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Publication number: DEZ0004108MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 25. März 1954 Bekanntgemacht am 4. Oktober 1956Registration date: March 25, 1954. Advertised on October 4, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung betrifft einen Kessel, insbesondere eine Braupfanne, mit einem dampfbeheizten, in das Kesselinnere gewölbten Boden von vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt.The invention relates to a boiler, in particular a brewing pan, with a steam-heated, in the The inside of the boiler has a curved base, preferably of circular cross-section.

Es ist bekannt, die Heizfläche des Kessels in zwei Zonen aufzuteilen, nämlich in eine mittlere Bodenzone, die stärker beheizt wird, beispielsweise mit höherem Dampfdruck, und in eine äußere Bodenzone, die weniger stark beheizt wird, beispielsweise mit einem geringeren Dampfdruck. Durch diese Aufteilung des Kesselbodens in zwei konzentrische Zonen wird erreicht, daß in der Mitte des Kessels eine stärkere Dampfbildung auftritt. Die aufsteigenden Dampfblasen bewirken eine aufsteigende Strömung in der Mitte des Kessels und eine abfallende Strömung in den Randzonen des Kessels. Es entsteht so· ein kontinuierlicher Strom der Würze, der durch Hochsprudeln in der Mitte eine Schaumbildung verhindert. Die Schaumblasen breiten sich von der Mitte gegen den Umfang zu aus und platzen dabei. Diese bekannte Braupfanne hat jedoch den Nachteil, daß der Boden nur in der mittleren Zone beheizt wird und somit der ganze Heizvorgang bis zum Kochen verlängert wird.It is known to divide the heating surface of the boiler into two zones, namely a central one Ground zone, which is heated more, for example with a higher steam pressure, and in an outer zone Ground zone that is less heated, for example with a lower steam pressure. This division of the boiler bottom into two concentric zones ensures that in the More steam is generated in the middle of the boiler. The rising vapor bubbles cause a rising flow in the middle of the basin and a falling flow in the edge zones of the boiler. This creates a continuous stream of wort, which by bubbling up in the In the middle prevents foam formation. The foam bubbles spread from the center towards the periphery to out and burst in the process. However, this known brewing pan has the disadvantage that the bottom is only heated in the middle zone and thus the entire heating process is extended to boiling will.

Auf der anderen Seite ist man bestrebt, bei den Braupfannen der bekannten Art die Wärmeübertragung zu verbessern. Dies ist bei einer bekanntenOn the other hand, efforts are made to reduce the heat transfer in the brewing pans of the known type to improve. This is a well-known one

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Ausführungsform dadurch erreicht, daß am Boden des Kessels sich in Strömungsrichtung des Dampfes verjüngende Heizkanäle angeordnet sind. Die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes bleibt in diesen Heizkanälen im wesentlichen konstant, so daß da-' durch eine gleichmäßige Wärmeübertragung erreicht wird. Bei dieser bekannten Ausführungsform strömt jedoch der Dampf von den Außenzonen des Kesselbodens in die Mittelzone. HierbeiEmbodiment achieved in that at the bottom of the boiler in the direction of flow of the steam tapered heating channels are arranged. The flow rate of the steam remains essentially constant in these heating channels, so that there- ' is achieved by a uniform heat transfer. In this known embodiment, however, the steam flows from the outer zones of the boiler bottom in the middle zone. Here

ίο muß der Kesselboden nach unten durchgewölbt sein, damit das sich in den Heizkanälen ansammelnde Kondenswasser in der Mittelzone des Bodens abgeleitet werden kann. Durch diese Ausbildung des Bodens wird der Strömungsverlauf der Würze im Kessel gegenüber solchen Kesseln, deren Boden konvex in das K es sei innere durchgebogen ist, verschlechtert. Der oben angegebene Nachteil des Schaumkochens kann daher bei dieser bekannten Ausführungsform nicht vollständig vermieden werden.ίο the boiler bottom must be arched downwards so that the condensation water that collects in the heating ducts in the central zone of the floor can be derived. Through this formation of the bottom, the course of the flow is the Seasoning in the kettle compared to kettles whose bottom is convex into the K it is curved inside is, worsened. The above-mentioned disadvantage of foam cooking can therefore be known in this Embodiment can not be completely avoided.

