NO301401B1 - Dampgenerator for en konveksjonsovn - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en dampgenerator for bruk i en konveksjonsovn i diskontinuerlig drift. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en dampgenerator av den art som er definert i innledningen til det selvstendige krav.

En regenererende dampgenerator av denne art er vist i US-A-4202259. Ved hjelp av en dampgenerator av den art som er beskrevet i det nettopp nevnte dokument, kan store vannmengder fordampes innenfor en kort tidsperiode som følger etter ladningen av varmelagringsenheten med varme, og ladningen av varmeleagringsenheten med varme kan også utføres hurtig slik at en tilstrekkelig varmemengde lagres neste gang damp trengs.

Et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en dampgenerator av den forannevnte art som er effektiv i den ovenfor indikerte betydning og som kan fremstilles økonomisk.

I samsvar med oppfinnelsen oppnås dette formål gjennom trekkene i varmelagringsenheten gjengitt i det selvstendige krav. De uselvstendige krav gjengir trekk ved fordelaktige utførelser.

Oppfinnelsen er beskrevet i nærmere detalj i det etterfølg-ende med henvisning til de vedlagte tegninger som viser en foretrukken utførelse.

Fig. 1 viser et skjematisk perspektivriss av dampgeneratoren

ifølge oppfinnelsen;

fig. 2 viser et vertikalt snittriss av dampgeneratoren vist i fig. 1, der snittet er tatt i et plan som er vinkelrett til hovedplanet gjennom varmelagringsenheten ;

fig. 3 viser et planriss av en av bærerne som varmelagringsenheten i dampgeneratoren omfatter;

fig. 4 viser et sideriss av bæreren vist i fig. 3;

fig. 5 viser et riss av bæreren i tverrsnitt langs linjen V-V ifølge fig. 3.

Den regenererende dampgenerator vist i fig. 1 danner del av en diskontinuerlig virkende konveksjonsovn som ikke er vist, nemlig en bakeovn av stativovntypen. Slike ovner omfatter et ovnskammer gjennom hvilket oppvarmet luft, sirkulert ved hjelp av en vifte, strømmer horisontalt under bakeprosessen for å kontakte brød eller andre varer som ligger på bakeplat-ene stablet i ovnskammeret. Den oppvarmede luft strømmer langs en lukket strømningsbane som går gjennom ovnskammeret, og i løpet av dens sirkulasjon gjennom ovnen passerer den oppvarmede luft gjennom varmelagringsenheten i dampgeneratoren hovedsakelig vinkelrett til hoved- eller frontplanet av varmelagringsenheten, som er indikert med pilene i fig. 2. For en mer detaljert beskrivelse av ovnen og et eksempel på posisjonen av dampgeneratoren i ovnen, gis henvisning til det ovenfor nevnte dokument hvis beskrivelse er innarbeidet herved som referanse.

Som illustrert i tegningene innbefatter dampgeneratoren en varmelagringsenhet 11 som, lik varmelagringsenheten i den ovenfor nevnte tidligere kjente dampgenerator, kan betraktes som en hovedsakelig todimensjonal, flat, oppreist konstruk-sjon, ved at dens høyde og bredde er flere ganger dens tykkelse eller dybde når målt i retning av luftstrømmen gjennom den. Videre innbefatter dampgeneratoren en vanndusje-enhet 12 plassert langs den horisontale øvre side av varmelagringsenheten 11, og en sump 13 plassert under varmelagringsenheten for oppsamling og bortdrenering av overskuddsvann som strømmer fra varmelagringsenheten. Et par horisontale braketter 14 festet til innsiden av endeveggene av sumpen bærer varmelagringsenheten 11.

Varmelagringsenheten 11 utgjøres av et par sidestolper 15 og et antall horisontale bærere 15 som er løst stablet mellom sidestolpene og hver av disse bærer et lag varmelagringslegemer i form av kuler 17 av stål eller annet metall.

Sidestolpene 15 i varmelagringsenheten er dannet av et par kanalelementer hvor kanalene vender mot hverandre. Endepartiene av bærerne 16 opptas i rommene mellom flensene på sidestolpene, og den nederste bærer hviler på braketter 14 i sumpen 13 mens hver av de andre bærere hviler på den neste, lavere bærer.

Vanndusjeneheten 12 innbefatter en langstrakt skjerm eller deksel 18 og et vann-dusjrør 19 plassert i dekselet og som forløper gjennom bredden eller lengden av varmelagringsenheten 11. En del av vanndusj enheten er innsatt mellom sidestolpene 15 med det nedre kantparti av skjermen 18 opptatt i den øverste bærer 16' som vist i fig. 2. Utløps-åpninger er anordnet langs lengden av vann-dusjrøret 19 og gjennom åpninger dusjes vann på og fordeles over innsiden av sideveggene til skjermen for slik å sprute og strømme over den øverste bærer. I fig. 2 er denne bærer vist uten varmelagringskulene.

