CS272821B1

CS272821B1 - Accumulation steam generation for baker's furnaces

Info

Publication number: CS272821B1
Application number: CS644088A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Trubac; Josef Lebduska
Original assignee: Ladislav Trubac; Josef Lebduska
Priority date: 1988-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1991-02-12
Also published as: CS644088A1

Abstract

The purpose of the solution is to enable extreme and short-term intakes of process stem with minimum energy consumption, decrease in quality and quantity of material necessary for construction of the heating chamber, to simplify maintenance and cleaning of heat transfer surfaces with concurrent improvement of process hygiene and safety. The solution is used thanks to practical application of Fleischmann-Pons effect.

Description

Vynález se týká zařízení k vyvíjení páry pro pekařské pece, tvořeného akumulátorem, parním prostorem, přívodem vody a odvodem páry.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for generating steam for baking ovens comprising an accumulator, a steam chamber, a water inlet and a steam outlet.

Technologický proces pečení v pekařských pecích probíhá v jedné z prvých fází pečení po dobu 2 až 3 minut za vysoké relativní vlhkosti. V průběžných pekařských pecích procházejí těstové kusy postupně hydrotermickou zónou, ale u periodicky pracujících pecí je zapařována současně celá vsázka, což představuje krátkodobý strmý odběr páry. Pro výrobu zapařovací páry v pekařských pecích je známa řada zařízení. Jsou jimi litinové nebo ocelové žlábky, zabudované ve vyzdívce pecí, které využívají teplo akumulované vyzdívkou k odpaření vody. Nevýhodou těchto zařízení jsou deformace nebo praskání žlábků vlivem prudkých změn teplot při pomalém prostupu tepla z vyzdívky. U novějších typů pecí bez vyzdívek nelze tento způsob použít. Využívání zdroje páry z kotelen je rozšířeno, ale není výhodné pro nutnost provozu kotelen mimo topnou sezónu. Také použití samostatných výrobníků nízkotlaké páry není výhodné zvláště u periodických pecí pro nutný vysoký a strmý špičkový výkon. U průběžných pecí jsou dále známy zabudované plamencové kotle buď samostatné, nebo paralelně zapojené na rozvod pece, nebo výrobníky nízkotlaké páry s výměníky využívajícími citelné teplo spalin odcházejících z cyklotermických nebo supertermických pecí. Pro periodicky pracující pece jsou tato zařízení k přípravě zapařovací páry nevhodná pro časový rozdíl mezi potřebou· zapařovací páry a výskytem citelného tepla spalin. Dále je známo využití vysokotlakých kotlů, například Schmidtova kotle s možností akumulace tepla v přehřáté vodě, redukcí tlaku páry a dosycení, které je nevýhodné pro vysoké náklady na pořízení stejně jako agregace kotlů a teplojemů, například Ruthsových, buď rovnotlakých, nebo s tlakovým spádem, které pokrývají krátkodobé strmé výkyvy mezi výrobou a spotřebou páry. Nevýhodné jsou vysoké pevnostní nároky na konstrukci, složitost konstrukce kotlů, teplojemů i regulačního zařízení. Tyto nevýhody jsou zvláště zvýrazněny rozšiřováním a vývojem konstrukcí stabilních nebo mobilních elektricky vytápěných pecí. Dále jsou známé elektrické odporové nebo elektrodové vyvíječe páry. Na odporových topných tělesech se ve zvýšené míře usazuje kotelní kámen, což způsobuje přehřívání -těles a snižuje jejich životnost.The technological baking process in baking ovens takes place in one of the first stages of baking for 2 to 3 minutes at high relative humidity. In continuous baking ovens, the dough pieces gradually pass through a hydrothermal zone, but in periodically operating ovens the entire batch is vaporized simultaneously, which represents a short-term steep steam extraction. A number of devices are known for producing steam in baking ovens. These are cast iron or steel grooves built into the furnace lining that use the heat accumulated by the lining to evaporate water. A disadvantage of these devices is the deformation or cracking of the grooves due to rapid temperature changes with slow heat transmission from the lining. This method cannot be used for newer types of furnaces without linings. Utilization of steam source from boiler rooms is widespread, but it is not advantageous for the necessity of boiler rooms operation outside the heating season. Also, the use of stand-alone low-pressure steam generators is not particularly advantageous for periodic furnaces because of the high and steep peak power required. In continuous furnaces, built-in flame boilers are either known separately or connected in parallel to the furnace distribution, or low-pressure steam generators with heat exchangers utilizing the sensible heat of the flue gases leaving the cyclothermal or super-thermic furnaces. For periodically operating furnaces, these steam-generating devices are unsuitable for the time difference between steam-steam demand and the occurrence of sensible heat from the flue gas. Furthermore, it is known to use high pressure boilers, such as Schmidt boilers with the possibility of heat storage in superheated water, steam pressure reduction and saturation, which are disadvantageous for high acquisition costs as well as aggregation of boilers and heat tanks such as Ruths, either which cover short-term steep fluctuations between steam production and consumption. The disadvantages are high strength demands on the construction, complexity of the construction of boilers, heat tanks and control equipment. These disadvantages are particularly highlighted by the expansion and development of stable or mobile electrically heated furnace designs. In addition, electrical resistance or electrode steam generators are known. Resistive heaters build up scale, which causes overheating of the bodies and reduces their service life.

