WO1987005681A1 - Generateur de vapeur - Google Patents

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    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/28—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically
    • F22B1/284—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically with water in reservoirs

Definitions

  • the invention relates to a steam generator with a steam boiler according to the preamble of claim 1.
  • a steam generator is intended to be particularly suitable for generating steam for a sauna or as a steam source for an iron to be connected via a line.
  • a steam generator according to the preamble of claim 1 is known from DE-A-34 10 247.
  • This known steam generator has a heating coil inside the container.
  • a lower and an upper water level measuring device are provided at a distance, which are connected to a control.
  • the water supply is regulated so that it lies above the lower and below the upper water level measuring device.
  • the known steam generator has the shape of a pot, which means that a relatively large amount of water has to be heated in order to obtain steam. From time to time the pot must be descaled in a known manner.
  • a device for generating steam for the treatment of pets and in particular for the treatment of feathers of pigeons is known.
  • the steam ship- The generator has a pot that is embedded in an external insulation.
  • a heating device is located in this outer insulation at a distance from the inner housing. With this device, the water is heated so little that just such a small drain
  • Amount of steam can escape required to treat a pigeon's feathers.
  • the inside of the container is connected to the environment via the discharge line, i.e. without pressure.
  • the object of the invention is to provide an improved steam generator.
  • it should be possible to provide a large heating output in the case of a smaller boiler volume or liquid volume in the boiler.
  • the steam generator should be easy to manufacture.
  • the water level should be easily adjustable.
  • Steam generator may be suitable as a steam source for a sauna.
  • Fig. 1 is a side view of the essential part of the
  • FIG. 2 is a schematic representation of the steam generator with the associated valves.
  • the steam generator has a steam boiler 1 made of non-rusting stainless steel, which is tubular.
  • the tube has a flange 2 at both ends, in which a seal 3 lies.
  • flange covers 4 via bolts 5 with one each
  • Pressure plate 6 dimensionally stable and tightly contracted. On the upper end face there is an opening 7, which can be connected to a line, for removing steam. An opening 8 is provided on the lower end face and is connected to a water supply. The lower opening 8 is evident for slurrying down the scale.
  • a heating coil 9 Adjacent to the lower end face of the tubular steam boiler, a heating coil 9 is provided in the lower third. As can be seen in particular from FIG. 4, the shape of the heating coil 9 is selected so that it has a large bottom area 35 which lies over the entire surface of the outside of the jacket of the steam boiler and is well-applied with this, for example by a sintered soldering process is thermally connected.
  • the boiler 1 thus forms a cooling surface for the heating coil 9.
  • a device for determining the water level in the interior of the housing is provided in the form of a temperature sensor 10.
  • the temperature sensor is designed as a capillary tube sensor and is arranged in such a way that one turn is arranged between the last and the penultimate turn of the heating coil 9.
  • a second temperature sensor 11 which is also designed as a capillary tube sensor, is also provided on the outside adjacent to the last heating coil.
  • the upper outlet 7 is connected via a cross piece 12 with a pressure gauge 13 and a magnet valve 14 and connected via a T-piece 15 to a pressure regulator 16 and a safety valve 17.
  • the opening 18 is the outlet of the safety valve 17.
  • An inlet 20 is connected to the water supply line.
  • An outlet 21 is the drain valve opening.
  • a drain cock 23, a check valve 24 and a solenoid valve 25 arranged on the outlet side thereof are provided at the bottom opening 8 via a T-piece 22.
  • a pump 25 is provided on the output side between the solenoid valve 25 and the inlet 20.
  • the second temperature sensor 11 voltage and heats the tubular steam boiler 1 until the temperature set at a control system which is acted upon by the output signal of the temperature sensor 10 is reached, whereby the pump is switched on.
  • the inflowing water strikes the preheated inner surface of the boiler and any scale deposited thereon, which is automatically and automatically blown off.
  • the controller 35 limits the temperature at the temperature sensor 11 during preheating to a predetermined upper limit by switching off the heater 9 when this limit is reached.