Es ist weiterhin bekannt, bei einer Braupfanne mit einem dampfbeheizten, in das Kesselinnere gewölbten Boden eine spiralförmige, von der Mittelzone des Bodens nach den Randzonen hin vom Dampf durchströmte, durch an dem Boden befestigte Halbrohre gebildete Dampfführung vorzusehen. Diese bekannte Rohrsp.irale erstreckt sich jedoch über den ganzen Boden der Braupfanne, so daß sich in der Würze die zur Vermeidung der Schaumbildung erstrebte Zirkulation nicht einstellt. Eine Schaumbildung ist daher bei dieser bekannten Ausführungsform nicht zu vermeiden. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Ausführungsform besteht darin, daß beim Durchlaufen durch die spiralförmige Rohrführung der Dampf allmählich kondensiert, SO¹ daß seine Strömungsgeschwindigkeit zum Rand hin abnimmt. Diese ungleichmäßige Dampf geschwindigkeit hat jedoch eine ungleichmäßige Wärmeübertragung zur Folge.It is also known to provide a spiral-shaped steam duct through which steam flows from the central zone of the floor to the edge zones and formed by half-pipes attached to the floor in a brewing pan with a steam-heated floor arched into the inside of the boiler. However, this known Rohrsp.irale extends over the entire bottom of the brewing pan, so that the circulation aimed at avoiding foam formation does not occur in the wort. Foam formation cannot therefore be avoided in this known embodiment. Another disadvantage of this known embodiment is that gradually condensed as it passes through the spiral pipe guiding the steam, SO ¹ that its flow velocity decreases toward the edge. However, this uneven steam speed results in uneven heat transfer.

Der Anmeldung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Nachteile der bekannten Braupfannen zu vermeiden und den Boden der Braupfanne und die am Boden angeordnete Dampfheizung so auszubilden, daß im Kessel eine Zirkulätion. der Würze entsteht, bei der sich in der Mitte eine aufsteigende und in den Randzonen eine abfallende Strömung bildet, und daß eine gleichmäßige Wärmeübertragung vom Dampf auf die Würze gewährleistet ist, um einen möglichst großen Wirkungsgrad der Heizung zu erzielen.The application is now based on the task of addressing the above-described disadvantages of the known Avoid brewing pans and the bottom of the brewing pan and the steam heater arranged on the floor to be trained in such a way that there is a circulation in the boiler. the wort arises in the middle an ascending and in the edge zones a descending flow forms, and that a steady one Heat transfer from the steam to the wort is guaranteed in order to achieve the greatest possible heating efficiency.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dampfführung die Form einer sich in mehrere Arme verzweigenden Spirale aufweist und daß die Arme sich nur über etwa eine halbe Windung erstrecken und durch sich in Strömungsrichtung des Dampfes verjüngende Halbrohre gebildet sind. Dadurch, daß die Heizspirale sich in mehrere Arme verzweigt, die sich nur über etwa eine halbe Windung erstrecken, wird erreicht, daß die Heizrohre in. der mittleren Zone des Bodens eng nebeneinanderliegen und sich zu der Rändzone hin immer weiter voneinander entfernen, so daß durch diese Anordnung der Heizrohre der mittlere Bereich des Bodens wesentlich mehr geheizt wird als die Randzone, ohne daß dabei eine *> besondere mit konstruktiven und wärmetechnischen Schwierigkeiten verbundene Aufteilung in eine Mittel- und eine Randzone erforderlich wäre. Dadurch, daß dabei gleichzeitig die Spiralarme durch sich in Strömungsrichtung des Dampfes verjungende Heizrohre gebildet sind, bleibt die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes in diesen Heizkanälen im wesentlichen konstant, so daß eine gleichmäßige Wärmeübertragung und damit ein möglichst hoher Wirkungsgrad der Heizung erreicht wird. Durch die Kombination dieser an sich neuen Merkmale gemäß der Erfindung mit Merkmalen der bekannten, Braupfannen wird eine alle bekannten Braupfannen übertreffende Anordnung geschaffen. Durch den in das Kesselinnere gewölbten Boden wird eine weitere Forderung der erstrebten Zirkulation der Würze bewirkt und durch das dadurch gleichzeitig auftretende starke Gefälle der Spiralarme das Abfließen des Kondenswasser gefördert.This object is achieved according to the invention in that the steam guide has the shape of a in several arms branching spiral and that the arms are only about half a Extend turn and formed by tapering half-tubes in the direction of flow of the steam are. Because the heating coil branches into several arms, which are only about half a turn, it is achieved that the heating pipes in. The central zone of the floor are close to each other and move further and further away from each other towards the edge zone, so that by this arrangement of the heating pipes the middle area of the floor is heated significantly more than the edge zone, without a *> special division into a central and a peripheral zone would be required. The fact that at the same time the spiral arms are formed by heating pipes tapering in the direction of flow of the steam, the flow velocity remains of the steam in these heating channels is essentially constant, so that a uniform heat transfer and thus the highest possible heating efficiency will. By combining these inherently new features according to the invention with features the known brewing pans is an arrangement that surpasses all known brewing pans created. Through the arched into the inside of the kettle Another requirement of the desired circulation of the wort is effected and by soil the resulting strong gradient of the spiral arms, the drainage of the condensation water promoted.