U vyvíječů s elektrodovými topnými tělesy dochází ke znečištování vyráběné páry elektrolytem, což se zvláště projevuje u stejnosměrně napájených elektrod, kdy do vyráběné páry přechází rovněž produkty elektrolýzy, což se zvláště nepříznivě projevuje u páry používané v potravinářských technologických procesech.Generators with electrode heaters contaminate the produced steam with electrolyte, which is particularly pronounced in the case of DC-powered electrodes, where electrolysis products also pass into the produced steam, which is particularly unfavorable in steam used in food processing processes.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zařízení k vyvíjení páry pro pekařské pece, jehož podstatou je, že alespoň jeden tepelný akumulátor tvořený těsně uzavřeným pláštěm, uvnitř zcela nebo zčásti naplněným tepelně akumulačním médiem, je opatřen parním prostorem s přívodem napájecí vody a odvodem páry. Tepelně akumulačním médiem může být voda, která může obsahovat elektrolyt. Tepelný akumulátor je opatřen ohřívačem, kteiý může být dále opatřen alespcň jednou elektrodou, umístěnou uvnitř akumulátoru a tepelně izolačním pláštěm.The aforementioned drawbacks are eliminated by the steam generating device for baking ovens, which is based on the fact that at least one heat accumulator consisting of a tightly sealed casing, wholly or partially filled with a heat storage medium, is provided with a steam space with a feed water supply and a steam outlet. The heat storage medium may be water, which may contain an electrolyte. The heat accumulator is provided with a heater, which may further be provided with at least one electrode disposed inside the accumulator and with a heat-insulating sheath.

Zařízení k vyvíjení páry podle vynálezu přináší proti současnému stavu řadu . výhod. Jednoduchá kompaktní konstrukce umožňuje pokrytí vysokých krátkodobých a strmých odběrů technologické páry s minimálním trvalým příkonem energie. Velmi výrazné snížení teplosměnné plochy, u vyvíjeěů nízkotlaké páry i pevnostních nároků na konstrukci parního prostoru, a také výrazné snížení pevnostních nároků na konstrukci ohřívacího prostoru přináší proti současným zařízením velmi výrazné snížení nároků na materiál co do množství i jakosti. Kompaktní konstrukce výrazně zjednodušuje regulaci a umožňuje jednoduchým způsobem automatizaci výroby technologické páry s přesně stanoveným množstvím páry v jednotlivých pracovních cyklech. Umožňuje využití vlastního tepla pece, a to i umístěním vyvíječe nebo jeho části do vnitřního prostoru pece. Konstrukce umožňuje jednoduchou údržbu a čištění teplosměnných ploch, což přináší další výhodu ve snížení nároků na čistotu a úpravu napájecí vody. Další výhody přináší využití nových druhů energie. Použitím vody s těžkými izotopy vodíku /DgO/, elektrolyJfThe steam generating device according to the invention brings a number compared to the present state. advantages. The simple, compact design allows to cover high short-term and steep offtakes of process steam with minimum continuous power input. The very significant reduction of heat exchange surface, in the case of low-pressure steam generators and the strength requirements for the design of the steam space, as well as a significant decrease in the strength requirements for the design of the heating space brings a very significant reduction in material and quantity requirements. The compact design greatly simplifies control and allows for the simple automation of process steam production with a precisely specified amount of steam in each working cycle. It allows utilization of the furnace's own heat, even by placing the generator or a part of it in the furnace interior. The design allows easy maintenance and cleaning of the heat transfer surfaces, which brings an additional advantage in reducing the demands on cleanliness and treatment of feed water. Another benefit is the use of new types of energy. Using water with heavy hydrogen isotopes (DgO), electrolytes

