Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE20007262U1 - Dampfinjektor - Google Patents

Dampfinjektor

Info

Publication number
DE20007262U1
DE20007262U1 DE20007262U DE20007262U DE20007262U1 DE 20007262 U1 DE20007262 U1 DE 20007262U1 DE 20007262 U DE20007262 U DE 20007262U DE 20007262 U DE20007262 U DE 20007262U DE 20007262 U1 DE20007262 U1 DE 20007262U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steam
water
housing
tube
inlet opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE20007262U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Petrick & Wolf Energietechnik
Original Assignee
Petrick & Wolf Energietechnik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Petrick & Wolf Energietechnik filed Critical Petrick & Wolf Energietechnik
Priority to DE20007262U priority Critical patent/DE20007262U1/de
Publication of DE20007262U1 publication Critical patent/DE20007262U1/de
Priority to AU2001273951A priority patent/AU2001273951A1/en
Priority to PCT/EP2001/004424 priority patent/WO2001081832A1/de
Priority to EP01940343A priority patent/EP1277014A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105—Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312—Diffusers
    • B01F23/23123—Diffusers consisting of rigid porous or perforated material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D10/00—District heating systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105—Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312—Diffusers
    • B01F23/23126—Diffusers characterised by the shape of the diffuser element
    • B01F23/231265—Diffusers characterised by the shape of the diffuser element being tubes, tubular elements, cylindrical elements or set of tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • B01F23/2321—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by moving liquid and gas in counter current
    • B01F23/23211—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by moving liquid and gas in counter current the liquid flowing in a thin film to absorb the gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/2366—Parts; Accessories
    • B01F23/2368—Mixing receptacles, e.g. tanks, vessels or reactors, being completely closed, e.g. hermetically closed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/237—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
    • B01F23/2376—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media characterised by the gas being introduced
    • B01F23/23767—Introducing steam or damp in liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/29—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • B01F2035/99—Heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D1/00—Steam central heating systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/17—District heating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Description

