DE815534C

DE815534C - Heating device for liquids, especially for generating steam

Info

Publication number: DE815534C
Application number: DEW1932A
Authority: DE
Inventors: John William Woolley
Original assignee: J W Woolley & Co Ltd
Current assignee: J W Woolley & Co Ltd
Priority date: 1946-09-26
Filing date: 1950-05-05
Publication date: 1951-10-01

Description

Beheizungsvorrichtung für Flüssigkeiten, besonders zum Erzeugen von Dampf I)ie Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Beheizen von Flüssigkeiten, besonders zum Erzeugen von Dampf oder für ähnliche Zwecke, die so ausgebildet ist, daß unabhängig von der Stetigkeit der Wärmezufuhr eine gleichmäßige CVärmeal,gahe an die zu beheizende Flüssigkeit erfolgt. Hierbei soll eine Aufspeicherung der Wärme stattfinden, so daß eine Wärmequelle mit l)egrenztem Heizwert je Zeiteinheit benutzt werden kann, deren Wärme aufgespeichert und später in kürzerer Zeit mit größerer Wärmeleistung je Zeiteinheit wieder algegelen werden kann. Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich besonders als Dampferzeuger zum Sterilisieren und für andere Zwecke, bei denen der Dampf nicht ununterbrochen während der 24 Stunden eines Tages benötigt wird.Heating device for liquids, especially for generating steam I) he invention relates to a device for heating liquids, especially for generating steam or for similar purposes so designed, that regardless of the steadiness of the heat supply, a uniform Cärmeal, gahe to the liquid to be heated. The aim here is to store the heat take place, so that a heat source with a limited calorific value per unit of time is used whose heat can be stored and later in a shorter time with greater Heat output per unit of time can be algegelen again. The device according to the invention is particularly suitable as a steam generator for sterilization and for other purposes where the steam is not uninterrupted during the 24 hours of one Day is needed.

So kann sie z. B. vorteilhaft zum Dampferzeugen in Molkereien und Verkaufsläden für Speiseeis zum Entkeimen von Milch, ferner bei der Behandlung von Wolle, Kunstseide, Leder, Tuchen, Filz und anderen Stoffen, weiterhin zum Erwärmen von Wasser durch Einspritzen von Dampf sowie überall dort verwendet werden, wo Dampf nur zeitweise benötigt wird.So she can z. B. advantageous for steam generation in dairies and Shops selling ices for the sterilization of milk, also for the treatment of Wool, rayon, leather, cloth, felt and other fabrics continue to be used for warming of water by injecting steam, as well as wherever steam is used is only needed at times.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß der Behälter, Kessel o dgl., der die zu erhitzende Flüssigkeit aufnimmt, einen den Behälterraum im wesentlichen ausfüllenden, nur in geringem Abstand von den Behälterwandungen liegenden Metallblock enthält der innen mit einer Beheizungsvorrichtung ausgestattet ist und die von ihr aufgenommene Wärme an die in den Spaltraum zwischen dem Metallblock und den Behälterwandungen eingeleitete Flüssigkeit abgibt. Der die Flüssigkeit aufnehmende Behälter besteht zweckmäßig aus einem kastenartigen Kessel, der von einem mit einer. wärmeisolierenden Füllung versehenen Außenbehälter umschlossen ist, eine untere Flüssigkeitszuführungsleitung und eine obere Entnahmeleitung für beheizte Flüssigkeit oder Dampf aufweist und zweckmäßig so bemessen ist, daß er den Metallblock seitlich und unten mit engem Spaltraum, oben mit einem etwas größeren Hohlraum umschließt, der als Dampfsammler dienen kann. The device according to the invention is characterized in that the container, boiler or the like., the absorbs the liquid to be heated, one that essentially fills the container space, only at a short distance from The metal block lying on the container walls contains the inside with a heating device is equipped and the heat it absorbs to that in the gap between releases liquid introduced into the metal block and the container walls. The who The liquid-absorbing container consists expediently of a box-like vessel, that of one with one. Enclosed heat-insulating filling provided outer container is, a lower liquid supply line and an upper withdrawal line for having heated liquid or vapor and is expediently dimensioned so that it the metal block laterally and below with a narrow gap, above with a slightly larger one Enclosing cavity that can serve as a steam collector.

