DE4337126C2 - Beheizter Kochkessel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen beheizten Kochkessel mit einem Dampfraum zwi­ schen einem Garraum und einem Außenbehälter und mit einem Ent- und Belüf­ ter, dessen Eingang mit dem Dampfraum und dessen Ausgang mit einem in die freie Atmosphäre führenden Abflußrohr verbunden ist.

Ein derartiger Kochkessel ist bekannt aus der DE 91 00 833 U1. Bei einem derartigen beheizten Kochkessel wird der Dampfmantel durch eine doppelwan­ dige Ausführung des Kochkessels mit Innen- und Außenwand gebildet. Der Dampfmantel weist eine Wasserfüllung auf, die bei Inbetriebnahme eines zu­ geordneten Dampferzeugers, gebildet z. B. von einem Gasbrenner, erhitzt wird und teilweise verdampft. An den senkrechten Wänden des Kessels, also inner­ halb des Dampfmantels, kondensiert der Dampf, so daß ein Kreislauf stattfin­ det. Die Wärme wird dabei weitestgehend gleichmäßig an das im Kessel befind­ liche Gargut abgegeben.

Ein derartiger Kochkessel ist in der Regel mit einem Ent- und Belüfter sowie mit einem Sicherheitsventil versehen. Der Ent- und Belüfter dient dazu, uner­ wünschte Luft aus dem Dampfraum abzuführen, während das Sicherheitsventil einen Schutz gegen Überdruck in dem Dampfraum bewirkt. An einen derartigen Kochkessel werden verschiedene Anforderungen gestellt. Eine Anforderung besteht darin, daß sich in dem Dampfraum erwärmte Luft möglichst nicht mit Dampf vermischt, da der Wärmeübergang auf den eigentlichen Garraum bei Dampf wesentlich größer ist als bei Luft. Im Dampfraum befindliche erwärmte Luft soll daher über den Ent- und Belüfter möglichst schnell nach außen abge­ führt werden, während Wasserdampf selbst den Dampfraum möglichst nicht verlassen soll. Dadurch würden Verluste hinsichtlich des Wassers und der im Wasser enthaltenden Wärmeenergie entstehen. Eine weitere Forderung besteht darin, daß möglichst wenig Kondensat verlorengeht und der gesamte Kochkes­ sel möglichst wartungsarm ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kochkessel der beschriebenen Art so auszubilden, daß mit konstruktiv einfachem Aufwand ein wartungsarmer Kochkessel mit hohem Wirkungsgrad und geringen Verlusten von Kondensat geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Kochkessel dadurch gelöst,

• - daß ein dem Ent- und Belüfter zugeordneter Behälter vorgesehen ist,
• - daß der Eingang des Ent- und Belüfters zusätzlich über ein als Sicher­ heitsventil ausgebildetes, im Ruhezustand geschlossenes und manuell betätigbares Ventil in das untere Ende des Behälters führt,
• - daß der Ausgang des Ent- und Belüfters über ein Entlüftungsrohr in den unteren Teil des Behälters führt und
• - daß das Abflußrohr in den oberen Teil des Behälters eingeführt ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange­ geben.

Es wird also ein zusätzlicher Behälter dem Ent- und Belüfter zugeordnet, der mit seinen verschiedenen Anschlüssen die Lösung der erfindungsgemäßen Auf­ gabe sicherstellt. Der Eingang des Ent- und Belüfters ist zusätzlich über ein als Sicherheitsventil ausgebildetes, im Ruhezustand geschlossenes und manuell betätigbares Ventil in das untere Ende des Behälters eingeführt. Der Ausgang des Ent- und Belüfters führt über ein Entlüftungsrohr in den unteren Teil des Behälters und das Abflußrohr führt in den oberen Teil des Behälters.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind am unteren Ende des Behälters ein Ventilsitz und ein Dichtelement angeordnet, das über eine durch den Behäl­ ter laufende Stange mit einem Betätigungselement oberhalb des Behälters ver­ bunden ist. Das Dichtelement kann dabei durch eine Kugel und einen ent­ sprechenden Ventilsitz gebildet sein. Der Behälter kann auch zusätzlich mit ei­ nem Anschluß zur Wassereinspeisung versehen sein, wenn in den Dampfraum Wasser eingefüllt oder nachgefüllt werden muß. Das Ventil kann auch durch einen elektromagnetischen Antrieb betätigbar sein.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Kochkessel hat mehrere Vorteile. Er arbeitet weitestgehend verlustfrei, da das von dem Ent- und Belüfter kommende Kon­ densat zunächst in den Behälter und dann später in den Dampfraum zurückge­ führt wird und somit nicht verloren geht. Es wird also ein weitestgehend herme­ tisch abgeschlossenes System gebildet.

Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich dadurch, daß das Ventil, das zum Rückführen des Kondensates von dem Behälter in den Dampfraum dient, gleichzeitig das Sicherheitsventil bildet. Dadurch wird eine vorteilhafte Dop­ pelausnutzung erreicht, indem das Ventil einerseits zum Rückführen des Kondensats in den Dampfraum und andererseits als Sicherheitsventil wirken kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Kochkessels zusammen mit dem Ent- und Belüfter und dem Sicherheitsventil und

Fig. 2 eine Detaildarstellung des in Fig. 1 mit X bezeichneten Teils.

Fig. 1 zeigt den das Gargut enthaltenden Garraum 1, den Außenbe­ hälter 2 und den Deckel 3. Der Garraum 1 und der Außenbehälter 2 sind dampfdicht miteinander verschweißt, wobei der Zwischenraum zwischen beiden den Dampfraum 4 bildet. In dem Dampferzeuger 5 wird mit einem Energieträger wie z. B. Strom, Gas, Öl Hochdruck­ heißwasser oder Hochdruckdampf Wasser zum Sieden gebracht. Der entstehende Dampf wird über die Dampfleitung 6 in den Dampfraum 4 geleitet und über die Kondensleitung 7 in den Dampferzeuger 5 zu­ rückgeleitet.

Der Wärmeübergang von dem Dampf in dem Dampfraum 4 auf das Gas­ gut in dem Garraum 1 erfolgt optimal, wenn sich erwärmte Luft in dem Dampfraum 4 nicht mit Dampf vermischen kann. Durch den Druckunterschied - erwärmte Luft ist schwerer als Wasserdampf - wird die Luft über den am Sicherheitsventil 8 angeschlossenen Ent- und Belüfter 9 aus dem Dampfraum 4 in die Entlüftungslei­ tung 10 und das Abflußrohr 12 (Fig. 2) in die freie Atmosphäre befördert. Damit reiner Wasserdampf über den Ent- und Belüfter 9 nicht entweichen kann, schließt der Ent- und Belüfter 9 bei ei­ nem bestimmten Druck, der unter dem Siededruck liegt. Der Schließdruck des Ent- und Belüfters 9 kann variabel eingestellt werden, wodurch sicherge­ stellt ist, daß kein Dampf nach außen gelangt und ein hermetisch abgeschlossener Dampfraum 4 entsteht. Durch den reinen Wasserdampf wird eine optimale Wärmeübertragung erzielt und eine rasche An­ heizphase garantiert.

In Fig. 2 ist der Eintrittsstutzen 13 einerseits mit dem Dampfraum 4 verbunden und andererseits mit dem Eingang des Ent- und Belüfters 9 sowie mit dem unteren Ende des Behälters 14. Am unteren Ende des Behälters 14 ist ein Ventil mit der Kugel 15 und dem Ventilsitz 16 angeordnet, das durch das Gewicht des kolbenförmigen Körpers 17 geschlossen bleibt. Die Kugel 15 ist über das Gewicht 17 oder eine Feder und die Stange 18 mit dem Knopf 11 verbunden. Das freie Ende 19 des Abflußrohres 12 mündet in die freie Atmosphäre.

