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Dokumentenidentifikation DE69705609T2 08.05.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0885367
Titel VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ERZEUGUNG VON HEISSGAS
Anmelder Väänänen, Raimo, Tampere, FI
Erfinder Väänänen, Raimo, Tampere, FI
Vertreter Diehl, Glaeser, Hiltl & Partner, 80333 München
DE-Aktenzeichen 69705609
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 11.04.1997
EP-Aktenzeichen 979164803
WO-Anmeldetag 11.04.1997
PCT-Aktenzeichen PCT/FI97/00222
WO-Veröffentlichungsnummer 0009743581
WO-Veröffentlichungsdatum 20.11.1997
EP-Offenlegungsdatum 23.12.1998
EP date of grant 11.07.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.05.2002
IPC-Hauptklasse F23J 15/00
IPC-Nebenklasse F24H 3/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines heißen Gases, wobei heißes Gas mit Hilfe eines zumindest teilweise in Verbindung mit einem Flüssigkeitsraum stehenden Erhitzungsraums erzeugt wird, wobei zumindest zwecks der Regelung der Endtemperatur des erzeugten heißen Gases nach dem Heizungsraum in Strömungsrichtung des heißen Gases gesehen dem heißen Gas ein Kühlungsmedium beigemischt wird, wie z. B. in Verbindung mit einer mit dem Erhitzungsraum verbundenen Abflussanordnung.

Die Art des Verfahrens und der Vorrichtung, in der dasselbe zur Anwendung kommt, ist bereits im Prinzip z. B. aus dem Finnischen Patent Nr. 72592 bekannt. In der dort beschriebenen Lösung wird heißes Gas in einem Erhitzungsraum erzeugt, zu dem Wasser hinzugefügt wird, das in einer hinter dem Erhitzungsraum angeordneten Wirbelstromkammer, mit deren Hilfe das heiße Gas zum Rotieren gebracht wird, verdampft und mit dem heißen Gas vermischt wird. Wasser wird in die Wirbelstromkammer im Wesentlichen im Zentrum der Kammer so eingespeist, dass sich das Wasser mechanisch mit den heißen Gasen vermischt, während dasselbe sich unter dem Einfluss der Rotationsbewegung der Gase zur Peripherie der Kammer bewegt und unter Einwirkung der Wärmeenergie der Gase verdampft wird. Die durch die heißen Gase und das verdampfte Wasser gebildete Mischung wird im Wesentlichen an der Zentralachse der Wirbelstromkammer aus derselben an der gegenüberliegenden Seite bezüglich des Einspeisepunktes des Wassers abgeführt.

In der beschriebenen Lösung wird eine Feuerstelle verwendet, die von einem Wasserbehälter umgeben ist. In der beschriebenen Lösung ist die Wand des Rauchrohrs in zwei Teilen angeordnet, in welchem Fall zwischen der Flamme und dem Wasserbehälter ein Luftraum erreicht wird, dessen Größe etwa 10 mm beträgt. Das Ziel der obigen Vorrichtung ist es, eine hohe Temperatur in der Feuerstelle zu erreichen sowie zu verhindern, dass das Wasser des Wasserbehälters der Wärmestrahlung, die direkt von der sichtbaren Flamme übertragen wird, ausgesetzt wird, indem ein Verdampfen des Wassers nicht gestattet wird. Aus diesem Grund enthält die beschriebene Lösung außerdem einen Temperaturbegrenzer für das Wasser, der auf eine geeignete Temperatur eingestellt wird, z. B. auf etwa 93º, wobei der Begrenzer bei Überschreiten dieser den Brenner unterbricht.