· &phgr;
&tgr;·
Dampfinjektor
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Injektieren von Dampf in strömendes Wasser zum Zwecke des Erhitzens des Wassers. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen solchen Injektor, wie er im Zusammenhang mit einem Verfahren gemäß deutschem Patent 44 32 464 zum Einsatz kommt, welches ein Verfahren zum Erhitzen von Heiz- bzw. Brauchwasser mittels Dampf aus dem Dampfnetz einer Fernleitung offenbart, bei dem der Dampf in im Kreislauf befindliches, aufzuheizendes Wasser injektiert wird, wobei die in das Wasser zu injektierende Dampfmenge durch (außen-)temperatur-geregeltes Abführen von Wasser bzw. Kondensat in die Kondensatleitung des Dampfnetzes gesteuert wird.
Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf einen solchen Injektor, wie er im Zusammenhang mit der Vorrichtung zum Injektieren von Dampf in strömendes Wasser mit der Vorrichtung zum Injektieren von Dampf in strömendes Wasser zum Zwecke des Erhitzen des Wassers gemäß eingetragenem deutschen Gebrauchsmuster Nr. 297 19 007.5 zum Einsatz kommt. Darin wird offenbart, dass in einer Vorrichtung Dampf in einem sogenannten Injektor in strömendes Wasser injektiert wird und durch die Übertragung der Verdampfungswärme dieses Wasser aufheizt. Bei dieser Vorrichtung wird der einströmende Dampf durch kleine Bohrungen eines Düsenrohrs geleitet, in denen eine verhältnismäßig hohe Strömungsgeschwindigkeit erzielt wird. Diese Geschwindigkeit wird genutzt, um den Dampf nach dem Austritt aus den Düsenbohrungen in einer Edelstahlgaze in kleine Dampfbläschen zu zerkleinern. Diese Zerkleinerung ist die Voraussetzung, dass eine Kondensation von Dampf in Wasser geräuscharm verlaufen kann. Die Herstellung des Düsenrohres mit einer Vielzahl von Bohrungen ist jedoch aufwändig und teuer.
Bei den bekannten Vorrichtungen zum Einführen von Dampf in Wasser ergeben sich in der Praxis schwerwiegende Probleme. Das Einleiten von Dampf in Wasser führt zu sogenannten Wasserschlägen, weil die Dampfblasen vom umgebenen
Wasser abgekühlt werden und durch die damit verbundene Änderung des Aggregatzustandes von Dampf auf Wasser eine schlagartige Volumenkontraktion erfolgt. Diese Wasserschläge stellen neben der Geräuschbelästigung aufgrund der entstehenden Druckwellen auch noch eine starke Materialbelastung dar und führen zu vorzeitigen Materialalterungen. Diese Probleme sollen mit der vorliegenden Erfindung vermieden werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Dampf in kleinsten Partikeln in strömendes Wasser einzuleiten und damit eine völlig geräuschlose Kondensation zu ermöglichen. Hierbei ist zu gewährleisten, dass die Mengenvariabilität von 0 bis 100 % stets eingehalten wird und der Druckabfall zwischen der Dampfleitung und dem aufzuheizenden Wasser anlagenspezifische Werte nicht überschreitet.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Injektieren von Dampf in strömendes Wasser vorgeschlagen mit einem im wesentlichen geschlossenen Gehäuse, einem Mischraum innerhalb des Gehäuses, in dem der Dampf mit dem zu erhitzenden Wasser vermischt wird, jeweils einer Wassereintrittsöffnung und einer Wasseraustrittsöffnung im Gehäuse, wobei das Wasser von der Wassereintrittsöffnung über den Mischraum zur Wasseraustrittsöffnung geführt ist, einem Dampfraum innerhalb des Gehäuses, einer Dampfeintrittsöffnung im Gehäuse, wobei der Dampf von der Dampfeintrittsöffnung in den Dampfraum geleitet wird, einer Trennwand zwischen Dampfraum und Mischraum, wobei in der Trennwand eine Vielzahl von Poren zum Durchtritt des Dampfes in den Mischraum ausgebildet sind, wobei bei entsprechender Wahl der Körnung die Porenweiten so ausgelegt sind, dass nur kleinste Dampfpartikel die Trennwand durchdringen, die unmittelbar beim Kontaktieren mit dem an der Wandungsoberfläche strömenden Wasser abgekühlt und kondensiert werden. Geräusche treten bei diesem Vorgang nicht auf.
Es hat sich gezeigt, dass ein solcher Aufbau geeignet ist, die störenden Wasserschlage und die damit verbundenen Geräusche und Vibrationen ganz zu unterdrücken. Durchdringt Dampf solche kleinen Querschnitte, wie sie auftreten, wenn ein Tubus aus Keramik oder Sintermetall gefertigt ist, treten an der