Der Metallblock soll oben und unten zweckmäßig mit dach- bzw. keilartig geneigten Flächen versehen sein.The metal block should be roof-like or wedge-like at the top and bottom be provided inclined surfaces.

Die Flüssigkeitszuführungsleitung des Behälters ist vorzugsweise mit einer Regelvorrichtung ausgestattet, so daß die Flüssigkeit zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Dampfabgabe in beeinflußter und geregelter Menge zugeführt wird. Die in dem Metallblock untergebrachte Wärmequelle besteht vorzugsweise aus einem elektrischen Heizkörper und kann auch bei anderer Beheizungsart mit einem zeitgesteuerten Schalter ausgestattet sein, so daß sich die Wärmezufuhr an die durch den Metallblock gebildete Heizfläche periodisch in gesteuerten Zeitabständen vollzieht. The liquid supply line of the container is preferred equipped with a control device so that the liquid in order to achieve is supplied to an even steam release in an influenced and controlled amount. The heat source housed in the metal block preferably consists of one electric radiator and can also be used for other types of heating with a time-controlled Switches must be equipped so that the heat input to the through the metal block formed heating surface completes periodically at controlled time intervals.

Die Flüssigkeitszuführungsleitung kann nach Bedarf mit einem Filter versehen sein und eine Heizvorrichtung üblicher Ausführung zum Vorwärmen der zu verdampfenden Flüssigkeit enthalten. The liquid supply line can be equipped with a filter if necessary be provided and a heating device of the usual design for preheating the to contain evaporating liquid.

Die Zeichnungen zeigen ein Beispiel für die Ausführung einer Beheizungsvorrichtung nach der Erfindung, und zwar handelt es sich um einen Dampferzeuger für Sterilisierapparate, der in Fig. I in einem senkrechten Querschnitt und in Fig. 2 in einem senkrechten Längsschnitt durch den unteren Teil des Kessels dargestellt ist. The drawings show an example of the implementation of a heating device according to the invention, namely a steam generator for sterilizers, that in Fig. I in a vertical cross section and in Fig. 2 in a vertical Longitudinal section through the lower part of the boiler is shown.

Die zum Sterilisieren in Molkereien und ähnlichen Betrieben bestimmte Vorrichtung weist einen auf kurzen Füßen abgestützten Außenbehälter 1 auf, der eine wärmeisolierende Füllung 2 enthält. Those intended for sterilization in dairies and similar businesses Device has an outer container 1 supported on short feet, which is a contains heat insulating filling 2.

In dem Behälter 1 befindet sich ein von gebogenen Stützen 3 getragener, kastenförmiger Dampfkessel 4, der einen mit Bolzen 5 an einer Stirnwand befestigten Metallblock 6 enthält. Dieser Metallblock besteht aus einem rechteckigen Körper, der oben und unten über seine Länge mit dach- bzw. keilartig geneigten Schrägflächen versehen ist. In seinem Innern befindet sich ein Hohlraum, der nach der Befestigungsseite hin offen und zugänglich ist. Der Innenbehälter bzw. Kessel 4 ist so bemessen, daß er den Metallblock unten und an den Seiten mit einem schmalen Spalt, oben mit einem etwas größeren Hohlraum umschließt. Im Innern des Metallblocks 6 befindet sich ein elektrischer Heizkörper 7, der z. B. die übliche Heizleistung von 1 kW aufweisen kann. In den unteren Teil des Kessels 4 mündet eine Wasserzuführungsleitung 8 ein, die mit einem Rohr g an einen nicht dargestellten Ablaßhahn angeschlossen ist. An der Anschlußstelle des Rohres 9 befindet sich ein Maximalzuflußventil Io,.daß dazu dient, die Dampfbildung im Kessel in sicheren Grenzen zu halten. Zur Festlegung dieser Sicherheitsgrenze muß die Größe der Ventilöffnung dem Wasserspiegel im Speisebehälter angepaßt sein.In the container 1 there is a supported by curved supports 3, box-shaped steam boiler 4, one fastened with bolts 5 to an end wall Includes metal block 6. This metal block consists of a rectangular body, the top and bottom along its length with roof-like or wedge-like inclined surfaces is provided. Inside there is a cavity that faces the attachment side is open and accessible. The inner container or boiler 4 is dimensioned so that the metal block at the bottom and on the sides with a narrow gap, at the top with a enclosing a slightly larger cavity. Inside the metal block 6 is a electric heater 7, the z. B. have the usual heating power of 1 kW can. A water supply line 8 opens into the lower part of the boiler 4, which is connected with a pipe g to a drain cock, not shown. At the connection point of the pipe 9 is a maximal inflow valve Io, .that to it serves to keep the formation of steam in the boiler within safe limits. Laying down this safety limit must correspond to the size of the valve opening and the water level in the feed tank be adjusted.