Die Art des oben beschriebenen Verfahrens ist in der Praxis nicht sehr nutzbringend, da die Wärmeübertragung von der sichtbaren Flamme auf die Trennwand, die den Wasserbehälter und die Flamme voneinander trennt, einen derartigen Temperaturanstieg der gesamten Trennwand zur Folge hat, dass die besagte Trennwand die von der Flamme absorbierte Wärme gleichmäßig durch Abstrahlung an die andere Wand des Rauchrohrs abgibt, die auf der anderen Seite desselben an das Wasser angrenzt. Daher tritt in der Praxis bei einer derartigen Lösung stets Verdampfung auf, die früher oder später die Nutzung der Vorrichtung einschränkt, wenn die Temperatur des Wasserbehälters zu hoch angestiegen ist. Außerdem stellt bei einer derartigen Lösung gerade die oben erwähnte Trennwand ein Problem dar, da sie aus feuerfestem und teurem Material gefertigt werden muss, um den hohen Temperaturen, denen diese ausgesetzt ist, standhalten zu können. Außerdem ist der in einer derartigen Lösung zur Anwendung kommende Wirbel unangemessen kompliziert und teuer, weshalb sich eine Nutzung desselben in praktischen Lösung nicht lohnt, da eine entsprechende Mischung durch das Sprühen von Wasser z. B. direkt im Verbrennungsgasrohr ausreichend effektiv erfolgen kann.

Das Ziel dieses erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, eine entscheidende Verbesserung der Techniken bezüglich der Erzeugung von heißem Gas zu erreichen, insbesondere in Anbetracht der oben angeführten Nachteile, und somit den Kenntnisstand in diesem Bereich wesentlich zu erhöhen. Dieses Ziel wird durch die Kennzeichen von Anspruch 1 erreicht. Die Endtemperatur des erzeugten heißen Gases wird geregelt, nachdem das Verdampfen aus dem Flüssigkeitsraum eingesetzt hat, indem das verdampfte Medium zu den Abgasen geleitet wird und dann die Menge des in flüssiger Form einzuspeisenden Mediums mittels einer Datenverarbeitungseinheit beschränkt wird.

Die wichtigsten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen in der Einfachheit und Zuverlässigkeit desselben und in den Konstruktionen, die sich auf dasselbe anwenden lassen. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens kann Wärmeenergie, die während der Feuerung von heißem Gas z. B. von einem Rauchrohr abgegeben wird, die ganze Zeit genau mit der für den Heizungsprozess erforderlichen Temperatur produziert werden. Wenn ein sogenannter Zwei-Phasen- Start als vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angenommen wurde, kann die Temperatur des heißen Gases sehr schnell auf die gewünschte Temperatur gebracht werden, wobei z. B. die langsame Bildung von Wasserdampf an sich nicht den Start verzögert. Erfindungsgemäß kann das Rauchrohr bei der Feuerung von heißem Gas unter allen Bedingungen gut genug gekühlt werden, indem dasselbe als eine vorteilhafte Ausführung, die völlig von Wasser umgeben ist, angeordnet wird. Aufgrund des Verfahrens ist es daher möglich, das Rauchrohr in Verbindung mit der Feuerung von heißem Gas z. B. aus Stahl ohne massive keramische Beschichtungen herzustellen, die bei hohen Temperaturen sehr viel Wärmeenergie absorbieren und eine lang anhaltende Nachkühlung während des Herunterfahrens des Systems erfordern. Ein weiterer entscheidender Vorteil des Verfahrens liegt außerdem darin, dass der auf demselben basierende Heißgaserzeuger in Bezug auf seine Treibstoffvarianten sehr flexibel ist, wobei als Treibstoffe Leichtöl, Schweröl, Rübsenöl, Naturgas, Flüssiggas, Biogas usw. zur Anwendung kommen können.

Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den das Verfahren kennzeichnenden Ansprüchen dargestellt.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4.