Materialoberfläche nur kleinste Dampfpartikel auf, die unmittelbar beim Kontaktieren mit dem an der Wandungsoberfläche strömenden Wasser abgekühlt und kondensiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Dampf neben der Wärmeübertragung auch die statische Druckerhaltung im Wassersystem gewährleistet, damit dort keinen örtlichen Ausdampfungen des Wassers auftreten können. Durchströmt der Dampf den Tubus, tritt ein Druckverlust auf, der den Dampfdruck mindert, der im Wasserraum zur Druckhaltung zur Verfügung steht. Eine Druckhaltung ist jedoch erforderlich, weil in der Regel die Temperaturen des erhitzten Wassers über 100 0C liegen können. Diese Temperaturen sind von verschiedenen objektspezifischen Kriterien abhängig und im Wesentlichen gekennzeichnet als:
Sättigungstemperatur gemäß Dampfdruck im unmittelbaren Kondensationsbereich an der Tubusoberfläche;
maximale Temperatur im Auslegungzustand entsprechend dem Verwendungszweck; und
Temperaturen im Regelbereich der Anlage.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben wird. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Anlage zum Erhitzen von Wasser mittels Dampf aus dem Dampfnetz einer Fernheizung, in der ein erfindungsgemäßer Injektor eingebaut ist, und
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines bevorzugten erfindungsgemäßen Injektors.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Einer insgesamt mit der Bezugsziffer 100 bezeichneten Kreislaufleitung für Heizwasser, die vollständig entlüftet ist, wird über einen erfindungsgemäßen Injektor 402 überhitzter Dampf aus einer Dampfleitung 110 eines Dampfnetzes einer Fernheizung zugeführt. An der Dampfleitung 110 sind vor dem Injektor 402 eine Absperrarmatur 104, ein Manometer 106 und ein Thermometer 108 angeordnet.
In Umlaufrichtung des in der Kreislaufleitung 100 befindlichen Wassers bzw. Kondensats gesehen (die Strömungsrichtung verläuft in der Darstellung gemäß Figur 1 im Uhrzeigersinn) nach dem Injektor 402 ist ein Entlüftungsventil 114 an der Kreislaufleitung angeordnet. Der sich hieran anschließende Leitungsabschnitt 118 der Kreislaufleitung kann als Vorlauf der Gebäudeheizung bezeichnet werden und an ihm sind nacheinander ein Thermostatschalter 120, ein Meßfühler 122, ein Druckschalter 124 und ein Sicherheitsventil 126 angeordnet.
Nach Durchströmen des erhitzten Heizwassers durch die nicht dargestellten Wärmeverbraucher (Heizkörper) kehrt das Heizwasser über den als Rücklauf zu bezeichnenden Leitungsabschnitt 128 zurück, wobei an diesem Leitungsabschnitt ein Manometer 130 und anschließend ein Entleerungsventil 132 angeordnet sind.
Das abgekühlte Heizwasser wird anschließend über eine Umwälzpumpe 134, eine Rückschlagklappe 136 und ein Drosselventil 138 zum Injektor 402 zurückgeführt.
Zwischen der Rückschlagklappe 136 und dem Drosselventil 138 zweigt die Kondensatleitung 112 ab, über die das Kondensat in das Femheiznetz rückgeleitet wird. In Strömungsrichtung des Kondensats gesehen sind in der Kondensatleitung 112 hintereinander eine Absperrarmatur 140, ein motorbetriebener Temperaturregler 142, ein Durchfluß-Differenzdruckregler 144, eine Rückschlagklappe 146 und eine weitere Absperrarmatur 148 angeordnet. Zwischen Rückschlagklappe 146 und Absperrarmatur 148 befindet sich ein Manometer 150.
Zwischen dem Leitungsabschnitt 128 und der Umwälzpumpe 134 ist ein Wärmemengenzähler 152 angeordnet, der in bekannter Weise mit je einem am Leitungs-
'mV™ "im · ·* ··
abschnitt 118 (Vorlauf) und 128 (Rücklauf) angebrachten Meßfühler 154 bzw. 156 zusammenarbeitet.
Mit der Bezugsziffer 158 ist ein zentrales Regel- bzw. Steuermodul bezeichnet, welches den Betrieb der Anlage in Abhängigkeit von der Außentemperatur, vgl. Außenfühler 160, steuert.
Während im Falle des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels der Dampf direkt in das Heizwasser eingespeist wird, können in alternativer Weise auch zwei 1.0 voneinander hydraulisch getrennte Kreisläufe vorgesehen sein, nämlich ein Kondensatkreislauf und ein Heizungskreislauf, wobei beide Kreisläufe durch einen zwischengeschalteten Wärmetauscher thermisch miteinander verbunden sind.
Wegen weiterer Details hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise der Anlage wird ausdrücklich auf das deutsche Patent 44 32 464 verwiesen.
Im folgenden wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Injektors in seinen Einzelheiten zeigt.
Vorausgeschickt sei, daß der erfindungsgemäße Injektor 402 in der Heizungsanlage in der in der Fig. 2 dargestellten Stellung eingebaut wird, also in aufrechter Stellung.