Über dem Gehäuse I befindet sich eine isolierte oder einfache Sterilisierkammer II, die aus dem Kessel 4 durch ein kurzes Rohr 12 mit Dampf gespeist werden kann. Das Rohr 12 kann mit einem nicht dargestellten Wechselventil versehen sein, so daß man den Dampf auch zu anderer Verwendung nach außen ableiten kann. Eine Prallplatte I3 ist über der Mündungsstelle des Rohres I2 zum Verteilen des ausströmenden Dampfes vorgesehen. An dem Außenbehälter I befindet sich eine mit Schrauben angebrachte Verschlußplatte 14, an dem Kessel 4 in gleicher Höhe ein keilförmiger Einsatz 15 aus wärmeisolierendem Stoff, der deii den Heizkörper 7 enthaltenden Hohlraum des Aletallblocks abschließt, die nicht dargestellte Iurchführung für den Anschluß des Heizkörpers aufweist und ebenso wie die Verschlußplatte 14 bei Bedarf abnehmbar ist, so daß man Zugang zum Heizkörper erhält. An isolated or simple sterilization chamber is located above the housing I. II, which can be fed from the boiler 4 through a short pipe 12 with steam. The tube 12 can be provided with a shuttle valve, not shown, so that the steam can also be diverted to the outside for other uses. A baffle plate I3 is above the opening point of the tube I2 to distribute the escaping steam intended. On the outer container I there is one attached with screws Closure plate 14, on the boiler 4 at the same height a wedge-shaped insert 15 of heat-insulating material, the cavity of the deii containing the radiator 7 Aletallblocks completes the not shown I implementation for the connection of the Has radiator and, like the closure plate 14, can be removed if necessary is so that you get access to the radiator.

Das Wasser wird auf beliebige Weise in geregelter Menge in den Kessel eingeleitet. Vorzugsweise ist hierzu auf der Sterilisierkammer ein kleiner Speisebehälter angeordnet, der von Hand oder selbsttätig durch ein Schwimmerventil gespeist wird. Zwischen dem Speisebehälter und dem Maximalventil 10 ist ein von Hand zu betätigender Kontrollhahn angebracht. Die Speiseleitung kann auch einen Filter enthalten, um Verunreinigungen zurückzuhalten, die den verengten Durchlaß des Maximalventils 10 verstopfen könnten. Diese Einrichtungen sind von üblicher Ausführung und in der Zeichnung nicht dargestellt. The water is fed into the boiler in a regulated amount in any way initiated. For this purpose, there is preferably a small food container on the sterilization chamber arranged, which is fed by hand or automatically by a float valve. Between the feed container and the maximum valve 10 is a manually operated one Control tap attached. The feed line can also contain a filter to To hold back impurities, which the narrowed passage of the maximum valve 10 could clog. These facilities are of the usual design and in the Drawing not shown.

Der elektrische Heizkörper wird vorzugsweise von einem Zeitschalter bekannter Art gesteuert, der mit einem Aufzug für I4tägigen oder 28tägigen Gang ausgerüstet ist. Dieser Schalter kann unmittelbar an der Vorrichtung angebracht sein. The electric radiator is preferably controlled by a timer of a known type controlled by an elevator for 14 days or 28 days is equipped. This switch can be attached directly to the device be.