Mittels der Erfindung ist es möglich, die Erzeugung von heißem Gas einfach und zuverlässig auf verschiedenste Weisen durchzuführen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sowohl strukturell als auch aus wärmeökonomischer Sicht sehr rentabel, da aufgrund der vorteilhaften Isolierung der Strukturen durch Wasser sehr konventionelle Herstellungsmaterialien verwendet werden können und kein Bedarf z. B. für keramische Beschichtungen oder entsprechende Vorkehrungen besteht. Außerdem kann in einer Vorrichtung, die vorteilhaft auf Verbrennung basiert, sämtliche Wärmeenergie vom Rauchrohr derart zurückgewonnen werden, dass die erzeugte Wärme so effektiv wie möglich auf den dasselbe umgebenden Wasserraum übertragen wird, wobei das Wasser, das in demselben verdampft wird, weitergeleitet wird, um die Endtemperatur des entwickelten Verbrennungsgases effektiv zu kühlen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auf viele Art konstruiert werden, wobei es zusätzlich z. B. zum Rauchrohr auch möglich ist, das eigentliche Verbrennungsgasrohr entweder in einem völlig separaten Wasserraum oder in demselben Wasserraum wie das Rauchrohr anzuordnen. Durch die Anwendung passender Drosselungsvorkehrungen an der Verbindungsstelle des Verbrennungsgases und des Wasserdampfes kann der Prozess in jeder Hinsicht sehr effektiv stabilisiert werden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es prinzipiell möglich, die Regelung der Endtemperatur des Verbrennungsgases durch, die Nutzung konventioneller Kontrolltechniken vorzunehmen, indem die Menge des z. B. in die nach dem Rauchrohr angeordnete Sprühkammer eingesprühten Wassers begrenzt wird.

Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden in den dieselbe kennzeichnenden Ansprüchen dargestellt.

In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen im Anhang detailliert dargestellt. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine Ansicht eines Prinzips einer vorteilhaften Vorrichtung, in der das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt,

Fig. 2 eine vorteilhafte alternative Lösung für einige technische Details im Vergleich mit der in Fig. 1 dargestellten Lösung, und

Fig. 3 eine weitere alternative Ausführung im Vergleich zu den oben angegebenen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines heißen Gases, wobei mit Hilfe eines zumindest teilweise in Verbindung mit einem Flüssigkeitsraum 1 stehenden Erhitzungsraums 2 ein heißes Gas 3 erzeugt wird, wobei zumindest um die Endtemperatur T des erzeugten heißen Gases zu regeln ein Kühlungsmedium 4 hinter dem Erhitzungsraums 2 in Strömungsrichtung s des heißen Gases gesehen, wie z. B. in einer mit dem Erhitzungsraum 2 in Verbindung stehenden Abflussanordnung 5 zu dem heißen Gas 3 gemischt wird. Die Endtemperatur T des erzeugten heißen Gases 3 wird geregelt, indem dasselbe mit Hilfe primärer Mischelemente 6a zumindest teilweise mit einem verdampften Medium 4a, wie z. B. Wasserdampf oder ähnlichem, das im Flüssigkeitsraum 1, der zumindest teilweise beispielsweise durch Umgeben des Erhitzungsraums 2 und/oder der Abflussanordnung 5 in Verbindung mit dem heißen Gas 3 steht, verdampft wurde, vermischt wird.