In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens können die spiralförmigen Arme in ein in der Nähe des Randes des Kesselbodens angeordnetes kreisförmiges Sammelrohr münden. Auch kann die von einer Dampfzuführungsleitung gespeiste Heizrohrspirale in der Mitte des Kesselbodens etwa eine volle Windung eingängig verlauf en und anschließend etwa sechs bis zwölf oder mehr Spiralarme abzweigen, die nach weiteren Windungen in das Sammelrohr münden.In a further development of the inventive concept, the spiral arms can be in a close proximity the edge of the boiler bottom arranged circular manifold open. The from a steam feed pipe fed heating tube spiral in the middle of the boiler bottom about one full turn and then branch off about six to twelve or more spiral arms, which open into the collecting pipe after further turns.

Vorzugsweise ist das Sammelrohr an zwei einander gegenüberliegenden Stellen mit einem Wasserabscheider verbunden, aus dem der nicht kondensierte Dampf mittels einer in die Dampfzuführungsleitung eingeschalteten Ejektoreinrichtung angesaugt wird.Preferably, the collecting tube is at two opposite points with a Connected water separator, from which the non-condensed steam by means of a into the steam supply line switched on ejector device is sucked in.

Der Wasserabscheider ist zweckmäßigerweise über eine Entspannungseinrichtung mit einem Kondensatabscheider verbunden, der den bei der Entspannung anfallenden Dampf einer am unteren Ende des Kessels oder außerhalb des Sammelrohres am Boden des Kessels angeordneten weiteren Heizschlange zuführt.The water separator is expediently via an expansion device with a Connected to a condensate separator, the steam accumulating during the expansion of one at the bottom At the end of the boiler or outside of the collecting pipe at the bottom of the boiler further Heating coil feeds.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Braupfanne gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigtIn the drawing is a preferred embodiment shown a brewing pan according to the invention. It shows

Fig. ι eine Ansicht des Bodens der Braupfanne,Fig. Ι a view of the bottom of the brewing pan,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. r, ·Fig. 2 is a section along the line II-II in Fig. R, ·

Eig. 3 ein Schaltsehema.Prop. 3 a circuit diagram.

An dem konvex in das Kesselinnere gewölbten, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Boden 1 einer vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Braupfanne 2 sind Vorzugsweise aus Kupfer bestehende Halbrohre 3 unmittelbar mit ihren Rändem 31 an den Kesselboden 1 angeschweißt. Die Halbrohre bilden ein Heizrohrsystem, das^: von der Mittelzone des Bodens 1 nach den Randzonen hin vom Dampf durchströmt wird. Die Heizrohre verjüngen sich dabei in Strömungsrichtung des Dampfes. Das gesamte Heizrohrsystem weist die FormOn the convexly curved into the boiler interior, having a circular cross-section bottom 1 of a preferably copper brewing pan 2, preferably copper half-pipes 3 are welded directly with their edges 31 to the boiler bottom 1. The half-tubes form a heating tube system ^{through which: The} steam flows through from the middle zone of the floor 1 to the edge zones. The heating pipes taper in the direction of flow of the steam. The entire heating pipe system has the shape