Vesentlige trekk ved dampgeneratoren ifølge oppfinnelsen vedrører bærerne 16. Disse trekk er illustrert i fig. 2-5 og vil bli beskrevet i det etterfølgende. Hver bærer 16 er tilvirket av et flatt stykke stålplate hvor dens langsgående kantpartier er bøyd omlag 60° oppad for å danne utad hellende sidevegger 20 hvis høyde er betegnet med S. Endepartiene er bøyd omlag 120° oppad og innad for å danne innad hellende endevegger 21 hvis høyde er betegnet med H. Disse endevegger forløper oppad til en større høyde enn sideveggene 20 og deres øvre kanter danner en bærer eller støtte for over-liggende bærere 16 som indikert med stiplede linjer i fig. 4. Hensiktsmessig er høyden S av sideveggene 0,4-0,6 ganger den vertikale avstand = H mellom korresponderende punkter på tilstøtende bærere; sideveggene kan da effektivt begrense vannspruten utad mot sidene fra varmelagringsenheten 11 uten særlig å begrense gjennomstrømningspassasjene for luften. Dersom store vannmengder leveres fra vanndusjenheten 12, kan det være ønskelig å øke høyden på sideveggene til enda større verdier.

Gjennom hele dens utstrekning mellom ende- og sideveggene, er den flate horisontale bunnvegg 22 av bæreren anordnet med, fortrinnsvis gjennom stempling, gjennomgående huller eller åpninger 23 som er ikke-sirkulære i planriss. I den illustrerte utførelsen er åpningene formet som regulære polygo-ner, nemlig kvadrater, men andre former kan også benyttes. Som vist i fig. 3 er disse åpninger anordnet i et antall på, dvs. 3, parallelle langsgående rader slik at de horisontale avstander fra senteret C av hver åpning til sentrene av de tilstøtende åpninger er like. Bortsett fra åpningene 23 er den nedre vegg 22 hel.

Hver åpning 23 danner et sete for en av kulene 17 og danner også en vannstrømninspassasje, hvor kulen begrenser det åpne parti eller areal av strømningspassasjen til en fraksjon av det totale areal av åpningen.

Bærerne 16 er innrettet til å motta en kule 17 i hvert sete eller åpning 23, hvor kulene på hver støtte fortrinnsvis er av lik størrelse og av en diameter D slik at tilstøtende kuler 17 kontakter hverandre eller har svært nær avstand til hverandre, og samtidig er avstanden A mellom kulene og undersiden av bæreren ovenfor, dvs. den vertikale avstand H mellom tilsvarende punkter på tilstøtende bærere, så kort som mulig (avstandene A kan være null eller til og med, dersom kulene forløper inn i åpningene i den neste ovenfor liggende bærer, negativ). Følgelig er den kombinerte varmeakkumuler-ende masse dannet av kulene 17 så stor som mulig for et gitt totalvolum av varmelagringsenheten 11.

Alle bærere 16 er identiske og åpningene 23 i alle bærere og, følgelig kulene 17 opptatt i åpningene, er vertikalt på linje i varmelagringsenheten 11 gjennom hele dens høyde.

Når vann spres over varmelagringsenheten fra dusj røret 19, fordeles vannet hovedsakelig jevnt over åpningene 23 i den øverste hærer 16<*.>Når det ikke er noen kuler i denne bærer kan vannet strømme forholdsvis fritt gjennom åpningene og over kulene 17 på den neste nedenforliggende bærer. Fordi hver åpning 23 i den øverste bærer 16' ligger direkte over en kule 17, vil vannet spres i hovedsak jevnt over den øvre flate av kulen. Vann som ikke fordampes umiddelbart strømmer ned kulene til de frie åpninger i den nedre vegg av bæreren hvorpå kulene er plassert.

Ettersom åpningene 23 i den nedre vegg 22 er små sammenlignet med diameteren av kulene, vil vannet strømme fra den nest høyeste bærer 16 ned til de underliggende kuler 17 forholdsvis nær toppartiene av disse kuler slik at vannet igjen spres jevnt over hele toppflaten av kulene. Likeledes spres vannet jevnt over kulene 17 på de følgende bærere 16 inntil alt vannet er blitt fordampet eller inntil overskuddsvannet når den nederste bærer 16 og strømmer inn i sumpen 13.

Fordi vannet spres jevnt over kulene 17, kan den lagrede varme anvendes svært effektivt for dampfremstilling, og samtidig gjøres den uønskede spruting av vann til sidene fra varmelagringsenheten 11 minst mulig.

På grunn av produksjonsøkonomi, er det fordelaktig å lage åpningene i alle bærerne av lik størrelse og bruke kuler av samme størrelse gjennom hele varmelagringsenheten 11 som i den beskrevne og illustrerte utførelsen. Funksjonsmessig er dette også helt tilfredstillende for de fleste praktiske formål. Imidlertid, det er innenfor oppfinnelsens ramme å forsyne forskjellige former og/eller størrelser på åpningene, og/eller forskjellige kulestørrelser, for forskjellige bærere. Ved å velge disse parametere på hensiktsmessig måte, er det mulig å utføre en viss regulering av vannstrømmen slik at fordelingen av vannet over høyden av varmelagringsenheten korresponderer så nært som mulig den ønskede fordeling.