Das Verfahren wird besonders vorteilhaft so umgesetzt, dass entsprechend des z. B. in Fig. 1 dargestellten Prinzips ein Medium 4b zumindest in flüssiger Form, wie z. B. Wasser oder ähnliches, mit dem heißen Gas 3, wie z. B. Verbrennungsgas, das mittels eines Erhitzungsraums 2, wie z. B. einer Feuerstelle oder ähnlichem, der besonders Verbrennung nutzt, erzeugt wird, mit Hilfe sekundärer Mischelemente 6b vorzugsweise nach dem Erhitzungsraum 2 in Strömungsrichtung s des heißen Gases gesehen, vermischt wird, wie z. B. in einem Mischraum 5a, der in Verbindung mit der Abflussanordnung 5 steht, um die Endtemperatur T des erzeugten heißen Gases 3 vorzugsweise mit Hilfe einer Datenverarbeitungseinheit 7, wie z. B. einem Mikroprozessor oder ähnlichem, zu regeln, indem die Menge des in flüssiger Form einzuspeisenden Mediums 4b mit Hilfe von Reglerelementen 8, wie z. B. einer Ventilanordnung oder ähnlichem, und mit Hilfe von Messelementen 9, die den Zustand des heißen Gases 3 überwachen, wie z. B. Temperaturfühler oder ähnlichen, geregelt wird.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird die Endtemperatur T des erzeugten heißen Gases 3 nach dem Beginn der Verdampfung im Flüssigkeitsraum 1 geregelt, indem das verdampfte Medium 4a mit Hilfe der ersten Mischelemente 6a an einem vorzugsweise über der Flüssigkeitsoberfläche np des Flüssigkeitsraums 1 liegenden Mischpunkt 5b zur Abflussanordnung 5 geleitet wird und indem auf vorteilhafte Weise die Menge des in flüssiger Form durch die sekundären Mischelemente 6b einzuspeisenden Mediums 4b vorzugsweise mittels der Datenverarbeitungseinheit 7, der Reglerelemente 8 und der Messelemente 9 beschränkt wird. Die Dimensionierung der Wärmeübertragungsoberflächen des sogenannten Rauchrohrs 2, das in diesem Zusammenhang als Feuerstelle dient, wird vorteilhaft so ausgeführt, dass das Sprühen des Wassers in den Mischraum 5a mittels der zweiten Mischelemente 6b kontinuierlich innerhalb des gesamten gewünschten Temperaturbereichs des erzeugten heißen Gases, der allgemein in einem Bereich von - 300º ® 700º liegt, erfolgt.

Weiterhin wird in einer besonders vorteilhaften Ausführung des Verfahrens die Mischung des verdampften Mediums 4a mit dem heißen Gas 3, das durch einen Strömungsraum 5c, wie z. B. durch einen oder mehrere Rohre, Kanäle oder ähnliche der Abflussanordnung 5, fließt, effektiver gestaltet wird, indem der Strömungsraum 6a1, der das Medium leitet, und/oder der Strömungsraum 5c, der das heiße Gas 3 leitet, laut dem z. B. in Fig. 3 dargestellten Prinzip im Zusammenhang mit dem Mischpunkt 5b, der die besagten verbindet, eingeengt wird.

Weiterhin wird in einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens die Mischung des verdampften Mediums 4a mit dem heißen Gas 3, das durch einen Strömungsraum 5c der Abflussanordnung 5 fließt, durch Turbulenzmittel 6bl, die zumindest vor dem Mischpunkt 5b im Strömungsraum 5c, der heißes Gas 3 leitet, platziert werden, effektiver gestaltet. In diesem Zusammenhang können die unterschiedlichsten internen Lösungen des Strömungsrohres, z. B. Spiralstrukturen und ähnliches angewendet werden, mit deren Hilfe die Passage des Verbrennungsgasflusses behindert wird.

Die Vorrichtung, in der das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt, enthält einen Erhitzungsraum 2, der zumindest teilweise in Verbindung mit einem Flüssigkeitsraum 1 steht, wobei zumindest um die Endtemperatur T des erzeugten heißen Gases zu regeln, ein Kühlungsmediums 4 nach dem Erhitzungsraum 2 in Strömungsrichtung s des heißen Gases gesehen, mit dem heißen Gas 3 gemischt wird, wie z. B. in Verbindung mit einer Abflussanordnung 5, die mit dem Erhitzungsraum 2 verbunden ist. Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, ist die Vorrichtung mit ersten Mischelementen 6a ausgestattet, die zwecks der Regelung der Endtemperatur T des erzeugten heißen Gases angeordnet werden, um dasselbe mit einem verdampften Medium 4a, wie z. B. Wasserdampf oder ähnlichem, das im Flüssigkeitsraum 1, der zumindest teilweise beispielsweise durch Umgeben des Erhitzungsraums 2 und/oder der Abflussanordnung 5 in Verbindung mit dem heißen Gas 3 steht, verdampft wurde, zu vermischen.