  • the inflowing water is evaporated immediately and quickly reaches the operating pressure. The pressure is displayed on the manometer 13. If a switch 28 provided on an iron to be supplied is switched on, this opens Solenoid valve 14 and steam is removed.
  • the temperature sensor 10 is set so that it emits a signal that adjusts the water supply as soon as the water level drops to the minimum level 30. At this moment, a timing relay 31 is triggered, which on the
  • Solenoid valve 25 and the pump 26 responds. Such a quantity of water is fed into the steam boiler over a time predetermined by the time relay that the water level rises from the minimum level 30 to the maximum level 29.
  • the timing relay 31 simultaneously controls the function of minimally or maximally indicating lamps 32, 33.
  • the second temperature sensor also serves as a safety switch. Its response temperature is set so that it lies above the response temperature of the first temperature sensor 10 and is selected such that the second temperature sensor 11 switches off the heating when the water supply fails, so that destruction is avoided.
  • the device is switched off and the contents of the steam boiler 1 are blown off via the drain cock 23 in order to remove deposits.
  • the steam boiler 1 is completely smooth and polished on the inside and is designed so high in the heat surface load that at least in the area of the germinating device no scale builds up. In addition to the first heating phase, this also splinters constantly, even if together with, during normal operation and is removed during blowing out, so that the maintenance decalcification phases are prolonged considerably. Heat losses are extremely low due to the galvanic connection of the heating coil to the steam boiler. In addition, an external insulation (not shown) can be provided which further reduces heat losses. Since, unlike in the case of internal heating coils, the heating device does not have to be wetted with water, it is possible to work with an extremely low minimum level of water (approx. 0.08 1, maximum 0.13 1). This results in an extremely small size. The operational readiness of such a device with an outer diameter of approximately 40 mm and a length of approximately 280 mm is ready for operation in less than a minute, compared to 10-15 minutes with conventional steam generators of comparable performance.
  • the temperature sensors are designed as capillary tube sensors.
  • other suitable temperature sensors can also be used, such as a PT 100.
  • the starting process is started with a button 34.
  • a device described above can also be used particularly advantageously as a steam generator for a steam sauna, because the steam is available almost immediately. Then the steam boiler is preferably designed to be depressurized.

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Description

Dampferzeuger
Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger mit einem Dampf¬ kessel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, Ein solcher Dampferzeuger soll insbesondere zum Erzeugen von Dampf für eine Sauna oder als Dampfquelle für über eine Lei- tung anzuschließende Bügeleisen geeignet sein.
Ein Dampferzeuger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der DE-A-34 10 247 bekannt. Dieser bekannte Dampfer¬ zeuger weist im Behälterinneren eine Heizschlange auf. Es sind in einem Abstand eine untere und eine obere Wasser¬ standsmeßeinrichtung vorgesehen, die mit einer Steuerung ver¬ bunden sind. Die Wasserzufuhr wird so geregelt, daß sie ober¬ halb der unteren und unterhalb der oberen Wasserstandsmeßein¬ richtung liegt. Bei derartigen Dampferzeugern tritt das Pro- blem auf, daß die Heizung leicht verkalkt und die Wärmeüber¬ tragung dann gering ist. Der bekannte Dampferzeuger hat die Form eines Topfes, wodurch es erforderlich ist, daß verhält¬ nismäßig viel Wasser aufgeheizt werden muß, um Dampf zu er¬ halten. Von Zeit zu Zeit muß der Topf in bekannter Weise ent- kalkt werden.
Aus der DE-A-32 01 574 ist eine Einrichtung zum Erzeugen von Dampf für die Behandlung von Haustieren und insbesondere für die Behandlung von Federn von Tauben bekannt. Der Dampfer- zeuger weist einen Topf auf, der in eine Außenisolierung ein¬ gebettet ist. In dieser Außenisolierung befindet sich in ei¬ nem Abstand von dem inneren Gehäuse eine Heizvorrichtung. Mit dieser Einrichtung wird das Wasser so in geringem Umfange erwärmt, daß über eine Ableitung gerade eine solche kleine
Menge von Dampf entweichen kann, die zum Behandeln von Federn einer Taube erforderlich ist. Das Innere des Behälters ist über die Ableitung mit der Umgebung verbunden, also drucklos.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Dampferzeu¬ ger zu schaffen. Insbesondere soll es möglich sein, bei ei¬ nem kleineren Kesselvolumen bzw. Flüssigkeitsvolumen im Kessel eine große Heizleistung vorzusehen. Ferner soll der Dampferzeuger einfach herstellbar sein. Der Wasserstand soll auf einfache Weise einstellbar sein. Bevorzugt soll der
Dampferzeuger als Dampfquelle für eine Sauna geeignet sein.