For at vannstrømmen gjennom åpningene i bærerne kan finne sted så nær toppene av de underliggende kuler som mulig, bør åpningene være så små som mulig. På den annen side, for at vannstrømmen gjennom åpningene ikke skal være for begrenset, må åpningene ikke være for små. Av praktiske årsaker, i den illustrerte utførelsen, er lengden B av polygonsidene til åpningene hensiktsmessig 0,2-0,6, fortrinnsvis 0,2-0,4 ganger kulediameteren D.

I en modifikasjon (ikke vist) av bærerne 16 av varmelagringsenheten 11, er endevggene 21 til bærerne utelatt. Med denne modifikasjon hviler den nederste bærer 16 på brakettene 14 som i den illustrerte utførelsen, mens hver av de andre bærere 16 hviler på laget av kuler 17 plassert på den neste nedenforliggende bærer. Denne modifiserte utførelsen er fordelaktig ved at fremstillingstrinnene som kreves for bøying av endeveggene 21 i den illustrerte utførelsen er overflødig og at materialet spares.

Dersom antallet stablede bærere 16 i varmelagringsenheten 11 er stor, kan det være fordelaktig å etterlate noen få av åpningene 23 i disse bærere 16 som befinner seg i det øvre parti av varmelagringsenheten, f.eks. hver 56 åpning 23 i midtraden av åpninger, fri for kuler 17. En del av vannet levert fra vanndusjeenheten 12 kan deretter hurtig nå de nedre bærere av varmelagringsenheten. Naturligvis er det også mulig innenfor oppfinnelsens omfang å tilveiebringe, for det samme formål, adskilte åpninger i de nedre vegger av de øvre bærere, men den førstnevnte løsning på problemet med hurtig fordeling av vannet over hele høyden av varmelagringsenheten II foretrekkes.

Claims (9)

1. Dampgenerator, som fortrinnsvis danner en del av en kon-veks jonsovn med et ovnskammer og en strømningsbane for oppvarmet luft som beveges ved hjelp av en vifte, der strømningsbanen forløper gjennom ovnskammeret og dampgeneratoren er plassert i strømningsbanen, hvilken dampgenerator innbefatter en varmelagringsenhet (11) innbefattende et antall langstrakte, hovedsakelig horisontale, på hverandre i høyden anbragte bærere (16), der hver av disse er innrettet til å bære et antall kuleformede varmelagringslegemer (17), og innretninger (12) for å spre vann over varmelagringslegemene,karakterisert vedat hver bærer (16) omfatter en nedre bunnvegg (22) med et antall seter (23) som er fordelt hovedsakelig jevnt over hele den nedre bunnvegg, der hvert sete kan motta et av de varmelagrende legemer (17) og dannet av en ikke-sirkulær, fortrinnsvis polygonal åpning gjennom den nedre bunnvegg, hvor størrelsen av åpningen er vesentlig mindre enn det største tverrsnitt av varmelagringslegemet.

2. Dampgenerator ifølge krav 1,karakterisertved at åpningene (23) er regulære polygonale, fortrinnsvis kvadratiske i planriss, der lengden av hver polygonside er 0,2-0,6 ganger diameteren av varmelagringslegemene (17).

3. Dampgenerator ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat åpningene (23) er anordnet i et antall langsgående, parallelle rader.

4. Dampgenerator ifølge et eller flere av de foranstående krav,karakterisert vedat varmelagringslegemene (23) på hver bærer (16) er av omtrentlig den samme diameter og at den horisontale senter- til senteravstand (C) mellom åpningene (23) i bæreren er i hovedsak lik med diameteren (D) av varmelagringslegemene (17).

5 . Dampgenerator ifølge et eller flere av de foranstående krav,karakterisert vedat hver åpning (23) i den øverste bærer (16') befinner seg direkte over en av åpningene (23) i hver underliggende bærer (16).

6. Dampgenerator ifølge et eller flere av de foranstående krav,karakterisert vedat bærerne (16) er i form av remmer som har en hovedsakelig flat bunnvegg eller nedre vegg (22) som er hel bortsett fra åpningene (23).

7. Dampgenerator ifølge krav 6,karakterisertved at hver bærer (16) er tilvirket fra en langstrakt metallplate der dens langsgående kantpartier er bøyd oppad for å danne langsgående sidevegger (20) på bæreren (16) og endepartiene av denne er bøyd oppad for å danne endeveggene (21) til bæreren.

8. Dampgenerator ifølge krav 7,karakterisertved at høyden (S) av sideveggene (20) er 0,4-0,6 ganger den vertikale avstand (H) mellom tilstøtende bærere (16).

9. Dampgenerator ifølge krav 7 eller 8,karakterisert vedat den vertikale avstand (H) mellom tilstøtende bærere (16) er hovedsakelig lik med eller kun noe større enn diameteren (D) av varmelagringslegemene (17).