Steht Wechselstrom von konstanter Frequenz zur Verfügung, so ist ein synchroner elektrischer Zeitschalter dem Uhrwerkschalter vorzuziehen.If alternating current of constant frequency is available, then a synchronous electrical time switch is preferable to the clockwork switch.

Bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung zum Sterilisieren werden zunächst das Wasserzuführungsventil und der Entwässerungshahn geschlossen und der Zeitschalter für eine zum Aufheizen benötigte Zeitspanne in Gang gesetzt. Braucht z. B. ein üblicher, mit 6 kW belasteter Sterilisierapparat eine Stunde, um den erforderlichen Dampf zu liefern, so würde der Sterilisierapparat nach der Erfindung mit dem vorgesehenen Heizkörper von 1 kW über den Zeitschalter 6 Stunden lang eingeschaltet bleiben, und dann werden die zu sterilisierenden Gegenstände in die Kammer II gebracht und das Wasserspeiseventil geöffnet. In 10 Minuten oder weniger wird eine Temperatur von 2100 in der Sterilisierkammer erreicht und das Wasserspeiseventil wieder geschlossen. Nach einer Sterilisierdauer von 10 Minuten bei dieser Temperatur wird das Entwässerungsventil geöffnet, um Schlammniederschläge und Sinkstoffe aus dem Kessel auszuspülen, die sich sonst anhäufen und den Betrieb der Einrichtung beeinträchtigen würden. When putting the device for sterilization into operation, first the water supply valve and the drainage cock closed and the timer started for a period of time required to heat up. Needs z. B. a common, A sterilizer loaded with 6 kW provides one hour of the required steam to deliver, the sterilizer according to the invention would be provided with the 1 kW radiators remain switched on for 6 hours using the timer, and then the objects to be sterilized are brought into chamber II and the water feed valve is open. In 10 minutes or less reaches a temperature of 2100 in the sterilization chamber and the water feed valve closed again. After a sterilization time of 10 minutes at this temperature the drain valve is opened to remove sludge deposits and sediments flush the boiler, which would otherwise pile up, and the operation of the facility would affect.

Nach vollständigem Ablassen des Wassers wird der Entwässerungshahn wieder geschlossen, weil sonst kalte Luft in den Kessel eindringt und die Heizwirkung des Nfetallllocks beeinträchtigt. Die Einrichtung kann dann für einen erneuten Sterilisiervorgang in Betrieb genommen werden.After the water has been completely drained off, the drainage cock is turned on closed again because otherwise cold air will penetrate the boiler and the heating effect of the metal lock impaired. The device is then ready for a new sterilization process be put into operation.

Da die Wärme in dem isolierten Block gespeichert wird, ist es nicht nötig, die Vorrichtung unmittelbar nach der ersten Heizperiode wieder in Betrieb zu nehmen. Vielmehr können mehrere Stunden vergehen, ohne daß ein erheblicherWärmeverlust eintritt. Since the heat is stored in the insulated block, it is not it is necessary to put the device back into operation immediately after the first heating period gain weight. Rather, several hours can pass without significant heat loss entry.

Bei Bedarf kann ein automatischer Wasservorwärmer üblicher Ausführung in die Speiseleitung eingeschaltet werden, so daß der Kessel mit heißem Wasser beliefert wird und eine größere Menge der in dem Metallblock aufgespeicherten Wärme für clie Verdampfung zur Verfügung steht. If necessary, an automatic water preheater of the usual design can be used be switched on in the feed line so that the boiler is supplied with hot water and a larger amount of the heat stored in the metal block for clie Evaporation is available.

I)ie Erfindung schafft eine einfache und verläßlich arbeitende Vorrichtung zum Erhitzen von Flüssigkeiten, zum Erzeugen von Dampf und für andere Zwecke, die keine ständige Wärmezufuhr benötigt und daher außerhalh der Spitzenlastt>etrid,sstunden aufgeheizt werden kann und auch dann in Betrieb hleibt, wenn der Strom zeitweilig abgeschaltet ist. The invention provides a simple and reliably working device for heating liquids, for generating steam and for other purposes that no constant supply of heat is required and therefore outside of peak load hours can be heated up and remains in operation even if the current is intermittent is switched off.