Die Aufgabe wird durch einen Dampferzeuger der eingangs be¬ schriebenen Art mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 ge- löst.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des wesentlichen Teiles des
Dampferzeugers, teilweise in geschnittener Darstel¬ lung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Dampferzeugers mit den zugehörigen Ventilen;
Fig. 3 eine schematische Schaltungsdarstellung zum Betrieb des Dampferzeugers; und
Fig. 4 ein Detail aus Fig. 1. Der Dampferzeuger weist einen Dampfkessel 1 aus nichtrosten¬ dem Edelstahl auf, der rohrförmig ausgebildet ist. Das Rohr weist an den beiden Enden jeweils einen Flansch 2 auf, in dem eine Dichtung 3 liegt. Auf der Ober- und Unterseite sind jeweils Flanschdeckel 4 über Bolzen 5 mit jeweils einer
Druckplatte 6 formstabil und dicht zusammengezogen. Auf der oberen Stirnseite ist eine mit einer Leitung verbindbare Öffnung 7 zur Entnahme von Dampf vorgesehen. Auf der unteren Stirnseite ist eine Öffnung 8 vorgesehen, die mit einer Was- serzuführung verbunden ist. Die untere Öffnung 8 ist zum Ab¬ schlämmen von Kesselstein nach unten offenbar.
Angrenzend an die untere Stirnfläche des rohrförmigen Dampf¬ kessels ist im unteren Drittel eine Heizspirale 9 vorgesehen. Wie insbesondere aus Figur 4 ersichtlich ist, ist die Form der Heizspirale 9 so profiliert gewählt, daß sie einen großen Bodenbereich 35 aufweist, der vollflächig an der Außenseite des Mantels des Dampfkessels anliegt und mit diesem bei¬ spielsweise durch ein Sinterlötverfahren metallisch aufle- giert gut wärmeleitend verbunden ist. Damit bildet der Kes¬ sel 1 eine Kühlfläche für die Heizspirale 9. In engem Kontakt mit dem oberen Ende der Heizspirale 9 ist eine Einrichtung zum Bestimmen des Wasserstandes im Gehäuseinneren in Form eines Temperaturmeßfühlers 10 vorgesehen. Der Temperaturmeß- fühler ist in dem gezeigten Ausfuhrungsbeispiel als Kapillar¬ rohrfühler ausgebildet und so angeordnet, daß eine Windung zwischen der letzten und der vorletzten Windung der Heizspi¬ rale 9 angeordnet ist. Nach außen angrenzend an die letzte Heizspirale ist ferner ein zweiter Temperaturmeßfühler 11 vorgesehen, der ebenfalls als Kapillarrohrfühler ausgebildet ist.
Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, ist der obere Ausgang 7 über ein Kreuz-Stück 12 mit einem Manometer 13 und einem Magnet- ventil 14 sowie über ein T-Stück 15 mit einem Druckregler 16 und einem Sicherheitsventil 17 verbunden. Die Öffnung 18 ist der Ausgang des Sicher eitsventiles 17. Das Magnetventil
14 ist ausgangsseitig mit einer Leitung 19 zum Ableiten des Dampfes zu der Verbrauchseinrichtung, dem Bügeleisen oder dergleichen, verbunden. Ein Eingang 20 is-t mit der Wasserzu¬ fuhrleitung verbunden. Ein Ausgang 21 ist die Abschlämmven- tilöffnung.