Der Injektor 402 umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 404 mit einer oberen Gehäusehälfte 406 und einer unteren Gehäusehälfte 408, wobei beide Gehäusehälften mittels Flanschen 410, 412 zusammengeflanscht sind. Das Gehäuse 404 weist einen im wesentlichen zylindrischen Hohlraum 414 auf und ist, mit Ausnahme der nachstehend beschriebenen Öffnungen, allseitig geschlossen. Am unteren Ende des Gehäuses 404 ist eine Wassereintrittsöffnung 416 definiert, die über den Rohrstutzen 418 an das Leitungsstück der Kreislaufleitung 100 aus Figur 1, das zum Drosselventil 138 führt, angeschlossen ist. In der oberen Gehäusehälfte 406 des Gehäuses 404 ist seitlich eine radial zur Mittelachse des Gehäuses
ausgebildete Wasseraustrittsöffnung 420 vorgesehen, die über einen Rohrstutzen 422 an das zum Entlüftungsventil 114 (Figur 1) führende Leitungsstück der Kreislaufleitung 100 angeschlossen ist. Die Öffnung 420 befindet sich im oberen Bereich des Gehäuses 404, ist jedoch, aus den weiter unten geschilderten Gründen, vom oberen Ende des Hohlraums 414 beabstandet.
Am oberen Ende des Gehäuses 404 ist eine Dampfeintrittsöffnung 424 ausgebildet, die über einen abgewinkelten Rohrstutzen 426 an die Dampfleitung 110 angeschlossen ist. Ein Dampfrohrabschnitt erstreckt sich von der Dampfeintrittsöffnung 424 nach unten und endet in einer Anschweißmuffe 428, die in Höhe der Teilungsebene zwischen oberer und unterer Gehäusehälfte 406 bzw. 408 endet.
Ein Tubus 430 wird dicht an die Anschweißmuffe 428 angeschlossen. Der zu beiden Seiten geöffnete, zylindrische Tubus 430 verläuft koaxial zur Achse des zylindrischen Hohlraums 414 des Gehäuses 404 und erstreckt sich bis nahe dem unteren Ende des Hohlraums 414 und weist einen Innendurchmesser dj und einen Aussendurchmesser da auf. Der zylindrische Tubus 430, der vorzugsweise aus Keramik oder Sintermetall besteht, weist eine Vielzahl von Poren 450 auf, die in Figur 2 als Punkte der gepunkteten Fläche dargestellt sind. Zum dichten Anschließen des Tubus 430 werden ein Gewindestück 452, Dichtungen 444, Unterlegscheiben 434, ein Gewindestab 448, der an einem Ende drei angeschweißte Pratzen 446 und am anderen Ende ein Gewinde aufweist, und eine Sechskantmutter 432 benötigt. Das Gewindestück 452 wird in die Anschweißmuffe 428 geschraubt. Der Gewindestab 448 verläuft koaxial zur Achse des zylindrischen Hohlraums 414 des Gehäuses 404, wobei die drei Pratzen 446 das Gewindestück 452 berühren, so dass der Gewindestab 448 fixiert ist. Zwischen dem Gewindestück 452 und dem zylindrischen Tubus 432 befindet sich eine kreisförmige Dichtung 444. Zwischen dem anderen geöffneten Ende des Tubus 430 und einer Unterlegscheibe 434 befindet sich ebenfalls ein kreisförmiger Dichtungsring 444. Zwischen dieser Unterlegscheibe 434 und einer weiteren Unterlegscheibe 434 befindet sich ein kreisförmiger Dichtungsring 444. Auf das Gewindestabende 448 mit Gewinde wird eine passende Sechskantmutter 432
aufgeschraubt, so dass durch Anziehen dieser Sechskantmutter 432 gewährleistet wird, dass der Dampfraum ausschließlich über die Poren 450 mit dem Mischraum 442 in Verbindung steht.
Als vorteilhafte Bauhöhe für den Tubus 430 haben sich 200 bis 500 mm bewährt.
Am oberen Ende des Gehäuses 404 ist ein Entlüftungsdom 436 ausgebildet, der durch den Hohlraum oberhalb der Wasseraustrittsöffnung 420 definiert ist. Der Klöpperboden des Entlüftungsdoms 436 ist mit einem Dampfentlüfter 438 versehen.
Die Durchflußmenge des zu beheizenden Wassers wird so groß gewählt, daß die Temperatur beim Wasseraustritt die Sättigungstemperatur deutlich unterschreitet.
Aus dem vorstehend beschriebenen Aufbau des erfindungsgemäßen Injektors ergibt sich, daß dieser einen zentralen zylindrischen Raum 440 umfaßt, über den der Dampf in das Gehäuse des Injektors eintritt, sowie einen den Raum 440 umgebenden ringförmigen Raum 442, der vom Raum 440 durch den Tubus 430 (und dessen nach oben zur Dampfeintrittsöffnung 424 führenden Verlängerung) abgetrennt ist, wobei beide Räume ausschließlich über die Poren 450 miteinander in Verbindung stehen.
Im Betrieb zirkuliert das Wasser mit einem konstanten oder variablen Mengenstrom von der Wassereintrittsöffnfung 416 über den Mischraum 442 zur Wasseraustrittsöffnung 420. Der Dampf tritt von der Dampfeintrittsöffnung 424 in den Dampfraum 440 ein und gelangt durch die Poren 450 hindurch in den Mischraum 442, wo er zum Zwecke des Aufheizens in das hierin strömende Wasser eingeleitet wird.