In Fig. 1 wird das Prinzip einer besonders vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, in dem das eigentliche Verbrennungsgasrohr 5c der Abflussanordnung mittels eines separaten Rohrs in Beziehung zur Struktur des Rauchrohrs 2 geleitet wird, in die auch Wasserdampf 4a, der im Flüssigkeitsraum 1, der mit dem Rauchrohr 2 in Verbindung steht, erzeugt wird, mittels eines separaten Strömungsrohrs 6a1 geleitet wird. Die in Fig. 2 dargestellte Lösung unterscheidet sich von der obigen nur in der Hinsicht, dass auch ein Steigeteil 5e des eigentlichen Verbrennungsgasrohrs innerhalb desselben Wasserraums 1 platziert wird wie das Rauchrohr 2. Außerdem unterscheidet sich die in Fig. 3 dargestellte Lösung von den obigen in der Hinsicht, dass hier auch der Mischpunkt 5b in demselben Gehäuse V integriert ist.

Alle Lösungen, die in Fig. 1-3 dargestellt werden, haben gemeinsam, dass beispielsweise Wasser 4b mit dem erzeugten heißen Verbrennungsgas 3, das z. B. in einer Feuerstelle vorteilhaft erzeugt wird, mit Hilfe sekundärer Mischelemente 6b in einem Mischraum 5a, der sich vorteilhaft am Beginn des Verbrennungsgasrohrs 5 befindet, vermischt wird, um die Endtemperatur T des erzeugten heißen Verbrennungsgases 3 vorteilhaft mittels des in Fig. 1 dargestellten Prinzips unter Verwendung einer Datenverarbeitungseinheit 7, wie z. B. einem Mikroprozessor oder ähnlichem, zu regeln, indem die Menge des Wassers 4b, das mit Hilfe von Reglerelementen 8 und eines Temperaturfühlers, der die Temperatur des Verbrennungsgases 3 überwacht, geregelt wird. In diesem Fall wird die Endtemperatur T des Verbrennungsgases 3 nach Einsetzen der Verdampfung im Flüssigkeitsraum 1 so geregelt, indem Wasserdampf 4a mit Hilfe erster Mischelemente 6a zur Abflussanordnung 5 geleitet wird. Dies erfolgt vorteilhaft in der Art, dass die Menge des durch die sekundären Mischelemente 6b eingespeisten Wassers 4b entsprechend dem obigen Prinzip kontinuierlich innerhalb des gesamten gewünschten Temperaturbereichs mit Hilfe der Datenverarbeitungseinheit 7, der Reglerelemente 8 und der Messelemente 9 eingeschränkt wird.

Weiterhin werden in einer vorteilhaften Ausführung oder oben dargestellten Lösungen die ersten Mischelemente 6a so angeordnet, dass sie den Strömungsraum 6a1, der den Wasserdampf 4a leitet, und den Strömungsraum 5c, der das Verbrennungsgas 3 leitet, in einem Mischpunkt 5b oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche np des Flüssigkeitsraums 1 verbinden.

Weiterhin wird in einer vorteilhaften Ausführung die Mischung des Wasserdampfs 4a mit dem Verbrennungsgas 3, das den Strömungsraum 5c durchfließt, effektiver gestaltet, indem der Strömungsraum 6a1, der den Wasserdampf leitet, und/oder der Strömungsraum 5c, der das Verbrennungsgas 3 leitet, eingeengt wird. Anhand der insbesondere in Fig. 3 dargestellten Lösung wird die Mischung des Wasserdampfs 4a effektiver gestaltet, indem sowohl der Strömungsraum 6al, der den Wasserdampf leitet, als auch der Strömungsraum 5c, der das Verbrennungsgas 3 leitet, im Wesentlichen im Mischpunkt 5b, der die besagten verbindet, eingeengt wird, insbesondere um einen sogenannten Ejektoreffekt zu erzielen, der die Mischung des Wasserdampfs weiterhin noch effektiver gestaltet. Auf diese Weise wird bekräftigt, dass sich das Verbrennungsgas und das in dieses durch Sprühen eingespeiste Wasser 4b sehr effektiv vermischen, bevor der im Wasserraum 1 erzeugte Wasserdampf 4a in das Verbrennungsgas eingespeist wird. Dies ist sehr bedeutungsvoll insbesondere in Bezug auf die Genauigkeit des Kontrollprozesses.

