DE9100833U1 - Gasbeheizter Kochkessel - Google Patents

Description

^&udiagr; Gasbeheizter Kochkessel

Die Erfindung betrifft einen gasbeheizten Kochkessel mit Dampfmantel und mit einem Dampferzeuger, der räumlich vom Kochkessel getrennt angeordnet ist, und über I^ eine Dampfzuführung sowie einen Kondensatablauf mit dem Dampfmantel in Verbindung steht.

Gasbeheizte Kochkessel mit Dampfmantel sind bekannt.

Der Dampfmantel wird durch eine doppelwandige Ausführung des Kochkessel mit Innen- und Außenwand gebildet, wie dies beispielsweise in der DE 23 61 957 C3 beschrieben ist. Der Dampfmantel weist eine Wasserfüllung auf, die bei Inbetriebnahme eines zugeordneten Dampferzeugers, gebildet von einem Gasbrenner, erhitzt wird und teilweise verdampft. An den senkrechten Wänden des Kessels, also innerhalb des Dampfmantels, kondensiert das Wasser, so daß ein Kreislauf stattfindet. Die Wärme wird gleichmäßig an das im Kessel befindliche Gargut abgegeben.

Problematisch bei derartigen gasbeheizten Kochkesseln mit Dampfmantel ist, daß der Wirkungsgrad unbefriedigend ist. Dies liegt an der relativ kleinen beheizten

Fläche.
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Zur Lösung dieses Problems wird in der DE 37 23 937 Al vorgeschlagen, den Dampferzeuger räumlich vom Kochkessel getrennt anzuordnen. Eine Dampfzuführung wird an der Oberkante des Kochkessels in den Dampfmantel vorgesehen. Der zugeführte Dampf kondensiert dann an der Innenwandung, Dampf und Kondensat laufen im Dampfmantel nach unten und um die Innenwandung des

Kochkessels herum. Am Boden des Kochkessels ist ein Kondensatablauf vorgesehen, durch den das Wasser wieder zum Dampferzeuger zurückgeführt wird.

Experimentell stellte sich heraus, daß der Heizeffekt auf den Inhalt des Kochkessels unbefriedigend war.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, diesen Heizeffekt zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Dampfzuführung Dampf in den Dampfmantel bis unmittelbar unter den Innenkesselboden leitet.

Mit dieser Maßnahme wird das Problem gelöst. Es wird nämlich verhindert, daß sich in der im Inneren des Kochkessels befindlichen Flüssigkeit bzw. fließfähigen Nahrungsmittelmenge oder sonstigem Inhalt Schichten ausbilden. Diese Schichten entstanden nämlich bei dem vorbekannten Kochkessel dadurch, daß zwar an der Oberkante der Innenwandung eine recht gute Erhitzung des Kochguts stattfand, jedoch die in den unteren Bereichen übertragene Wärmemenge unbefriedigend war. Da diese Anteile des Kochkesselinhalts dadurch kälter blieben, wurde zugleich auch ein thermischer Austausch durch Verwirbelung verhindert; es fand keine Durchmischung des Kochkesselinhalts statt.

Gemäß der Erfindung jedoch wird die Hauptwärmeübergabe auf den Kesselboden verlagert. Dorthin strömt zunächst der heißeste Dampf. Dies bedeutet, daß das am Kesselboden befindliche Kochgut im Inneren des Kessels am raschesten erhitzt wird. Insbesondere bei flüssigkeitsähnlichem Inhalt führt dies dazu, daß diese zuerst erwärmten Anteile des Kochguts aufsteigen und sich dabei mit den weiteren Schichten durchmischen. Die aufsteigenden Mengen werden automatisch durch vom

Rand nachfließende Bestandteile ersetzt.

Trotzdem wird auch weiterhin von allen Seiten des Dampfmantels aus die im Kochkessel enthaltene Masse erwärmt.