In den Injektor kann nur diejenige Dampfmenge einströmen, die der abströmenden Wassermenge entspricht. Die Abströmung des Wasser erfolgt geregelt durch den
• *
• ·
Temperaturregler 142 in der Kondensatleitung 112, so daß dampfseitig keine Regelarmatur für die Dampfmenge eingesetzt werden darf.
Für den gesamten Lastbereich werden zwei Grenzfälle definiert:
- Wasserstau im gesamten Tubus, alle Poren sind mit Wasser bedeckt, es kann somit kein Dampf durch die Poren strömen, es strömt kein Wasser aus dem System ab, die entnommene Wärmemenge ist gleich null.
- Im gesamten Tubus befindet sich Dampf, alle Poren sind freigegeben, es strömt die der abströmenden Wassermenge äquivalente Dampfmenge, die Wärmemenge entspricht der Maximalleistung im Auslegungszustand.
Alle anderen Lastpunkte liegen zwischen den beschriebenen Grenzen.
15
Für den Fall, daß mit dem Dampf vermischt Luft in den Injektor eintritt, ist eine Trennung der beiden Gase erst nach der Kondensation des Dampfes möglich. Die in den Injektor eintretenden Luftbläschen können sich unter dem Entlüftungsdom 436 sammeln und werden über den Dampfentlüfter 438 ins Freie abgeführt.
Strömt im Tubus kein Dampf, weil auf der Wasserseite kein Kondensat abströmt, steigt im Tubus der Wasserstand bis an seine obere Kante. Es besteht Druckausgleich zwischen dem Dampf- und Wasserraum und alle Poren sind mit Wasser belegt. Beginnt nun das Abströmen des Wassers im Wasserraum, fällt dort der Druck geringfügig. Die entstandene Druckdifferenz entspricht der geodätischen Höhe, um die die Wassersäule (WS) im Tubus 430 nach unten gedrückt wird. Damit werden Poren 450 für die Dampfdurchströmung freigegeben.
Obwohl das Filtermaterial eine durchgängig gleichbleibende Porosität hat, steigt mit der Erhöhung des Dampfdurchsatzes der kvs-Wert des Tubus 430 an, weil mit fallender Wassersäule mehr Poren für die Dampfdurchströmung freigegeben werden. Der kvs-Wert definiert, wieviel Wasser mit einer Temperatur von 20 0C bei
1 bar Druckverlust durch eine Engstelle fließt. Der maximale kvs-Wert ist erreicht, wenn der Wasserstand im Tubus am niedrigsten Punkt angelangt ist. In diesem Punkt liegt die maximale Durchsatzmenge des Dampfes, gleichbedeutend mit der maximalen Leistung für die Wärmeübertragung und dem Auslegungszustand des Tubus.
Der kvs-Wert des Tubus in [m3/h] ist also für den Idealfall so auszulegen, dass der mit ihm berechnete Druckverlust in [mmWS] der Bauhöhe des Tubus in [mm] entspricht.
10
Der kvs-Wert läßt sich ausreichend genau ermitteln mit der Beziehung
kvs= P « h . (cU + di). &Pgr;
2
Darin bedeutet P die spezifische Durchlässigkeit von Wasser in m3/hcm2, h die Höhe des Tubus in [mm], da der äußere Durchmesser des Tubus in mm und dj der innere Durchmesser des Tubus in mm.
Mit dem kvs-Wert kann der Druckverlust für Dampf nach den herkömmlichen Methoden berechnet werden und gegebenenfalls eine Korrektur erfolgen, wenn Druckverlust und Tubushöhe stark voneinander abweichen.
Die Normung der Nennweiten von Stahlrohren stimmt mit denen von Filterrohren in der Regel nicht überein. Bei der Auslegung der Tubusdurchmesser sollte darauf geachtet werden, dass der innere Durchmesser gleich oder größer der Nennweite der Dampfleitung ist. Auf große Wandstärken des Tubus sollte verzichtet werden, weil der Druckverlust erhöht wird, jedoch Anforderungen an die Materialfestigkeit wegen der geringen Differenzdrücke zwischen Innen- und Außenraum nicht zu berücksichtigen sind.
Bezuqszeichenliste
100 Kreislaufleitung 104 Absperrarmatur 106 Manometer 108 Thermometer 110 Dampfleitung 112 Kondensatleitung 114 Entlüftungsventil 118 Leitungsabschnitt 120 Thermostatschalter 122 Meßfühler 124 Druckschalter 126 Sicherheitsventil 128 Leitungsabschnitt 130 Manometer 132 Entleerungsventil 134 Umwälzpumpe 136 Rückschlagklappe 138 Drosselventil 140 Absperrarmatur 142 Temperaturregler 144 Durchfluß-Differenzdruckregler 146 Rückschlagklappe 148 Absperrarmatur 150 Manometer 152 Wärmemengenzähler 154 Meßfühler 156 Meßfühler 158 Regel- bzw. Steuermodul 160 Außenfühler 402 Injektor 404 Gehäuse 406 obere Gehäusehälfte 408 untere Gehäusehälfte 410 Flansch 412 Flansch 414 Hohlraum 416 Wassereintrittsöffnung 418 Rohrstutzen 420 Wasseraustrittsöffnung 422 Rohrstutzen 424 Dampfeintrittsöffnung 426 Rohrstutzen 428 Anschweißmuffe 430 Tubus 432 Sechskantmutter 434 Unterlegscheibe 436 Entlüftungsdom 438 Dampfentlüfter 440 Dampfraum 442 Mischraum 444 Dichtung 446 Pratzen 448 Gewindestab 450 Poren 452 Gewindestück

