bis zu 10% im Rahmen dieser Ausgestaltung der Erfindung liegt.

Außerdem wird bevorzugt, daß die Füllkörper aus Metall, insbe sondere aus Edelstahl bestehen. Dadurch wird eine besonders gute Geräuschdämpfung erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Dampfer-Wasser-Mischers gemäß der Erfindung mit einem Längsschnitt des Mischbehälters,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Mischers von Fig. 1 aus einer rechtwinklig dazu liegenden Blickrichtung,

Fig. 3 ein Schaltbild der Steuerung des Mischers nach den Fig. 1 und 2 und

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Mischbehälter entsprechend der Erfindung.

Der Dampf-Wasser-Mischer besteht im wesentlichen aus einem in den Fig. 1 und 2 oben angeordneten Dampfeinlaß 5, einem in den Zeichnungen unten links dargestellten Auslaß 7, einem dane ben rechts dargestellten Wassereinlaß 2 und einem zwischen den Ein- und Auslässen angeordneten Mischbehälter 3. Der Dampf strömt durch den Dampfeinlaß 5 über das Durchgangsventil 15, das mit dem Handrad 16 betätigbar ist, durch das Dampfventil 4 und das Rückschlagventil 8 und schließlich durch die Dampfein lässe 11 in den Mischbehälter 3. Das zwischen Durchgangsventil 15 und Rückschlagventil 9 angeordnete Dampfventil 4 wird von einem Drehantrieb 8, der eine Federrückstellung aufweist, pneuma tisch betätigt. Bei dem Dampfventil 4 handelt es sich um einen Kugelhahn. Wie nachstehend noch ausgeführt wird, wird der An trieb 8 elektrisch vom Durchflußmesser 1 gesteuert. Die Schaltzeit beträgt weniger als eine Sekunde.

Der aus einem Dampfnetz mit 4 bar stammende Dampf wird im Misch behälter 3 mit Wasser aus einem Brauchwassernetz vermischt, das beim Wassereinlaß 2 in den Mischer strömt. Am Wassereinlaß 2 ist ebenfalls ein Durchgangsventil 17, das durch ein Handrad 18 be tätigbar ist, vorgesehen. Nach Durchfließen des Durchgangsven tils 17 strömt das Wasser durch den Durchflußmesser 1, der nur bei Vorliegen einer Mindestwassermenge den Antrieb 8 so steuert, daß das Dampfventil 4 geöffnet wird und bleibt. Nach Durchströ men des Durchflußmessers 1 fließt das Wasser durch ein weiteres Rückschlagventil 10 und durch einen 90-Grad-Bogen 19 tangential beim Wassereinlaß 12 in den Mischbehälter 3.

Bevor Wasser und Dampf aufeinander treffen, strömt der Dampf innerhalb des Mischbehälters 3 durch einen Hohlzylinder 13 aus Sinter-Material.

Nach dem Durchmischen von Dampf und Wasser strömt das erwärmte Wasser durch den Auslaß 14 des Mischbehälters 3 und ein Rohr stück zum Auslaß 7 des Dampfwasser-Mischers. Am Ende dieses Auslasses ist eine Kupplung 24 zum Beispiel zum Anschließen von Schläuchen vorgesehen. Noch vor der Kupplung 24 ist zum Ab sperren von Hand ein Kugelhahn 25 eingebaut.

In Fig. 2 ist das thermische Überwachungssystem des Dampf- Wasser-Mischers dargestellt. An einer seitlich abzweigenden Muffe 26 ist eine Steuereinrichtung 6 angebaut, die mit einem in der Zeichnung nicht sichtbaren Thermofühler verbunden ist. Der Thermofühler mißt die Temperatur des aus dem Mischbehälter 3 austretenden Wassers. Die Steuereinrichtung 6 wirkt ebenfalls auf den Antrieb 8 des Dampfventils 4. Über diese Steuereinrichtung und den Thermofühler wird die gewünschte maximale Temperatur des austretenden Wassers eingestellt.

Über eine Rohrschelle 27 und Profilstücke 28 ist der Dampf-Was ser-Mischer mit einer Bodenplatte 29 fest verbunden. Der darge stellte Dampf-Wasser-Mischer liefert zwischen 500 und 2500 Liter pro Stunde bis zu 90 Grad Celsius heißen Wassers und ist ausge legt auf einen Anschluß an ein Dampfnetz mit 4 bar. Für eine größere Heißwassermenge ist ein entsprechend größerer Mischer einzusetzen. Die besonders hohe Betriebssicherheit ergibt sich auch durch die kurze Schaltzeit des einen Schlitzinitiator auf weisenden Durchflußmessers 1.