Die oben beschriebenen Lösungstypen funktionieren im Prinzip derart, dass die Erzeugung von heißem Gas 3 in einer Phase beginnen kann, wenn die Flüssigkeitsoberfläche np des Wasserbehälters 1 über dem Rauchrohr 2 liegt. Wenn die Brennvorrichtung (die nicht dargestellt wird) anläuft, fließt das heiße trockene Verbrennungsgas 3 zur Abflussöffnung A des Rauchrohres 2. Das einzusprühende Wasser 4b wird gleichzeitig zum Kontrollventil 8 und weiter zur Sprühdüse geleitet, die einen Wassernebel im Abflussrohr 5a verursacht, in dem sich die heißen Verbrennungsgase 3 mit dem Wassernebel vermischen und den Wassernebel zu heißem Gas auf beispielsweise etwa 500ºC erwärmen. Das Verbrennungsgas, das mit dem Wasser vermischt wird, fließt zum steigenden Abflussrohr 5c, das vorteilhaft wie oben dargestellt mit Turbulenzmitteln 6b1 ausgestattet ist, die die Mischung des Wassergases mit den Verbrennungsgasen weiterhin effektiver gestalten. Das Temperaturfühlerorgan 9 steuert das Kontrollventil 8 mit Hilfe von Automation 7 derart, dass die Endtemperatur des heißen Gases im Abflussrohr auf ihrem Sollwert verbleibt.

Wenn die Wasseroberfläche np des Wasserbehälters 1 die dem Druck entsprechende Verdampfungstemperatur erreicht, beginnt sich der Dampfraum 1' über dem Wasserraum 1 mit Wasserdampf 4a zu füllen. Wenn der Dampfdruck höher ansteigt als der Druck des heißen Gases 3 im Abflussrohr 5c, beginnt der Wasserdampf 4a aus dem Dampfrohr 6a1 zum Abflussrohr des heißen Gases zu fließen (z. B. Fig. 1 und 2). Wenn die Endtemperatur des heißen Gases z. B. 500ºC beträgt, verringert der Wasserdampf 4a die Endtemperatur des heißen Gases, in welchem Fall das Temperaturfühlerorgan 9 das Wasserkontrollventil 8 dazu bringt, mittels der Automation 7 derart zu sprühen, dass sich die Menge des zur Düse geleiteten Sprühwassers 4b verringert, bis die Endtemperatur T des heißen Gases 3 ihren Sollwert erreicht hat. In diesem Zusammenhang wird die Bemessung der Wärmeübertragungsoberflächen des Rauchrohrs 2 oder ähnlichen so ausgeführt, dass das Sprühen des Wassers 4b in das Abflussrohr 5a kontinuierlich erfolgen kann.

Wenn der Wasserstand np sinkt, wenn der Wasserdampf 4a zum Dampfrohr 6a1 oder direkt zum Abflussrohr (Fig. 3) abfließt, steuert das Kontrollfühlerorgan 10 des Wasserstandes das Füllventil 11 derart, dass Füllwasser in den Wasserbehälter 1 fließt und der Wasserstand np die Sollhöhe der Kontrolloberfläche erreicht. Wenn der Wasserstand np unter eine sogenannte Trockenlaufgrenze absinkt, wird die Brennervorrichtung von der Automation 7 gestoppt. Der Wasserbehälter 1 ist mit Sicherheitsgeräten ausgestattet, die denselben bei Bedarf z. B. mittels Sicherheitsventilen oder anderen entsprechenden Hilfsmitteln vor Überdruck schützen. Die Regelung der Verbrennungsluft des Brenners kann auch mit einem Sicherheitsventil ausgestattet werden, dessen Öffnungsdruck über dem maximalen Betriebsdruck des Prozesses eingestellt wird. Auf diese Sicherheitsventile wurde in den dargestellten Richtzeichnungen nicht detailliert eingegangen.

Es besteht die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung auch derart auszuführen, dass sich der Wasserraum nur in Verbindung mit dem Verbrennungsgasrohr befindet. Ein Vorteil dieser Rauchrohranordnung, die von einem Wasserraum umgeben ist, ist, dass es auf diese Weise möglich ist, aufgrund niedriger Oberflächentemperaturen sehr gewöhnliche Herstellungsmaterialien zu verwenden. Es ist außerdem klar, dass der Heizungsraum keine Feuerstelle sein muss, sondern dass auch andere Arten der Wärmeerzeugung zur Anwendung kommen können, z. B. elektrische Widerstände usw.. Ebenso kann z. B. ein Wärmeerzeugungsprozess als Heizungsraum fungieren.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Erzeugung eines heißen Gases, wobei mit Hilfe eines in Verbindung mit einem Flüssigkeitsraum (1) stehenden Erhitzungsraums (2), wie z. B. einer Feuerstelle oder ähnlichem, der besonders Verbrennung nutzt, ein heißes Gas (3) erzeugt wird, wie z. B. Rauchgas, wobei mit dem heißen Gas zunächst ein Medium in flüssiger Form (4b), wie z. B. Wasser oder ähnliches, mit Hilfe sekundärer Mischelemente (6b) vorzugsweise nach dem Erhitzungsraum (2) in Strömungsrichtung (s) des heißen Gases gesehen, wie z. B. in einem Mischraum (5a), der in Verbindung mit einer mit dem Erhitzungsraum (2) verbundenen Abflussanordnung (5) steht, vermischt wird, zumindest um die Endtemperatur (T) des erzeugten heißen Gases (3) mit Hilfe einer Datenverarbeitungseinheit (7), wie z. B. einem. Mikroprozessor oder ähnlichem, zu regeln, indem die Menge des in flüssiger Form einzuspeisenden Mediums (4b) mit Hilfe von Reglerelementen (8), wie z. B. einer Ventilanordnung oder ähnlichem, und mit Hilfe von Messelementen (9), die den Zustand des heißen Gases (3) überwachen, wie z. B. Temperaturfühler oder ähnlichen, geregelt wird, wobei die Endtemperatur (T) des erzeugten heißen Gases (3) geregelt wird, nachdem das Verdampfen aus dem Flüssigkeitsraum (1), der den Erhitzungsraum (2) und/oder die Abflussanordnung (5) umgibt, eingesetzt hat, indem das verdampfte Medium (4a), wie z. B. Wasserdampf oder ähnliches, mit Hilfe der ersten Mischelemente (6a) an einem über der Flüssigkeitsoberfläche (np) des Flüssigkeitsraums (1) liegenden Mischpunkt (5b) zur Abflussanordnung (5) geleitet wird und indem die Menge des besagten Mediums (4b) geregelt wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung des verdampften Mediums (4a) mit dem heißen Gas (3), das durch einen Strömungsraum (5c), wie z. B. durch einen oder mehrere Rohre, Kanäle oder ähnliche der Abflussanordnung (5), fließt, effektiver gestaltet wird, indem der Strömungsraum (6a1), der das Medium leitet, und/oder der Strömungsraum (5c), der das heiße Gas (3) leitet, vorzugsweise im Wesentlichen im Zusammenhang mit dem Mischpunkt (5b), der die besagten verbindet, eingeengt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung des verdampften Mediums (4a) mit, dem heißen Gas (3), das durch einen Strömungsraum (5c), wie z. B. durch ein oder mehrere Rohre, Kanäle oder ähnliche der Abflussanordnung (5), fließt, durch Turbulenzmittel (6b1), die zumindest vor dem Mischpunkt (5b) im Strömungsraum (5c), der heißes Gas (3) leitet, platziert werden, effektiver gestaltet wird.

4. Gerät zur Erzeugung eines heißen Gases, wobei mit Hilfe eines in Verbindung mit einem Flüssigkeitsraum (1) stehenden Erhitzungsraums (2), wie z. B. einer Feuerstelle oder ähnlichem, der besonders Verbrennung nutzt, ein heißes Gas (3) erzeugt wird, wie z. B. Rauchgas, wobei mit dem heißen Gas zunächst ein Medium in flüssiger Form (4b), wie z. B. Wasser oder ähnliches, mit Hilfe sekundärer Mischelemente (6b) vorzugsweise nach dem Erhitzungsraum (2) in Strömungsrichtung (s) des heißen Gases gesehen, wie z. B. in einem Mischraum (5a), der in Verbindung mit einer mit dem Erhitzungsraum (2) verbundenen Abflussanordnung (5) steht, vermischt wird, zumindest um die Endtemperatur (T) des erzeugten heißen Gases (3) mit Hilfe einer Datenverarbeitungseinheit (7), wie z. B. einem Mikroprozessor oder ähnlichem, zu regeln, indem die Menge des in flüssiger Form einzuspeisenden Mediums (4b) mit Hilfe von Reglerelementen (8), wie z. B. einer Ventilanordnung oder ähnlichem, und mit Hilfe von Messelementen (9), die den Zustand des heißen Gases (3) überwachen, wie z. B. Temperaturfühler oder ähnlichen, geregelt wird, wobei die Endtemperatur (T) des erzeugten heißen Gases (3) geregelt wird, nachdem das Verdampfen aus dem Flüssigkeitsraum (1), der den Erhitzungsraum (2) und/oder die Abflussanordnung (5) umgibt, eingesetzt hat, indem das verdampfte Medium (4a), wie z. B. Wasserdampf oder ähnliches, mit Hilfe der ersten Mischelemente (6a) an einem über der Flüssigkeitsoberfläche (np) des Flüssigkeitsraums (1) liegenden Mischpunkt (5b) zur Abflussanordnung (5) geleitet wird und indem die Menge des besagten Mediums (4b) geregelt wird.

5. Gerät nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mischelemente (6a) den das verdampfte Medium (4a) leitenden Strömungsraum (6c1) und den das heiße Gas (3) leitenden Strömungsraum (5c) der Abflussanordnung in einem Mischpunkt (5b) oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche (np) des Flüssigkeitsraums (1) verbinden.

6. Gerät nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung des verdampften Mediums (4a) mit dem heißen Gas (3), das durch einen Strömungsraum (5c), wie z. B. durch ein oder mehrere Rohre, Kanäle oder ähnliche der Abflussanordnung. (5), fließt, effektiver gestaltet wird, indem der Strömungsraum (6a1), der das Medium leitet, und/oder der Strömungsraum (5c), der das heiße Gas (3) leitet, eingeengt wird.

7. Gerät nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung des verdampften Mediums (4a) mit dem heißen Gas (3) effektiver gestaltet wird, indem der Strömungsraum (6a1), der das Medium leitet, und/oder der Strömungsraum (5c), der das heiße Gas (3) leitet, im Wesentlichen im Zusammenhang mit dem Mischpunkt (5b), der die besagten verbindet, eingeengt wird, insbesondere um einem sogenannten Ejektoreffekt zu erzielen.

8. Gerät nach einem der oben genannten Patentansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung des verdampften Mediums (4a) mit dem heißen Gas (3), das durch einen Strömungsraum (5c), wie z. B. durch ein oder mehrere Rohre, Kanäle oder ähnliche der Abflussanordnung (5), fließt, durch Turbulenzmittel (6b1), die zumindest vor dem Mischpunkt (5b) im Strömungsraum (5c), der heißes Gas (3) leitet, platziert werden, effektiver gestaltet wird.







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