CS 272 821 Bl 2 tu tvořeného hydroxidem lithným s těžkými izotopy vodíku /LiOD/ a elektrody tvořené nebo opatřené palladiem je možno využívat Fleischmann - Ponsova objevu při zachování bezpečnosti a hygieny provozu.CS 272 821 B1 2 here consisting of lithium hydroxide with heavy hydrogen isotopes (LiOD) and electrodes formed or provided with palladium can be used with the Fleischmann-Pons discovery while maintaining operational safety and hygiene.

Na připojeném výkresu č. 1 je znázorněn vyvíječ páry pro pekařské pece v provedení se zdrojem vně tepelného akumulátoru a na výkresu č. 2 detail tepelného akumulátoru s elektrickým elektrodovým topným tělesem uvnitř.1 is a steam generator for baking ovens with a source outside the heat accumulator; and FIG. 2 is a detail of the heat accumulator with the electrode heater inside.

Výrobník páry je složen z tepelného akumulátoru usazeného pomocí příruby 1,2 spodní částí v ohřívači 3, přičemž shora je na přírubě 23 připevněn parní dom 2. Tepelný akumulátor 2 je tvořen pláštěm 21 > opatřeným v jedné třetině shora přírubou 22, a který je ze dvou třetin naplněn tepelně akumulačním médiem 22. Ohřívač 3 sestává z pláště 22 ^s olejovou lázní 32. Vnitřek bhřívače 3 je pomocí potrubí 33 propojen s expanzní nádrží 34. Dále je opatřen elektrickým topným tělesem 35, odkalovacím ventilem 36 a termostatem 37. Parní dóm 2 je tvořen pláštěm 21 opatřeným vývodem 23 nízkotlaké páry 27 a lapačem 25 kapek a přívodem 24 napájecí vody 22 vyústěným nad tepelným akumulátorem 2· Akumulační vyvíječ páry je tepelně izolován tepelně izolujícím pláštěm 4.The steam generator is comprised of a thermal accumulator seated by means of a flange 1,2 in the lower part of the heater 3, with a steam house 2 attached to the flange 23 from above. The heater 3 consists of a sheath 22 ^{with an} oil bath 32. The interior of the heater 3 is connected via a duct 33 to an expansion tank 34. It is further provided with an electric heater 35, a sludge valve 36 and a thermostat 37. Steam dome 2 it consists of a jacket 21 provided with a low pressure steam outlet 23 and a drop catcher 25 and a supply water inlet 24 leading above the heat accumulator 2. The accumulator is thermally insulated by a heat insulating jacket 4.

Po zapojení ohřívá elektrické topné těleso 35 olejovou lázeň 32, která konvekci předá teplo tepelně akumulačnímu médiu 12 v tepelném akumulátoru 2, ve kterém se v závislosti na teplotě počne zvyšovat tlak a teplota varu tepelně skumulačního médiaOnce connected, the electric heater 35 heats the oil bath 32, which converts heat to the heat storage medium 12 in the heat accumulator 2, in which the pressure and boiling point of the heat storage medium begins to increase as a function of temperature.