In Fig. 3 ist das zu dem Mischer nach den Fig. 1, 2 und 4 zugehörige Schaltbild dargestellt. Der Mischer wird mit dem Schalter 30 eingeschaltet. Zwischen dem Schalter 30 und dem Stromnetz liegen zwei Sicherungen 31, 32. Das zentrale Bauele ment in dieser Schaltung ist das Trennschaltgerät 33. Es emp fängt die den Zustand des Mischers beschreibenden Signale vom Durchflußmesser 1 und vom Thermofühler 34. Über die Anschlüsse 35 und 36 wird das Trennschaltgerät mit elektrischer Energie ver sorgt. Durchflußmesser 1 und Thermofühler 34 steuern innerhalb des Trennschaltgerätes 2 die Relais 35 und 36. Die Schaltung ist, wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, so ausgelegt, daß die beiden weiteren Relais 37 und 38 nur dann den Stromkreis schließen, wenn beide Relais 35 und 36 gleichzeitig angesprochen sind. In diesem Fall wird das Magnetventil 39 unter Strom gesetzt, welches das Dampfventil 4 öffnet. Zum Erhöhen der Betriebssicherheit ist der Ansteuerstromkreis des Magnetventils 39 durch zwei, unmit telbar vor und hinter das Magnetventil 39 geschaltete Sicherungen 40, 41 abgesichert.

In Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch einen Mischbehälter ent sprechend einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hier, wie in den übrigen Zeichnungen, werden für gleiche Teile und gleiche Bezeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet. Im Mischbehälter 3 ist zwischen dem als Hohlzylinder mit Boden ausgebildeten Sintermaterial 13 und der Innenwand 43 des Misch behälters 3 ein weiterer aus einem Lochblech bestehender Hohl zylinder 44 mit einem konzentrisch darin angeordneten Hohlzylin der 45 angebracht. Auch der innere Hohlzylinder 45 besteht aus einem Lochblech. Der Zylinder 45 liegt eng an dem Sinter-Material 13 und der Hohlzylinder 44 eng an der Innenwand 43 des Mischbehälters 3 an. Beide Hohlzylinder 44 und 45 sind an ihrer oberen Deckfläche miteinander verbunden und haben jeweils einen eigenen Boden. Innerhalb des so gebildeten Raumes 42 sind als Füllkörper Edelstahl-Zylinder von 1 cm Durchmesser und 1 cm Länge angeordnet. Durch die Füllkörperanordnung, durch die das heiße Wasser hindurchtreten muß, sinkt die Geräuschbelastung von 68,5 dB (A) auf 63,5 dB (A). Der wichtigste Vorteil der Füllkörper liegt jedoch darin, daß die Temperaturschwankungen des austretenden heißen Wassers stark verringert werden. Wenn z. B. die Temperatur des austretenden heißen Wassers ohne Füllkörper um etwa 10°C schwankt, bewirken die Füllkörper eine Schwankungs-Dämpfung auf etwa 2°C.

Claims

1. Dampf-Wasser-Mischer mit je einem Einlaß für Wasserdampf und für Wasser, mit einem Behälter (3) zum Mischen von Dampf und Wasser, mit einem Auslaß (7) dieses Mischbehäl ters (3) für das erwärmte Wasser, mit einem innerhalb des Mischbehälters (3) zwischen dem oder den Dampf-Einlässen (11) und dem oder den Wasser-Einlässen angeordneten Sinter- Material (13), das so angeordnet ist, daß der in den Misch behälter (3) eintretende Dampf nur durch das Sinter-Material (13) hindurch zum Wasser-Einlaß (12) oder zum Auslaß (14) des Mischbehälters (3) gelangt, gekennzeichnet durch im Raum (42) zwischen Sintermaterial (13) und Innenwand des Mischbehälters (3) angeordnete Füllkörper.

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper zylinderförmig ausgebildet sind.

3. Mischer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser und die Höhe der Füllkörper etwa gleich sind.

4. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper aus Metall, insbesondere aus Edelstahl, bestehen.