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Injektieren von Dampf in strömendes Wasser zum Zwecke des Erhitzens des Wassers, mit
a) einem im wesentlichen geschlossenen Gehäuse (404),
b) einem Mischraum (442) innerhalb des Gehäuses (404), in dem der Dampf mit dem zu erhitzenden Wasser vermischt wird,
c) jeweils einer Wassereintrittsöffnung (416) und einer Wasseraustrittsöffnung (420) im Gehäuse (404), wobei das Wasser von der Wassereintrittsöffnung (416) über den Mischraum (442) zur Wasseraustrittsöffnung (420) geführt ist,
d) einen Dampfraum (440) innerhalb des Gehäuses;
e) einer Dampfeintrittsöffnung (424) im Gehäuse (404), wobei der Dampf von der Dampfeintrittsöffnung (424) in den Dampfraum (440) geleitet wird,
f) einer Trennwand (430) zwischen Dampfraum (440) und Mischraum (442), wobei die Trennwand (430) porös ist und eine Vielzahl von Poren (450) zum Durchtritt des Dampfes in den Mischraum (442) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (430) als Tubus aus Keramik oder Sintermetall ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Tubus (430) gleich oder größer der Nennweite einer Dampfleitung ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassereintrittsöffnung (416) an einem unteren Bereich des Gehäuses (404) und die Wasseraustrittsöffnung (420) sowie die Dampfeintrittsöffnung (424) an einem oberen Bereich des Gehäuses (404) ausgebildet sind und die Trennwand (430) sich von einem oberen Bereich des Gehäuses nach unten zum unteren Bereich hin erstreckt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfeintrittsöffnung (424) mit einem Tubus (430) verbunden ist, das die Trennwand definiert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (404) einen langgestreckten Hohlraum (414) definiert, an dessen oberem Ende sich die Dampfeintrittsöffnung (424) befindet, an die, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines weiteren Rohrstücks (452), der sich nach unten erstreckende Tubus (430) anschließt und daß die Wasseraustrittsöffnung (420) seitlich an einem oberen Bereich des Gehäuses (404) ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Wasseraustrittsöffnung eine Entlüftungseinrichtung (436, 438) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasseraustrittsöffnung (420) oberhalb der Poren (450) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Poren (450) einen Durchmesser im µm-Bereich aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei der Druckabfall des durch die Poren (450) des Tubus (430) in den Mischraum (442) fließenden Dampfstromes gleich dem hydrostatischen Druck einer Wassersäule entsprechend der Länge des Tubus (430) ist.
DE20007262U 2000-04-19 2000-04-19 Dampfinjektor Expired - Lifetime DE20007262U1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE20007262U DE20007262U1 (de) 2000-04-19 2000-04-19 Dampfinjektor
AU2001273951A AU2001273951A1 (en) 2000-04-19 2001-04-19 Steam injector
PCT/EP2001/004424 WO2001081832A1 (de) 2000-04-19 2001-04-19 Dampfinjektor
EP01940343A EP1277014A1 (de) 2000-04-19 2001-04-19 Dampfinjektor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE20007262U DE20007262U1 (de) 2000-04-19 2000-04-19 Dampfinjektor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE20007262U1 true DE20007262U1 (de) 2000-08-03