Die Vorteile der räumlich getrennten Anordnung des Dampferzeugers bleiben bei der Erfindung im Gegensatz zum früheren Stand der Technik jedoch erhalten. Durch die getrennte Anordnung ist es möglich, die Wärmeübergangsfläche des Gasbrenners erheblich zu erweitern.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Dampfzuführung den Dampf über ein im wesentlichen horizontal verlaufendes Rohr aus einem Bereich seitlich vom Außenkessel in Richtung zentral unter den Innenkesselboden leitet.

Mit dieser Maßnahme wird zum einen ein besonders intensiver Kontakt des zuströmenden Dampfes mit einem mögliehst großen Bereich des Innenkesselbodens sichergestellt. Zum zweiten ist durch die horizontal verlaufende Zuführung auch ein besonders in der Höhe platzsparender Aufbau der Gesamt konstruktion möglich.

Dieses ist nämlich ein nicht zu unterschätzendes Problem beim Aufbau von Elementen für Großküchenanlagen, in denen derartige Kochkessel etwa als Goulaschkanonen eingesetzt werden sollen. Es muß nämlich dem Bedienungspersonal möglich sein, von oben an den Kochkesselinhalt problemlos heranzukommen; dessen Inhalts volumen darf dabei aber nicht zu klein sein, und die Kesselwandung sollte nach Möglichkeit die sonstige Bearbeitungsfläche nicht überragen.

Die horizontal verlaufende Dampf zuführung aus dem Bereich seitlich vom Außenkessel verlegt die entsprechenden erforderlichen Elemente aus der Vertikaler-

Streckung heraus in einen Bereich, wo mehr Platz zur Verfügung steht.

Ein besonders sicheres Abfließen des Kondensatwassers wird garantiert, wenn der Boden des Außenkessels zu einem tiefsten Punkt an seinem Rand hin geneigt ist, an dem eine Kondensatleitung zum Abführen des Kondensats in den Dampferzeuger angeordnet ist.

Dadurch kann sichergestellt werden, daß das im Dampferzeuger befindliche Wasser in Form von Dampf und Kondensat allein durch Schwerkraft zwischen Dampferzeuger und Dampfmantel zirkuliert.

pie räumlich getrennte Anordnung des Dampferzeugers von Kochkessel mit Dampfmantel und insbesondere die Dampfzuführung unterhalb des Innenkesselbodens ermöglicht einen weiteren erheblichen Vorteil bei der konstruktiven Lösung: Es wird möglich, in einer vorzugsweisen Ausführungsform den Dampferzeuger über je eine lösbare Rohrverschraubung in der Dampf zuführung und der Kondensatleitung mit dem Kochkessel zu verbinden.

Der Dampferzeuger ist bei derartigen Konstruktionen der verschleißanfälligste Teil, da er mit einem Gasbrenner ausgestattet ist. Durch diese Verbesserung wird es möglich, ihn durch einfaches Abschrauben von der voluminösen Gesamtkonstruktion abzunehmen, die dadurch nicht aus einer kompletten Küche ausgebaut werden muß .

Als praktisch besonders geeignet hat sich ein Dampferzeuger herausgestellt, der mit Wärmetauscherrohren ausgerüstet ist, die mit einer geringen Neigung zur Horizontalen parallel zueinander angeordnet sind.

Eine solche Lösung ist vor allem platzsparender als aus dem Stand der Technik bekannte Wärmetauscherröhren mit mäanderndem Verlauf, da diese eine starke Höhendifferenz vom niedrigsten zum höchsten Punkt aufweisen müssen, ohne eine größere Dampferzeugung zu bewirken. Die Anordnung der parallelen Rohre ermöglicht wiederum eine Verringerung der Aufbauhöhe in Vertikalrichtung des gesamten Kochkessels.

Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die Neigung der Wärmetauscherrohre zu der Neigung des Bodens des Außenkessels parallel ist, und der Dampferzeuger seitlich unterhalb des Kochkessels angeordnet ist.

!5 Dann nämlich kann vorteilhaft der Kochkessel so mit dem Dampferzeuger kombiniert werden, daß der Kondensatablauf und die Dampfzuführung auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Innenkesselbodens erfolgt und zugleich eine platzsparende Anordnung der Wärmetauscherrohre ohne großen Abstands verlust zu dem geneigten Außenkesselboden stattfindet.