12. Po dosažení provozní teploty olejové lázně 32, vypne termostat 37 elektrické topné těleso 3j>. Podle provozního režimu periodické pekařské pece se přívodem 24 vpustí do parního dómu 2 dávka napájecí vody 22. Prvá část dávky napájecí vody 22 se na povrchu pláště 21 tepelného akumulátoru 2 odpaří, ochlazením pláště 21, parního dómu 2 přehřeje a dosytí zbytky kondenzátu v potrubí za vývodem 23· Po napuštění parního dómu 2 napájecí vodou. 22 se odpařuje mokrá pára 27, která je lapačem 2jj zbavená kapek, a odchází vývodem 23. Odpařováním napájecí vody 22 je ochlazován pláší 22 tepelného akumulátoru 2» na jehož vnitřním povrchu počne kondenzovat odpařená část tepelně akumulačního média 22 za současného snižování teploty, tlaku a teploty bodu varu tepelně akumulač ního média 22· Po snížení teploty tepelně akumulačního média 22 ^a pláště 21 tepelného akumulátoru 1 se ochlazuje olejová lázeň 32 a po dosažení nastavené spodní hranice provozní teploty zapojí termostat 37 elektrické topné těleso 35· Přebytek napájecí vody 22 J^e odkalen ventilem 26.12. When the operating temperature of the oil bath 32 has been reached, the thermostat 37 switches off the electric heater 31. Depending on the operating mode of the periodic baking oven, a feed of water 22 is fed into the steam dome 2 through the inlet 24. The first portion of the feed water portion 22 evaporates on the surface of the heat accumulator sheath 21, cooling the sheath 21, steam dome 2. outlet 23 · After filling the steam dome 2 with feed water. 22, the wet steam 27, which is trapped by the traps 21, evaporates and exits through the outlet 23. By evaporating the feed water 22, it is cooled by the heat accumulator casing 22 on the inner surface of which the vaporized portion of the heat storage medium 22 condenses. boiling point of the thermal storage whom you media 22 · When the temperature of heat storage medium 22 ^{and the} casing 21 of the heat accumulator 1 is cooled by the oil bath 32, and when reaching the set lower limit of the operating temperature, the thermostat 37 of the electric heater 35 · Excess feedwater 22 J ^e is flushed valve 26.

Olejová lázeň 32 ⁰ elektrické topné těleso 35 může být nahrazena jiným zdrojem, například odpadními spalinami pece, vnitřním ovzduším pece, popřípadě je možno umístit topné těleso 35 dovnitř akumulátoru 2· Tepelně akumulačním médiem 22 Ú^e voda. Zařízení pracuje jako elektrokotel s vysokým tepelným výkonem. Další zjednodušení přináší případ, kdy topným tělesem 35 uvnitř akumulátoru 2 Je elektroda. Tepelně akumulačním médiem 22 J^e voda opatřená alkalickým elektrolytem. Další elektroda je tvořena pláštěm 22 akumulátoru 2· Zařízení pracuje jako elektrodový kotel. Při zapojení topného tělesa 35 jako katody opatřené nebo tvořené palladiem s tepelně akumulačním médiem 22 tvořeným vodou s těžkými izotopy vodíku /D^O/ a alkalickým elektrolytem, například tvořeným hydroxidem lithným s těžkými izotopy vodíku /LiOD/, pracuje zařízení na principů Fleischmann - Ponsova objevu.The oil bath 32 ⁰ electric heater 35 may be replaced by another source, such as waste combustion gases of the furnace, the internal atmosphere of the furnace, or it is possible to place the heating element 35 inside the battery pack 2 · heat storage medium 22 by ^e water. The device works as an electric boiler with high heat output. A further simplification is the case where the heater 35 inside the accumulator 2 is an electrode. Heat storage medium 22 J ^e water bearing alkaline electrolyte. Another electrode consists of a casing 22 of the accumulator 2. The device operates as an electrode boiler. When the heating element 35 is used as a cathode provided with or consisting of palladium with a heat storage medium 22 consisting of water with heavy hydrogen isotopes (D 2 O) and an alkaline electrolyte, for example consisting of lithium hydroxide with heavy hydrogen isotopes (LiOD) discovery.

Claims

, OBJECT OF THE INVENTION

Steam generating device for baking ovens, comprising an accumulator, a steam chamber, a water inlet and a steam outlet, characterized in that at least one heat accumulator (1), consisting of a sealed casing (11) and a heat storage medium (12), it is scalded by a steam space (2) and a supply (24) of feed water (22) and a steam outlet (23).

t *

CS 272 821 B1 3

Device according to claim 1, characterized in that the heat storage medium (12) is water.

Device according to Claim 1 or 1 and 2, characterized in that the heat storage medium (12) comprises an electrolyte.

Device according to claim 1, characterized in that the heat accumulator (1) is provided with a heater (3).

Device according to Claims 1 and 4, or 1 and 3 and 4, or 1 to 4, characterized in that the heater (3) is provided with at least one electrode located inside the accumulator (1).

Device according to claim 1, or 1 and 2, or 1 to 3, or 1 and 4, or 1 and 3 and 4, or 1 to 5, characterized in that the thermal accumulator (1) is provided with a thermally insulating jacket (1). 4 /.