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einer mehrgängigen Spirale auf, die von einem am Rande des Bodens ι angeordneten Sammelrohr 4 umschlossen ist. Der Dampf wird über eine Dampfzuführungsleitung 5 in die innerste Windung der Heizrohrspirale eingeführt. Vorzugsweise verläuft, wie in Fig. 1 dargestellt, die Heizrohrspirale in der Mitte des Kesselbodens 1 etwa eine volle Windung 32 eingängig und zweigt anschließend etwa sechs bis zwölf Spiralarme 33 ab, die nach etwa einer weiteren halben Windung in das Sammelrohr münden. Der Abstand der Heizrohre 3 voneinander nimmt also¹ in Richtung auf die Randzone des Kesselbodens 1 stetig zu, wodurch erreicht wird, daß die Mittelzone des Kesselbodens stärker angeheizt wird als die Randzone und in dem Kessel eine in der Mitte aufsteigende und am Rand abfallende, eine Schaumbildung verhindernde Strömung der Würze auftritt.a multi-turn spiral which is enclosed by a collecting tube 4 arranged on the edge of the bottom ι. The steam is introduced into the innermost turn of the heating pipe spiral via a steam supply line 5. Preferably, as shown in Fig. 1, the heating tube spiral runs in the middle of the boiler bottom 1 about a full turn 32 and then branches off about six to twelve spiral arms 33, which open into the header tube after about another half turn. The distance of the heating pipes 3 from one another increases ^{steadily 1} in the direction of the edge zone of the boiler bottom 1, whereby it is achieved that the central zone of the boiler bottom is heated more strongly than the edge zone and in the boiler one rising in the middle and falling at the edge, a Flow of the wort preventing foaming occurs.

Durch die spiralförmige Ausbildung des Heizrohrsystems wird nun erreicht, daß der in die innere Windung 32 der Heizrohrspirale einströmende Dampf auf seinem Wege zu dem Sammelrohr 4 eine Kreisbewegung ausführen muß. Diese Kreisbewegung hat nun eine zentrifugenartige Wirkung. Das schwerere Kondensatwasser setzt sich, wie in Fig. 2 dargestellt, an den Seitenwänden der Heizrohre ab, so daß der Dampf durchgang nicht behindert wird und eine die Wärmeübertragung verschlechternde Wasserschicht an der Wand des Kesselbodens 1 nicht auftreten kann. Der Dampf berührt also in jedem Fall unmittelbar den Kesselboden 1.Due to the spiral design of the heating pipe system it is now achieved that the into the inner turn 32 of the Heizrohrspirale inflowing steam on its way to the manifold 4 must perform a circular motion. This circular movement now has a centrifuge-like effect. The heavier condensate water settles, as shown in Fig. 2, on the side walls of the heating tubes, so that the steam can pass is not hindered and a layer of water which deteriorates the heat transfer on the Wall of the boiler bottom 1 can not occur. In any case, the steam is in direct contact the boiler bottom 1.

Außerdem wird erreicht, daß das Kondenswasser von dem Dampf leichter in das Sammelrohr 4 gefördert wird. Dadurch, daß sich die Halbrohre nach den Randzonen hin verjüngen, wird außerdem erreicht, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes gleichbleibt, da die als Kondensat ausfallende Dampfmenge durch die Verengung des Querschnittes in Strömungsrichtung ausgeglichen wird.In addition, it is achieved that the condensed water is more easily conveyed into the collecting pipe 4 by the steam will. Because the half-tubes taper towards the edge zones, is also achieved that the flow rate of the steam remains the same, since the precipitating as condensate Amount of steam compensated by the narrowing of the cross-section in the direction of flow will.

Durch die in Fig. 3 dargestellte Schaltung des Heizrohrsystems kann noch eine weitere Verbesserung des Heizvorganges erreicht werden. Insbesondere lassen sich durch die angegebene Schaltung höhere Dampfgeschwindigkeiten erreichen, die die oben angeführte Wirkung des spiralförmigen Verlaufs der Heizrohre noch weiterhin steigern.The circuit of the heating pipe system shown in FIG. 3 can provide a further improvement of the heating process can be achieved. In particular, the specified circuit Higher steam velocities can be achieved, which has the above-mentioned effect of the spiral-shaped Continue to increase the course of the heating pipes.