Eine effektivere, vergrößerte Wärmetauscherfläche entsteht, wenn die Wärmetauscherrohre berippt sind. 25

Eine weitere Verbesserung entsteht dadurch, daß die Wärmetauscherrohre eine Austrittsöffnung für den in ihnen erzeugten Dampf bilden, die innerhalb des Dampferzeugers oberhalb der von dem Kondensatwasser gebildeten Oberfläche liegt und mit der Dampf zuführung in Verbindung steht.

Dadurch wird verhindert, daß der erzeugte Dampf in dem umgebenden Kondensat austritt; ein unerwünschter, mit erheblichem Geräusch und auch Verschleißerscheinungen an den umgebenden Teilen verbundener Effekt. Der Dampf kann mit dieser Verbesserung unmittelbar

in die Dampfzuführung umgeleitet und von dort unter den Innen kesselboden geführt werden.

Zusammengefaßt entsteht ein gasbeheizter Kochkessel mit hohem Wirkungsgrad und hoher Servicefreundlichkeit, Die störanfälligste Baugruppe ist leicht auswechselbar,

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. 10

Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung.

in einem nicht näher dargestellten Gehäuse ist ein Kochkessel mit einem Innenkessel 10 und einem Außenkessel 12 vorgesehen. Zwischen Innenkessel 10 und Außenkessel 12 befindet sich ein Dampfmantel 11. Der Boden 10a des Innenkessels ist im wesentlichen horizontal, der Boden 12a des Außenkessels schräg bis zu einem tiefsten Punkt benachbart zu seinem Rand geneigt.

Seitlich unterhalb des Kochkessels befindet sich ein Dampferzeuger 4. In dem Dampferzeuger 4 ist ein Gasbrenner 8 angeordnet, der Wasser erhitzt, welches sich in Wärmetauscherrohren 7 befindet. Von diesen ist in der Darstellung im Schnitt eines zu erkennen. Mehrere dieser Wärmetauscherrohre 7 verlaufen parallel und führen zusammen in ein Dampfrohr 5. Während die Wärmetauscherrohre 7 schwach ansteigend im wesentlichen horizontal verlaufen, ist das Dampfrohr 5 senkrecht nach oben umgebogen und überragt insbesondere die Oberfläche des in dem Dampferzeuger 4 befindlichen Wassers. Von der Austrittsöffnung des Dampfrohrs 5 an wird der dort austretende Dampf über eine Dampfzuführung 3 in im wesentlichen horizontaler Richtung

radial in Richtung zentral unter den Boden 10a des Innenkessels 10 geführt. In der Darstellung endet die Dampf&zgr;ufuhrung 3 am Rande des Bodens 10a des Innenkessels 10; je nach Ausführungsform ist aber auch eine Führung bis zur Mitte denkbar.

An den Wänden des Innenkessels 10, in dem sich die zu erhitzende Flüssigkeit bzw. das Nahrungsmittel befindet, kondensiert der Dampf, der auch nach oben bis zur Oberkante des Dampfmantels 11 ansteigt. Das kondensierte Wasser tropft nach unten ab und läuft auf dem schräggeneigten Boden 12a des Außenkessels bis zu dessen tiefsten Punkt. Dort setzt eine Kondensatleitung 9 ein, die das Kondensatwasser wieder zurück in den Dampferzeuger 4 führt. Dort ist ein Flüssigkeitsbehälter, von dem die oben erwähnten Wärmetauscherrohre 7 ausgehen, in denen der Kreislauf erneut beginnt.

Vorgesehen ist noch ein Ventil 6 zur Wassereinspeisung, um Wasser in den Dampferzeuger einfüllen zu können. Durch die Be- und Entlüftung entstehen geringfügige Verluste pro Anheizphase, während im übrigen ein geschlossener Kreislauf herrscht.

Ferner ist eine Abgasführung 2 für das Abgas 1 vorgesehen, das bei der Verbrennung im Brennerraum des Gasbrenners 8 entsteht.

Schließlich befinden sich noch an den Oberkanten des Dampfmantels 11 ein Be- und Entlüfter 13 sowie ein Sicherheitsventil 14.