Die Wirkungsweise ist folgende. Bei normalem Kochbetrieb ist das durch die Kugel 15 und den Ventilsitz 16 gebildete Sicherheits­ ventil durch das Gewicht des Körpers 17 geschlossen und öffnet nur, wenn in dem Dampfraum 4 der Druck den maximal zulässigen Wert überschreitet. Der druckgesteuerte Ent- und Belüfter 9 spricht dann an, wenn sich in dem Dampfraum 4 heiße Luft bildet. Die heiße Luft kann über die Leitung 10, das Innere des Sicherheitsventils 8 und das Abflußrohr 12 in die freie Atmosphäre gelangen. Eine gegebenenfalls aus dem Ent- und Belüfter 9 entweichende minimale Dampfmenge kondensiert und wird in der Entlüftungsleitung 10 oder in dem Behälter 14 des Sicherheitsventils 8 aufgefangen. Dieses Kondensat sammelt sich also zunächst in dem durch das Ventil 15, 16 unten abgeschlosse­ nen Behälter 14 und kann während der betriebslosen Zeit, da jetzt in dem Dampfraum 4 kein Überdruck herrscht, über den geöffneten Ent- und Belüfter 9 aus dem Inneren des Behälters 14 in den drucklosen Dampfraum 4 automatisch zurückfließen. Es geht also praktisch kein Kondensat verloren, und die Funktion als Sicherheitsventil wird dabei nicht beeinträchtigt.

Das gesamte System arbeitet somit fast verlustfrei und ist besonders wartungsarm. Dadurch können die bisher übliche laufende Kontrolle des Wasserstandes und das Nachfüllen von Wasser in den Dampferzeuger entfallen. Ein Kontrolle ist nur noch in größeren Intervallen erforderlich, wie z. B. bei Inspektionen im Wartungsfall.

Die Wirkung des Gewichtes 17 kann auch durch eine Feder erreicht werden, die jeweils die Kugel 15 auf den Ventilsitz 16 preßt und durch Betätigung des Knopfes 11 oder bei einem Überdruck im Dampfraum 4 zusammengedrückt wird.

Claims (8)

1. Beheizter Kochkessel mit einem Dampfraum (4) zwischen einem Garraum (1) und einem Außenbehälter (2) und mit einem Ent- und Belüfter (9), dessen Eingang mit dem Dampfraum (4) und dessen Ausgang mit einem in die freie Atmosphäre führenden Abflußrohr (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß ein dem Ent- und Belüfter (9) zugeordneter Behälter (14) vorgese­ hen ist,
• 2. daß der Eingang des Ent- und Belüfters (9) zusätzlich über ein als Si­ cherheitsventil ausgebildetes, im Ruhezustand geschlossenes und ma­ nuell betätigbares Ventil (15, 16) in das untere Ende des Behälters (14) führt,
• 3. daß der Ausgang des Ent- und Belüfters (9) über ein Entlüftungs­ rohr (10) in den unteren Teil des Behälters (14) führt und
• 4. daß das Abflußrohr (12) in den oberen Teil des Behälters (14) eingeführt ist.

2. Kochkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (14) ein gewichts- oder federbelastetes Sicherheitsventil enthält und als Kondensatauffang dient, wenn der Ent- und Belüfter (9) ge­ schlossen ist.

3. Kochkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Behälters (14) ein Ventilsitz (16) und ein Dicht­ element (15) angeordnet sind, das über eine durch den Behälter (14) verlau­ fende Stange (18) mit einem Betätigungselement (11) oberhalb des Behäl­ ters (14) verbunden ist.

4. Kochkessel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement als Kugel (15) ausgebildet ist.

5. Kochkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (14) die Form eines Zylinders mit lotrecht stehender Achse hat.

6. Kochkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (14) mit einem Anschluß zur Wassereinspeisung versehen ist.

7. Kochkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (15, 16) durch einen elektromagnetischen Antrieb betätigbar ist.

8. Kochkessel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßeinrichtung für den Wasserstand in dem Behälter (14) vorge­ sehen ist, die bei einem vorgegebenen Wasserstand selbsttätig den elektro­ magnetischen Antrieb oder eine Anzeige betätigt.