Family

ID=7940530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE20007262U Expired - Lifetime DE20007262U1 (de) 2000-04-19 2000-04-19 Dampfinjektor

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1277014A1 (de)
AU (1) AU2001273951A1 (de)
DE (1) DE20007262U1 (de)
WO (1) WO2001081832A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009046466A1 (de) * 2007-10-10 2009-04-16 Johann Staudinger Vorrichtung zur gaseinbringung in eine flüssigkeit
EP2325568A2 (de) * 2009-11-17 2011-05-25 Domoteck, Ltd. Vorrichtung zum Temperieren eines in einem Heizkreislauf umgewälzten Wärmeübertragungsmediums
WO2011131917A1 (fr) * 2010-04-23 2011-10-27 Compagnie Parisienne De Chauffage Urbain Recipient de condensation de produits de purges d'un reseau de distribution de vapeur et systeme de traitement des produits de purges associe

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10227818A1 (de) 2002-06-21 2004-01-08 Pakdaman, Abolghassem, Prof. Dr.med. Gasanreicherungsmodule
PL426295A1 (pl) 2018-07-10 2020-01-13 Prosperitos Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób zasilania parą wodną o parametrach ultra-nadkrytycznych tłokowych silników parowych i zawór do zasilania parą wodną o parametrach ultra-nadkrytycznych tłokowych silników parowych

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3837728A1 (de) * 1988-11-05 1990-05-10 Henkel Kgaa Dampf-wasser-mischer
DE3930579A1 (de) * 1989-09-13 1991-04-04 Henkel Kgaa Dampf-wasser-mischer
US5376311A (en) * 1993-12-06 1994-12-27 Deguzman; Vel Apparatus for mixing gas and liquid
DE4432464C2 (de) 1994-09-12 1996-08-08 Ecf En Consulting Gmbh Verfahren und Anlage zum Erhitzen von Wasser mittels Dampf aus dem Dampfnetz einer Fernheizung
DE29719007U1 (de) 1997-10-24 1999-02-25 Fröb, Rainer, Dipl.-Ing., 90427 Nürnberg Vorrichtung zum Injektieren von Dampf in strömendes Wasser zum Zwecke des Erhitzens des Wassers