Der Dampf und das anfallende Kondensat wird aus dem Sammelrohr 4 vorzugsweise über zwei einander gegenüberliegende Zapfstellen 6 in einen Wasserabscheider 7 geleitet. Von dem Wasserabscheider 7 wird der Dampf über eine Rückdampfleitung 8 von einer in die Dampfzuführungsleitung 5 eingeschalteten EjektO'reinrichtung 9 angesaugt und, mit Frischdampf gemischt, noch einmal durch die Heizrohrspirale geleitet. Das in dem Wasserabscheider 7 gesammelte Kondensat wird über eine Entspanneinrichtung 10 in einen Kondensatabscheider 11 geleitet. Der bei der Entspannung anfallende Dampf wird aus dem Kondensatabscheider 11 über eine Leitung 12 einer weiteren am unteren Ende der Kesselseitenwand oder außerhalb der Sammelleitung 4 am Rande des Kesselbodens 1 angeordneten Heizschlange 13 zugeführt. In dieser Heizschlange wird nun die Restwärme des Dampfes ausgenutzt.The steam and the resulting condensate is preferably from the collecting pipe 4 via two opposing taps 6 into one Water separator 7 passed. The steam is released from the water separator 7 via a return steam line 8 sucked in by an ejector device 9 connected to the steam supply line 5 and, mixed with live steam, passed through the heating pipe spiral again. That in that The condensate collected in the water separator 7 is passed into a condensate separator via an expansion device 10 11 headed. The steam produced during the expansion is released from the condensate separator 11 via a line 12 to another at the lower end of the boiler side wall or outside the collecting line 4 on the edge of the boiler bottom 1 arranged heating coil 13 supplied. The residual heat of the steam is now used in this heating coil.

Der Dampf kondensiert und verläßt mit einer Temperatur von etwa ioo° die Heizschlange 13 und wird zusammen mit dem in dem Kondensatabscheider 11 angefallenen Kondensat über eine Rückführungsleitung 14 in den Speisewasserbehälter des Dampfkessels oder unmittelbar in diesen geleitet.The steam condenses and leaves the heating coil 13 at a temperature of about 100 ° and is together with the accumulated condensate in the condensate 11 over a Return line 14 into the feed water tank of the steam boiler or directly into it directed.

Durch die besondere Ausbildung des Heizrohrsystems und durch die angegebene Schaltung wird erreicht, daß die Braupfanne mit Frischdampf von beliebigem Druck beschickt werden kann, ohne daß irgendwelche Verluste durch Nachverdampfen des entspannten Kondensats entstehen,Due to the special design of the heating pipe system and the specified circuit achieved that the brewing pan can be charged with live steam of any pressure without any losses occur through re-evaporation of the expanded condensate,

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß man Dampf beliebiger Spannung verwenden kann,, ohne daß die erforderlichen Wandstärken untragbar werden. 'Another advantage of this arrangement is that steam of any voltage can be used can, without the required wall thicknesses, become intolerable. '

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Boiler, in particular brewing pan, with a steam-heated base, preferably arched into the inside of the boiler, of a preferably circular cross-section and with a spiral, "from the central zone of the base to the edge zones, through which steam flows through, formed by half-pipes attached to the base, characterized that the steam duct has the shape of a spiral (3 ² > 33) branching into several arms (33) and that the arms (33) only extend over about half a turn and through half-tubes (3) which taper in the direction of flow of the steam are formed.

2. Boiler according to claim 1, characterized in that the spiral arms (33) in a circular collecting pipe arranged in the vicinity of the edge of the boiler bottom (1)

(4) open.

3. Boiler according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the heating tube spiral fed by a steam supply line (5) in the middle of the boiler bottom about a full turn (32) runs in a single thread and then about six to twelve or more spiral arms (33) branches off, which after further Windings open into the collecting pipe.

4. Boiler according to Claims 1 to 3, characterized in that the collecting tube (4) is preferably connected to a water separator (7) at two opposite points is, from which the non-condensed steam by means of a in the steam supply line (5) switched on ejector device is sucked in.

5. Boiler according to claim 4, characterized in that the water separator (7) over a relaxation device (10) with a

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Condensate separator (ι ι) is connected to the the steam resulting from the expansion at the lower end of the boiler or outside of the Sanimel pipe (4) on the bottom (1) of the Boiler (2) arranged further heating coil (13) supplies.

Considered publications: »Energy Industry of the Brewery« by Prof.

Dr. Fischer, 1950, p. 44, fig. 14, Verlag Carl, Nuremberg;

German patent application St 2197 IVa / 6b; German patent specification No. 534 109.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings