Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen. Dabei zeigt:

1a einen ersten Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dampferzeugers;

1b einen zweiten Längsschnitt der in 1a gezeigten ersten Ausführungsform, um 90° zum ersten Längsschnitt der 1a gedreht;

2a, 2b, 2c und 2d jeweils einen Querschnitt mit unterschiedlichen Verbindungsabschnitten zwischen den Rohren zum Dampfauslass und dem Brennerschacht eines Dampferzeugers der 1a und 1b;

3a einen ersten Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dampferzeugers;

3b einen zweiten Längsschnitt der in 3a gezeigten zweiten Ausführungsform, um 90° zum ersten Längsschnitt der 3a gedreht;

3c einen Querschnitt im Bereich des Verbindungsabschnitts des Dampferzeugers der 3a und 3b;

4a einen ersten Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dampferzeugers;

4b einen Querschnitt im Bereich des Verbindungsabschnitts des Dampferzeugers der 4a;

5 einen Längsschnitt durch eine Wand eines Rohres zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Dampferzeuger; und

6a, 6b, 6c und 6d jeweils einen ersten Längsschnitt durch verschiedene Entkalkungseinrichtungen, jeweils für einen erfindungsgemäßen Dampferzeugers gemäß 1a und 1b.

Bei einer ersten Ausführungsform gemäß den 1a und 1b weist ein erfindungsgemäßer Dampferzeuger 1 einen zumindest teilweise mit Wasser füllbaren Wasserkessel mit einem Außenmantel 2 auf, in dem sich drei Rohre 4a, 4b, 4c von einem Verbindungsabschnitt 6 vorbei an einem Auslass 10 erstrecken, über den Dampf aus dem Wasserkessel entnommen werden kann. In dem Außenmantel 2 verläuft ferner ein Brennerschacht 12, in dem sich die Flammen und die Abgase eines Gasbrenners (nicht dargestellt) ausbreiten können. Diese Abgase werden über den Verbindungsabschnitt 6 in die Rohre 4a, 4b, 4c zu einem Abzug (nicht dargestellt) geleitet. In einem Wärmetauschabschnitt 18 findet dabei über die Wände der Rohre 4a, 4b, 4c ein Wärmeaustausch zwischen den Abgasen und dem Wasser in dem Wasserkessel statt. Jedes Rohr 4a, 4b, 4c öffnet sich jeweils einzeln in eine Öffnung 8a, 8b, 8c an der den Rohren 4a, 4b, 4c zugewandten, im Wesentlichen vertikal im Wasserkessel verlaufenden Wand des Verbindungsabschnitt 6 und krümmt sich stromabwärts des Verbindungsabschnitts 6 in die gleiche Richtung, in der sich der Brennerschacht 12 erstreckt, so dass der Brennerschacht 12 und die Rohre 4a, 4b, 4c teilweise parallel verlaufen. Dadurch wird eine Richtungsumkehr der Abgase erzwungen, und zwar teilweise im Verbindungsabschnitt 6 und teilweise in den Rohren 4a, 4b, 4c. Die Verbindung zwischen den Rohren 4a, 4b, 4c und dem Brennerschacht 12 ist somit auf individuelle Öffnungen 8a, 8b, 8c besagter, vertikal verlaufender Wand des Verbindungsabschnitts 6 beschränkt, so dass die horizontal verlaufende Fläche des Verbindungsabschnitts 6 im Wasserkessel, auf der sich Kalk absetzen kann, im Vergleich zum Stand der Technik, insbesondere gegeben durch die DE 197 08 229 C2 oder die CH 449 655, erheblich reduziert ist.

Die 2a bis 2d zeigen verschiedene Ausführungsformen des Verbindungsabschnittes 6. In 2a hat der mit dem Brennerschacht 12 verbundene Verbindungsabschnittes 6 eine quaderförmige Gestalt. In 2b ist ein quaderförmiger Verbindungsabschnittes 6 mit abgeflachten Ecken dargestellt. In 2c ist der Verbindungsabschnitt 6 auf der den Rohren 4a, 4b, 4c gegenüberliegenden Seite abgerundet. Gemäß 2d hat der Verbindungsabschnitt 6 im Wesentlichen die gleiche zylindrische Form wie der Brennerschacht 12, so dass horizontale Verbindungsflächen zwischen dem Brennerschacht 12 und dem Verbindungsschnitt 6 auf ein Minimum reduziert sind. Jede Abrundung führt dabei zu einer weiteren Reduktion der horizontal verlaufenden Fläche im Wasserkessel, auf der sich Kalk ablagern kann.

Die 3a bis 3c zeigen eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dampferzeugers 1, bei dem die Richtungsumkehr der Abgase bzw. des Heißluftstromes vollständig in den Rohren 4a, 4b, 4c innerhalb des Wärmetauschabschnitts 18 in dem Außenmantel 2 mit dem Auslass 10 durch eine U-förmige Biegung der Rohre 4a, 4b, 4c bewerkstelligt wird. Der Verbindungsabschnitt 6 ist dabei als Boden des Brennerschachts 12 ausgebildet, so dass durch Öffnungen 8a, 8b, 8c im Boden des Verbindungsabschnitts 6 die heißen Abgase aus dem Brennerschacht 12 direkt in die Rohre 4a, 4b, 4c strömen. Dadurch befinden am Verbindungsabschnitt 6 keine horizontal verlaufenden Verbindungsflächen, auf denen sich der Kalk absetzen könnte. Entsprechende Flächen sind auch durch die Rohre 4a, 4b, 4c kaum gegeben.

In den 4a und 4b ist eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dampferzeugers 1 zu sehen. Besonders ist bei dieser Ausführungsform, dass aus jeder Öffnung 8a, 8b, 8c des Verbindungsabschnitt 6 Abgase bzw. heiße Luft aus dem Brennerschacht 12 in einen Doppelabzug 14a, 14b, 14c eintreten, in dem sich der Luftstrom jeweils in ein erstes Rohr 4a, 4b, 4c und ein zweites Rohr 16a, 16b, 16c aufteilt.

5 zeigt eine spezielle Ausgestaltung eines Rohres 100, sei es eines ersten oder eines zweiten Rohres, zur Verbesserung seiner Funktion als Wärmeaustauschrohr. Auf beiden Seiten der Wand des Rohres 100 sind regelmäßige Vertiefungen 103, 103' ausgebildet. Diese Vertiefungen haben vorzugsweise eine längere Seitenkante 101, 101' sowie und eine kürzere Seitenkante 102, 102' und sind auf beiden Seiten der Wand so angeordnet, dass die tiefsten Punkte der Vertiefungen 103, 103' sich nicht direkt gegenüberliegen. Vorzugsweise liegt einer kürzeren Seitenkante 102, 102' eine längere Seitenkante 101, 101' gegenüber. Durch die Vertiefungen 103, 103' kommt es sowohl zu Komprimierungen im Bereich von Verengungen des Rohres 100 als auch Entspannungen im Bereich von Erweiterungen des Rohres 100, so dass die Abgase turbulent das Rohr 10 durchströmen. Die Versetzung der Vertiefungen 103, 103' auf beiden Seiten der Wand des Rohres 100 führt zu Verwirbelungen, die insbesondere bewirken, dass die Abgase, die bei Verwendung von normalen geraden Rohren unbenutzt in der Mitte der Rohre zum Abzug strömt, auch zum Wärmeübertrag genutzt wird. Durch die Formgebung gemäß 5 kann somit ein sehr guter und effizienter Wärmeübertrag erreicht werden.

In 6a ist ein Dampferzeuger 1 gemäß den 1a und 1b mit einer ersten Entkalkungsvorrichtung dargestellt. Frischwasser gelangt dabei von einem Frischwasserzulauf 28 über einen Pumpendruckschlauch 27, eine Ausschwemmpumpe 26 und einen Pumpenanschluss 25 durch eine Bodenöffnung 23 in den Außenmantel 2 des Dampferzeugers 1. Eine hier nicht dargestellte elektronische Steuerschaltung überwacht die Nutzungsdauer des Dampferzeugers 1 und/oder das Einschalten desselben und führt eine Abfrage eines Temperatursensors (nicht dargestellt) durch. Wenn der von dem Temperatursensor erfasste Temperaturwert ergibt, dass der Brenner nicht betrieben wird, wird die Ausschwemmpumpe 26 betätigt, unter Ausschluss einer Frischwasserzufuhr über den Frischwasserzulauf 28, jedoch gleichzeitiger Freigabe eines Wasserflusses über einen Ausschwemmzufluss 21, welcher in Bodennähe an der Wand des Wasserkessels diametral gegenüber der Ausschwemmpumpe 26 angeordnet ist.

Der Ausschwemmzufluss 21 kann eine Spüldüse 22 aufweisen, wodurch eine Erhöhung der Ausschwemmgeschwindigkeit des Wassers bewirkt wird. Die Steuerung des Ausschwemmzuflusses 21 kann beispielsweise über ein Spülmagnetventil erfolgen. Der auf dem Boden des Dampferzeugers 1 liegende Kalk wird zum größten Teil vom Strahl aus der Spüldüse 22 durch die Ausschwemmpumpe 26 zu einer Bodenöffnung 23 zwangsbefördert und in den Pumpenanschluss 25 geleitet. Die Ausschwemmpumpe 26 fördert kalkpartikelhaltige Wasser über den Pumpendruckschlauch 27 zum Geräteabfluss 29 eines nicht dargestellten Gerätes. An der tiefsten Stelle des Pumpenanschlusses 25 ist zudem eine Notablassöffnung 24 vorgesehen, welche ein Ablassen von Wasser erlaubt, wenn die Ausschwemmpumpe 26 versagen sollte. Bei dieser Ausführungsform wird der Wartungsaufwand für den Dampferzeuger 1 minimiert und ebenfalls die erforderlichen Tätigkeiten des Anwenders, da der Reinigungsvorgang vollautomatisch abläuft. Aufgrund der Minimierung der Flächen im Dampferzeuger 1, auf denen sich Kalk ablagern kann, wird des Weiteren der Wartungsaufwand reduziert und die Haltbarkeit erhöht.

In 6b ist ebenfalls ein erfindungsgemäßer Dampferzeuger 1 gemäß den 1a und 1b mit einer Enkalkungsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Nahe dem Boden des in 6b dargestellten Dampferzeugers 1 ist wieder eine Ausschwemmpumpe 26, vorzugsweise in Form einer elektrisch betätigbaren Kreiselpumpe, angeordnet, die im Ruhezustand eine offene Strömungsverbindung zwischen dem sich im Wasserkessel bzw. innerhalb des Außenmantels 2 befindlichen Wasser und einem nicht gezeigten Wasserzulauf, der seinerseits oberhalb des Niveaus des im Wasserkessel befindlichen Wassers mit der Atmosphäre kommuniziert, herstellt. An der der Ausschwemmpumpe 26 diametral gegenüberliegenden Seite des Außenmantels 2 des Dampferzeugers 1 befindet sich wieder ein Ausschwemmzufluss 21, der in einer weiter unten noch beschriebenen Weise gemeinsam mit der Ausschwemmpumpe 26 betätigbar ist. In besonders vorteilhafter Weise ist der Boden des Dampferzeugers 1 von dem Ausschwemmzufluss 21 zur Ausschwemmpumpe 26 hin geneigt, wodurch gewährleistet werden kann, dass sich abplatzende Kalkpartikel, etc. vorzugsweise im Strömungsweg zwischen dem Ausschwemmzufluss 21 und der Ausschwemmpumpe 26 nahe letzterer ansammeln. Im Nichtbetriebszustand des Dampferzeugers 1, wenn also kein Dampf zum Garen in dem angeschlossenen Gargerät benötigt wird, springt in einstellbaren Intervallen unter gleichzeitigem Öffnen der Wasserzuführung durch den Ausschwemmzufluss 21 hindurch die Ausschwemmpumpe 26 an, wodurch, unter Erzeugung einer kräftigen Wasserströmung am Boden des Dampferzeugers 1, die auf dem Boden in Folge thermischer Wechselbeanspruchung, etc. durch Abplatzungen und dergleichen angesammelten Kalkpartikel zuverlässig ausgeschwemmt werden. Die Länge der Intervalle zwischen den einzelnen Entkalkungsvorgängen sowie ggf. auch die Länge der einzelnen Ausschwemmvorgänge sind vorgebbar, und zwar in Abhängigkeit von der abgelaufenen Betriebsdauer und Temperatur in dem Dampferzeugers 1.

6c zeigt einen erfindungsgemäßen Dampferzeuger 1 gemäß den 1a und 1b mit einer integrierten Dampfpumpe 30 als Teil einer dritten Entkalkungsvorrichtung. Die Dampfpumpe 30 besteht aus einem im Wesentlichen zylinderförmigen Kessel, wobei eine Wand der Dampfpumpe 30 von wenigstens einem Teil der Wand des Außenmantels 2 des Dampferzeugers 1 gebildet wird und eine Trennwand 33 zwischen dem Außenmantel 2 und der Dampfpumpe 30 darstellt. Die Trennwand 33 weist am oberen Ende eine Dampfverbindung 31, die sich über dem Niveau des Wassers im Außenmantel 2 befindet, und am unteren Ende eine Wasserverbindung 32 auf. Die Wasserverbindung 32 ist nahe am Boden des Außenmantels 2 angeordnet. Über die Verbindungen 31 und 32 stehen die Dampfpumpe 30 und der Außenmantel 2 in Verbindung. Unterhalb der Dampfpumpe 30 ist ein Sedimentbehälter 36 vorgesehen, dessen Öffnungsverhältnisse sich über die gesamte Bodenfläche der Dampfpumpe 30 erstreckt. Der Sedimentbehälter 36 wird über die Wasserverbindung 32 vollständig mit Wasser aus dem Außenmantel 2 gefüllt, und die Dampfpumpe 30 wird mit Wasser gefüllt, so dass der Wasserstand wie im Außenmantel 2 vorliegt. Im oberen Bereich der Dampfpumpe 30 ist eine Kühleinrichtung 37 vorgesehen. Diese Kühleinrichtung 37 kann ein Flächenkühler mit einem von der Dampfpumpe 30 getrennten Kühlkreislauf sein, oder, wie hier dargestellt, ein direkter Wasserkühler mit Zufuhr von Kaltwasser über einen Frischwasserzulauf 34 direkt in den oberen Raum der Dampfpumpe 30 sein. Die Zufuhr von Frischwasser oder Kaltwasser wird durch ein Ventil 35 gesteuert. Wenn nun Kaltwasser in die Dampfpumpe eingeführt wird, implodiert der Dampf im oberen Bereich der Dampfpumpe 30 und erzeugt einen Unterdruck, wodurch das Wasser und der Dampf aus dem Dampferzeuger 1 in die Dampfpumpe 30 gesaugt werden. Durch die so entstehende Strömung werden auch die im Wasser des Dampferzeugers 1 sich befindlichen Partikel mitgerissen und im Sedimentbehälter 36 abgefangen und gesammelt. Das in die Dampfpumpe 30 eingeleitete Frischwasser vermischt sich weiterhin mit dem Wasser der Dampfpumpe 30 und kühlt dieses ab, so dass eine überdickte Kalklösung in der Dampfpumpe 30 entsteht. Dabei kommt es zu einer intensiven Bildung von Kalkpartikeln bereits in der Dampfpumpe 30. Durch den Druckausgleich im oberen Bereich der Dampfpumpe 30 strömt Wasser aus der Dampfpumpe 30 über die Wasserverbindung 32 in den Außenmantel 2 des Dampferzeugers 1 hinein, wobei die im Wasser befindlichen Kalkpartikeln in dem Sedimentbehälter 36 abgelagert werden, so dass ein Großteil des ihm zugeleiteten Wasser enthaltenden Kalkes überhaupt nicht in den Dampferzeuger 1 gelangt. Das aus dem Dampferzeuger 1 in die Dampfpumpe 30 strömende Wasser hat auf die Seitenwände und die Bodenflächen des Dampferzeugers 1, nämlich des Außenmantels 2, der Rohre 4a, 4b, 4c, des Verbindungsabschnitts 23 und des Brennerschachts 5, eine erosive Wirkung, wodurch dort angelagerte Kalkreste, etc. abgetragen werden. Da der Sedimentbehälter 36 die gesamte Bodenfläche der Dampfpumpe 30 umfasst, wird sichergestellt, dass der größte Teil der in der Dampfpumpe 30 gelangten Kalkpartikeln in dem Sedimentbehälter 36 abfällt.

6d zeigt einen erfindungsgemäßen Dampferzeuger 1 gemäß den 1a und 1b mit einer Enkalkungsvorrichtung, umfassend eine separat ausgebildete Dampfpumpe 30. Die Dampfpumpe 30 kommuniziert über eine Wasserverbindung 32 und eine Dampfverbindung 31, die beide als Rohre oder dergleichen ausgestaltet sind, mit dem vom Außenmantel 2 begrenzten Wasserkessel. Der Raum zwischen dem Außenmantel 2 des Dampferzeugers 1 und der Dampfpumpe 30 kann mit einem isolierenden Material ausgefüllt sein. Durch die getrennte Anordnung von Dampferzeuger 1 und Dampfpumpe 30 wird gewährleistet, dass eine gute thermische Trennung zwischen den beiden Aggregaten besteht, was den durch die Kühlung zu erzielenden Effekt begünstigt. Die Dampfpumpe 30 umfasst dabei einen im Wesentlichen zylindrischen Körper, der den selben Wasserstand hat wie der Dampferzeuger 1, also innerhalb des Außenmantels 2. Im oberen Bereich der Dampfpumpe 30 ist wiederum ein Frischwasserzulauf 34 für Kaltwasser vorgesehen, der über ein Ventil 35 gesteuert wird. Funktionsablauf und Wirkungsweise entsprechen der Ausführungsform nach 6c.

Die in der voranstehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.