Wegen ihrer geringen elektrischen Leistungsaufnahme und der eintretenden Wärmespeicherung läßt sich die Vorrichtung nach der Erfindung auch dann verwenden, wenn das elektrische Versorgungsnetz bereits so belastet ist, daß weitere Anschlüsse wegen der sonst eintretenden Spitzenlasterhöhung abgelehnt werden. Es gibt auch Fälle, wo die Besitzer von kleinen privaten Stromerzeugungsanlagen mit einer Leistung von beispielsweise I kW eine Wärmeleistung von 4 kW für nur 10 oder I5 Minuten am Tage brauchen. Die Erfindung ermöglicht es dem Besitzer einer solchen Kleinanlage, die gewünschteWärmeleistung mit der vorhandenen Anlage zu erreichen. Because of their low electrical power consumption and the occurring The device according to the invention can also be used for heat storage if the electrical supply network is already so loaded that further connections be rejected because of the otherwise occurring peak load increase. There are also Cases where the owners of small private power generation plants with a power of, for example, I kW, a heat output of 4 kW for only 10 or 15 minutes on Need days. The invention enables the owner of such a small system, to achieve the desired heat output with the existing system.

Mit Rücksicht auf die eintretende Wärmespeicherung kann ein bestimmter Erwärmungsvorgang mit der Vorrichtung nach der Erfindung schneller als mit den üblichen Beheizungsanlagen durchgeführt werden. Dies ist beim Sterilisieren und ähnlichen Anwendungen besonders wichtig. Überdies kann mit dieser Vorrichtung auch überhitzter Dampf für Sterilisierzwecke schnell erzeugt werden. With regard to the occurring heat storage, a certain Heating process with the device according to the invention faster than with the usual Heating systems are carried out. This is the case with sterilization and the like Applications particularly important. In addition, this device can also overheat Steam can be generated quickly for sterilization purposes.

PATENTANSPROCHE: I. Heizvorrichtung für Flüssigkeiten, besonders zum Erzeugen von Dampf, dadurch gekennzeichnet, daß der die zu erhitzende Flüssigkeit aufnehmende Behälter (Kessel o. dgl.) einen den Behälterraum im wesentlichen ausfüllenden, nur in geringem Abstand von den Behälterwandungen liegenden Metallblock (6) enthält, der innen mit einer Beheizungsvorrichtung (7) ausgestattet ist und die hiervon aufgenommene Wärme an die in den Spaltraum zwischen dem Metallblock (6) und den Behälterwandungen (4) eingeleitete Flüssigkeit abgibt. PATENT CLAIM: I. Liquid heating device, especially for generating steam, characterized in that the liquid to be heated receiving container (boiler or the like) an essentially filling the container space, contains a metal block (6) only a short distance from the container walls, which is equipped with a heating device (7) on the inside and the one received by it Heat to the in the gap between the metal block (6) and the container walls (4) releases introduced liquid.

Claims

2. Heating device according to claim I, characterized in that the the container holding the liquid consists of a box-like vessel (4), of an outer container (I) provided with a heat-insulating filling (2) is enclosed, a lower liquid supply nozzle (8) and an upper Has steam extraction line (I2) and is dimensioned so that it touches the metal block (6) At the sides and below with a narrow gap, above with something larger than a steam collector serving cavity encloses.

3. Heating device according to claim I or 2, characterized in that that the metal block (6) above and below with roof-like or wedge-like inclined surfaces is provided.

4. Heating device according to claim I to 3, characterized in that that the liquid supply line (8) is designed as a maximum valve (io) Control device is equipped.

5. Heating device according to claim I to 4, characterized in that that the heat source housed in the metal block (6) preferably consists of one There is an electric radiator and the heating is periodically in by a timer controlled intervals takes place.

6. Heating device according to claim 4 or 5, characterized in that that the liquid supply line is equipped with a filter.

7. Heating device according to claim 4, 5 or 6, characterized in that that the liquid supply line is an automatically controlled heating device for preheating the liquid to be evaporated.