Der unter den Wärmetauscherrohren 7 angeordnete Gasbrenner 8 erwärmt das im Dampferzeuger 4 befindliche Wasser bis zum Siedepunkt. Der sich in den Wäremtauscherrohren 7 sehr schnell bildende Dampf wird in

dem Dampfrohr 5 über dem Wasserspiegel des Dampferzeugers 4 ausgeführt, um unangenehme Geräusche durch Siedekondensation zu vermeiden. Mit Erreichen der Siedetemperatur im Betriebswasser ist der Dampferzeuger 4 betriebsbereit.

Der über der Wasserfläche austretende Dampf wird über die Dampfzuführung 3 in den Doppelmantel 11 des Kochkessels zwischen den Böden 10a und 12a von Außen- und Innenkessel 12 und 10 eingeleitet. Der im Doppelbzw. Dampfmantel 11 befindliche Dampf kondensiert überwiegend am Innenkessel 10 und erwärmt somit den Kesselinhalt. Das gebildete Kondensat tropft von dort auf den geneigten Außenkesselboden 12a und fließt über die Kondensatleitung 9 wieder zurück in den Dampferzeuger 4, da in Dampfmantel 11 und Dampferzeuger 4 annähernd gleicher Druck herrscht. Der Kreislauf ist damit hergestellt. Über eine Füllstandsregelung (Ventil 6) wird ggfs. Betriebswasser für den Dampferzeuger 4 nachgespeist. Zu Beginn eines jeden Ankochvorgangs wird der Dampfmantel 11 über den selbstätig schließen Be- und Entlüfter 13 entlüftet. Bei entstehendem Unterdruck wird das gleiche Ventil wieder geöffnet. Das zusätzliche Sicherheitsventil 14 schützt vor unzulässigem Überdruck. Das die Wärmetauscherrohre 7 umströmte Rauch- bzw. Abgas 1 wird in einer Abgasführung 2, einem Rohr, abgeführt.

Claims (8)

Ansprüche

1. Gasbeheizter Kochkessel mit Dampfmantel und mit einem Dampferzeuger, der räumlich vom Kochkessel getrennt angeordnet ist und über eine Dampf zuführung sowie einen Kondensatablauf mit dem Dampfmantel in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampf zuführung (3) Dampf in den Dampfmantel

(11) bis unmittelbar unter den Innenkesselboden (10a) leitet.

2. Gasbeheizter Kochkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampf zuführung (3) den Dampf über ein im wesentlichen horizontal verlaufendes Rohr aus einem Bereich seitlich vom Außenkessel

(12) in Richtung zentral unter den Innenkesselboden (10a) leitet.

3. Gasbeheizter Kochkessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Außenkessels (12) zu einem tiefsten Punkt an seinem Rand hin geneigt ist, an dem eine Kondensatleitung (9) zum Abführen des Kondensats in den Dampferzeuger ( 4) angeordnet ist.

4. Gasbeheizter Kochkessel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampferzeuger über je eine lösbare Rohrverschraubung in der Dampf zuführung (3) und der Kondensatleitung (9) mit dem Kochkessel (10,12) verbunden ist.

5. Gasbeheizter Kochkessel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampferzeuger (4) mit Wärmetauscherrohren (7) ausgerüstet ist, die mit einer geringen Neigung zur Horizontalen parallel zueinander angeordnet sind.

6. Gasbeheizter Kochkessel nach Anspruch 5, dadurch

gekennzeichnet, daß die Neigung der Wärmetauscherrohre (7) zu der Neigung des Bodens des Außenkessels (12) parallel ist und der Dampferzeuger (4) seitlich unterhalb des Kochkessels (10,12) angeordnet ist.

7. Gasbeheizter Kochkessel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherrohre (7) berippt sind.

8. Gasbeheizter Kochkessel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherrohre (7) eine Austrittsöffnung für den

in ihnen erzeugten Dampf bilden, die innerhalb des Dampferzeugers (4) oberhalb der von dem Konden

satwasser gebildeten Oberfläche liegt und mit der Dampfzuführung (3) in Verbindung steht.