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009046466A1 (de) * 2007-10-10 2009-04-16 Johann Staudinger Vorrichtung zur gaseinbringung in eine flüssigkeit
EP2325568A2 (de) * 2009-11-17 2011-05-25 Domoteck, Ltd. Vorrichtung zum Temperieren eines in einem Heizkreislauf umgewälzten Wärmeübertragungsmediums
EP2325568A3 (de) * 2009-11-17 2015-01-21 Domoteck, Ltd. Vorrichtung zum Temperieren eines in einem Heizkreislauf umgewälzten Wärmeübertragungsmediums
WO2011131917A1 (fr) * 2010-04-23 2011-10-27 Compagnie Parisienne De Chauffage Urbain Recipient de condensation de produits de purges d'un reseau de distribution de vapeur et systeme de traitement des produits de purges associe
FR2959299A1 (fr) * 2010-04-23 2011-10-28 Cie Parisienne De Chauffage Urbain Recipient de condensation des produits de purges d'un reseau de distribution de vapeur et systeme de traitement des produits de purges associe

Also Published As

Publication number Publication date
EP1277014A1 (de) 2003-01-22
AU2001273951A1 (en) 2001-11-07
WO2001081832A1 (de) 2001-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH702905A1 (de) Druckausgleichsvorrichtung für flüssigkeitsdurchströmte Systeme.
DE102004040974A1 (de) Gewickelter Wärmetauscher
DE3214775C2 (de) Vorrichtung zum Übergeben von wärmeführenden Fluid von einer Versorgungsleitung eines Fernheizkraftwerks zu einem Abnehmer
EP3956619A1 (de) Wärmeübertrageranordnung mit wenigstens einem mehrpass-wärmeübertrager und verfahren zum betrieb einer wärmeübertrageranordnung
DE20007262U1 (de) Dampfinjektor
EP3953652B1 (de) Wärmeübertrageranordnung mit wenigstens einem mehrpass-wärmeübertrager und verfahren zum betrieb einer wärmeübertrageranordnung
EP1157755B1 (de) Düsenbalken für die Kühlung oder Entzunderung von metallischem Stranggut, insbesondere von Walzgut
DE2323678A1 (de) Reaktor fuer die ammoniaksynthese
EP1025399B1 (de) Vorrichtung zum injektieren von dampf in strömendes wasser zum zwecke des erhitzens des wassers
DE10244256A1 (de) Heizanlage und/oder Kühlanlage mit mindestens einer Wärmequelle
AT502342A2 (de) Ventil
CH689025A5 (de) Druckhaltevorrichtung fuer geschlossene Heizungs- oder Kuehlkreislaeufe.
DE69316030T2 (de) Schnellschlussvorrichtung für rohrleitungen
EP1063401B1 (de) Apparat und Verfahren zur Gas-Flüssigkeits-Trennung
DE2161000A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur gleichmaessigen zuteilung und wechselweisen zufuehrung von fluessigen oder gasfoermigen schutzmedien fuer frischgasduesen in einem konverter
DE3930579C2 (de)
DE60208005T2 (de) Verfahren zur einspeisung in eine geschlossene flüssigkeitsanlage
DE1112083B (de) Vorrichtung zur Kondensatableitung aus mit Dampf beheizten Apparaten
DE29921997U1 (de) Rohrteil mit Filter
DE10320366B4 (de) Selbstentlüftende Druckregelungsarmatur für fluide Medien
DE69803828T2 (de) Wassergesteuerter Heisswassererzeuger
DE1938964C3 (de) Selbsttätig ohne Hilfsenergie arbeitender Druckregler für gasförmige und flüssige Medien
DE1750803C (de) Druckreduzier und Enthitzventil
DE2912785A1 (de) Mit sonnenenergie, erdwaerme o.dgl. betriebener warmwasserbereiter
CH653761A5 (de) Einrichtung zur abfuhr von waerme aus einem heizkessel.

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification

Effective date: 20000907

R156 Lapse of ip right after 3 years

Effective date: 20031031