An der bodenseitigen Öffnung 8 ist über ein T-Stück 22 ein Ablaßhahn 23, ein Rückschlagventil 24 und ein auf der Aus¬ gangsseite desselben angeordnetes Magnetventil 25 vorgesehen. Ausgangsseitig zwischen dem Magnetventil 25 und dem Eingang 20 ist eine Pumpe 25 vorgesehen.
Im nachfolgenden wird der Betrieb der Verrichtung erläutert. Beim Einschalten eines Hauptschalters 27 erhält die als Heiz¬ spirale 9 ausgebildete Heizeinrichtung über den Druckregler
15 und den zweiten Temperaturmeßfühler 11 Spannung und heizt den rohrförmigen Dampfkessel 1 so lange auf, bis die an einer mit dem Ausgangssignal des Temperaturmeßfühlers 10 beauf¬ schlagten Steuerung eingestellte Temperatur erreicht wird, wodurch die Pumpe eingeschaltet wird. Das einströmende Wasser trifft auf die vorgeheizte Kesselinnenoberfläche und auf eventuell daran abgelagerten Kesselstein, der dadurch zwangs¬ läufig und automatisch abgesprengt wird. Die Steuerung 35 begrenzt die Temperatur am Temperaturmeßfühler 11 beim Vor¬ heizen auf einen vorbestimmten oberen Grenzwert, indem beim Erreichen dieses Grenzwertes die Heizung 9 abgeschaltet wird. Das einströmende Wasser wird sofort verdampft und erreicht schnell den Betriebsdruck. Der Druck wird über das Manometer 13 angezeigt. Wir ein an einem zu versorgenden Bügeleisen vorgesehener Schalter 28 eingeschaltet, öffnet sich das Magnetventil 14, und es wird Dampf entnommen. Je mehr Dampf entnommen wird, um so schneller sinkt der Wasserspiegel von einem vorgegebenen Höchststand 29 auf einen Mindeststand 30 ab. Sobald sich das Wasser dem Mindeststand 30 nähert, wird die Wärme aus der oberen Heizspirale schlechter abgeführt, wodurch der Dampfkessel in diesem Bereich stärker erwärmt wird. Der Temperaturmeßfühler 10 ist so eingestellt, daß er ein die Wasserzuführung einstellendes Signal abgibt, sobald der Wasserstand auf den Mindeststand 30 absinkt. In diesem Moment wird ein Zeitrelais 31 ausgelöst, welches auf das
Magnetventil 25 und die Pumpe 26 anspricht. Über eine durch das Zeitrelais vorbestimmte Zeit wird eine solche Wassermen¬ ge in den Dampfkessel zugeführt, daß der Wasserstand vom Mindeststand 30 auf den Höchststand 29 ansteigt. Das Zeit- relais 31 steuert gleichzeitig die Funktion minimal bzw. maximal anzeigender Lampen 32, 33 an.
Der zweite Temperaturmeßfühler dient ebenfalls als Sicher- heitsschalter. Seine Ansprechtemperatur ist so eingestellt, daß sie oberhalb der Ansprechtemperatur des ersten Tempera¬ turmeßfühlers 10 liegt und so gewählt, daß der zweite Tempe¬ raturmeßfühler 11 beim Versagen der Wasserzufuhr die Heizung abschaltet, so daß eine Zerstörung vermieden wird.
Am Ende einer 3etriebsphase wird die Vorrichtung abgeschal¬ tet, und der Inhalt des Dampfkessels 1 wird über den Abla߬ hahn 23 abgeblasen, um Ablagerungen zu entschlammen.
Der Dampfkessel 1 ist auf seiner Innenseite vollkommen glatt und poliert ausgebildet und in der Wärmeoberflächenbelastung so hoch ausgelegt, daß sich zumindest im Bereich der Keizein- richtung kein Kesselstein ansetzt. Dieser splittert außer in der ersten Aufheizphase auch ständig, wenn auch verlang- samt, während des Normalbetriebes ab und wird beim Ausblasen entfernt, so daß sich die Wartungsentkalkungsphasen wesent¬ lich verlängern. Wärmeverluste sind durch die galvanische Verbindung der Heizschlange mit dem Dampfkessel außerordent- lieh gering. Zusätzlich kann eine nicht gezeigte Außenisola¬ tion vorgesehen sein, durch die Wärmeverluste noch weiter vermindert werden. Da die Heizeinrichtung anders als bei innen liegenden Heizschlangen nicht mit Wasser benetzt wer¬ den muß, kann mit außerordentlich niedrigem Mindeststand an Wasser (ca. 0,08 1, maximal 0,13 1) gearbeitet werden. Dar¬ aus resultiert eine außerordentlich kleine Baugröße. Die Be¬ triebsbereitschaft eines derartigen Gerätes mit einem Außen¬ durchmesser von annähernd 40 mm und einer Länge von annähernd 280 mm ist in weniger als einer Minute betriebsbereit, gegen- über 10 - 15 Minuten bei herkömmlichen Dampferzeugern ver¬ gleichbarer Leistung.
Im obigen Ausführungsbeispiel sind die Temperaturmeßfühler als Kapillarrohrfühler ausgebildet. Es können aber auch an- dere geeignete Temperaturmeßfühler verwendet werden, wie bei¬ spielsweise ein PT 100.
Wenn ausnahmsweise zuerst Wasser in den Dampfkessel 1 gelas¬ sen werden soll und dann e st die Heizung 9 in Betrieb genom- men werden soll, wird der Startvorgang mit einem Taster 34 begonnen.
Ein oben beschriebenes Gerät kann besonders günstig auch als Dampferzeuger für eine Dampfsauna eingesetzt werden, weil der Dampf praktisch sofort zur Verfügung steht. Dann ist der Dampfkessel vorzugsweise drucklos ausgebildet.
Da der Inhalt des Dampfkessels über den Ablaßhahn 23 jeweils nach Abschalten des Hauptschalters voll abgeblasen wird, er- folgt jeweils automatisch eine vollständige Reinigung. Eine zusätzliche Wartung zum Entkalken ist nicht mehr erforderlich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Dampferzeuger mit einem Dampfkessel (1) mit einer Wasser- zufuhr (20) und einer Dampfableitung (19), einer Einrichtung zum Bestimmen des Wasserstandes im Kesselinneren und einer Steuerung (36) für die Wasserzufuhr, der eingangsseitig das Ausgangssignal der Einrichtung zugeführt wird, und mit einer im unteren Abschnitt des Dampfkessels (11) an¬ geordneten Heizeinrichtung (9), dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (9) auf der Außenseite des Mantels des Dampfkessels (11) angeordnet und mit diesem wärmeleitend verbunden ist.
2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung als Dampferzeuger für eine Sauna.
3. Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (9) mit dem Mantel durch Sinterlöten verbunden ist.
Δ" Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfkessel (1) als ein läng¬ liches Rohr ausgebildet ist, dessen Boden von einer Stirnflä¬ che des Rohres gebildet ist.
5. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bestimmen des Wasserstandes als ein um den Dampfkessel (1) herum ange¬ ordneter Kapillarrohrfühler (10) ausgebildet ist.
6. Damp erzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des Dampf¬ kessels (1) wenigstens blank gezogen oder poliert ausgebildet ist.
7. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (36) so ausgebildet ist, daß die Wasserzufuhr nach ihrem Einschalten über eine vorgegebene Zeit eingeschaltet bleibt.
8. Dampferzeuger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeit so gewählt ist, daß gerade Wasser bis zu einem vorbestimmten Höchststand (29) einläuft.
9. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfkessel (1) in seinem unteren Abschnitt eine Öffnung (8) zum Ablassen von Wasser und Abschlämmen von Kalkstein aufweist.
10. Dampferzeuger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (36) so ausgebildet ist, daß bei Abschalten eines Hauptschalters (27) der Inhalt des Dampfkessels (l) über die Öffnung (8) abgelassen wird.
11. Dampferzeuger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (36) so ausgebildet ist, daß bei Einschalten des Kauptschalters (27) zunächst die Heizung (9) eingeschaltet und das Wasser dann in den auf- geheizten Dampfkessel (1) eingeführt wird.
12. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfkessel (1) drucklos be¬ treibbar ist.
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