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Verfahren zur Erzeugung von hocherhitzte Dämpfen.
Es ist bekannt, Flüssigkeiten in fein zerstäubtem Zustand auf hocherhitzte Flächen aufzuspritzen und auf diese Weise überhitzten Dampf zu erzeugen, Bei diesen Einrichtungen handelt es sich entweder um grosse stationäre Anlagen oder um Apparate, welche auf eine plötzliche Verdampfung den Hauptwert legen und deshalb eine starke Erhitzung der verhältnismässig kleinen Heizflächen bedingen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von hocherhitzte Dämpfen, insbesondere in kleineren Mengen, welches sich von den bekannten dadurch unterscheidet, dass die einzelnen Prozesse, also die Verdampfung, Trocknung und Überhitzung des Dampfes stufenweise durchgeführt werden können, wodurch eine Regelung der einzelnen Arbeitsvorgänge innerhalb grosser Grenzen sowie die bestmöglichste Schonung der der Erhitzung ausgesetzten Teile erreicht wird. Das Verfahren bedeutet eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung in der Dampferzeugung unter Einschluss einer Reihe weiterer Vorteile. So können die Dämpfe oder Gase auf eine Temperatur von 3500 und noch höher gebracht werden, wie sie z. B. in Laboratorien, dann für gewerbliche Zweeke, ferner zur Vernichtung sehr widerstandsfähiger Bakterien, für Trockenprozesse usw. notwendig sind.
Das Verfahren gestattet dabei nicht nur eine dauernde Erzeugung solch hoher Hitzegrade, sondern gleichzeitig auch eine genaue Abstufung des Feuchtigkeitsgrades der erhitzten Dämpfe, so dass diese nicht nur im trockenen Zustand, sondern mit beliebiger Sättigung geliefert werden kann, was in bestimmten Fällen durchaus erforderlich ist und die Verwendungsmöglichkeit des Verfahrens wesentlich steigert. Das letztere bedingt den weiteren Vorteil, dass sich die Erzeugung des Dampfes, gleichgültig mit welcher Temperatur und ob trocken oder gesättigt, in einem einzigen Aggregat vollziehen kann, welches ohne Zuhilfenahme irgendwelcher Zusatzeinrichtungen arbeitet und, wenn erforderlich, in solch kleinen Abmessungen zu halten ist, dass es von einer Hand mühelos bedient werden kann.
Ein wesentlicher Vorzug des Verfahrens ist auch der, dass die Heizung nicht auf eine einzige Stelle konzentriert, sondern so verteilt werden kann, dass einerseits ein Mindestverbrauch an Heizkraft eintritt und anderseits mit ein und demselben Apparat eine Regelung der zu liefernden Dampfmenge innerhalb grosser Grenzen ausführbar ist. Gerade die Möglichkeit, die Heizung stellenweise wirken zu lassen, ergibt in wärmetechnischer Hinsicht einen günstigen Wirkungsgrad und macht die Heizung ausserordentlich anpassungsfähig, wogegen sie sich bei den bekannten Verfahren nur immer auf ein und denselben Teil erstreckt.
Die Einfachheit des erfindungsgemässen Verfahrens gestattet ferner eine sehr einfache Bauart des Apparates, bei welchem leicht zu beschädigende Organe wie Kolben, Druckfedern oder überhaupt bewegliche Teile vermieden sind und der im Bedarfsfalle mit wenigen Griffen zu zerlegen ist, um eine bequeme und gründliche Reinigung oder das Auswechseln von Heizkörpern usw. vornehmen zu können.
Nach der Erfindung besteht das Verfahren gemäss der Erfindung darin, dass die Flüssigkeit im zerstäubten Zustande über hocherhitzte Flächen gedrückt und während des Hinwegstreichens verdampft und überhitzt wird. Das Zerstäuben an sich kann in bekannter Weise erfolgen. Die nach diesem Verfahren arbeitenden Vorrichtungen können auf mannigfache Weise ausgebildet sein, u. zw. unter Beibehaltung des Prinzips, dass der vernebelte und unter Druck stehende Dampfstrom bis zur Erzielung des erforder- lichen Überhitzungsgrades durch Drosselung genügend lange mit den erhitzten Flächen in Berührung bleibt.
Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele soleher Vorrichtungen im Längsschnitt dargestellt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht die Vorrichtung aus einem länglichen Rohr a, das in der einen Hälfte von Querrohren b und in der andern von Längsrohren c durchsetzt ist. Die letzteren besitzen im Gegensatz zu den ersteren einen sehr kleinen Durchmesser, so dass sich eine verhältnismässig sehr grosse
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Zahl von Längskanälen ergibt, welche den Querschnitt des Rohres a vollständig ausfüllen. Da bei dem Verdampfungsprozess, gleichgültig, ob Wasser oder andere Flüssigkeiten in Frage kommen, die Bildung von Rückständen nicht zu vermeiden ist, würde bei den kleindimensionierten Längsrohren nach kurzer Zeit ein Verstopfen derselben eintreten.
Da auch eine Reinigung der letzteren nicht oder nur mit grossen Schwierigkeiten durchgeführt werden kann, werden die Kanäle c gemäss der Erfindung nicht durch kleine Rohre, sondern dadurch gebildet, dass ein gerilltes Wellblech zusammengerollt wird. Wie aus dem Querschnitt in Fig. 2 hervorgeht, ergeben sich auf diese Weise die gewünschten Kanalausbildungen und um ein Ineinanderlegen der einzelnen Rippen beim Zusammenrollen des Bleches zu verhindern und eine gewisse Regelmässigkeit der Kanäle zu erhalten, wird mit dem Wellblech ein zweites, jedoch glattes Blech miteingerollt, welches dann als Abstandhalter zwischen den einzelnen Lagen dient.
Tritt nun eine Verschmutzung dieses Einsatzes ein, so kann dieses ohne weiteres aus dem Rohr a herausgenommen, ausgebreitet, in der einfachsten Weise gereinigt und wieder im zusammengerollten Zustande eingesetzt werden. Die Fig. 8 zeigt noch eine andere Ausführung des Einsatzes c, welcher in diesem Falle aus einem vollen Kern besteht, auf dessen Umfang sich Längsrillen befinden, wogegen in der Mitte eine weitere Bohrung vorhanden ist. Diese Ausbildung eignet sich für kleinere Apparate und der volle Kern dient zur Aufspeicherung der Wärme, die Aussenkanäle zur Führung des Gemisches oder auch nur des Gases. da die Flüssigkeit in die zentrale Bohrung eingeleitet und erst hinter dem Einsatz c mit dem Luftstrom zusammentreffen kann.
Das mit den beiden Rohrsätzen b, c ausgerüstete Rohr a besitzt eine dem Einsatz c vorgelagerte Sammelkammer d und eine Austrittsdüse e, die ebenfalls noch von Querrohren bu durchzogen sein kann, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Am rückwärtigen Ende wird das Rohr a durch einen Deckel abgeschlossen, an den die Luftleitung g und die Flüssigkeitsleitung h anschliesst. Die beiden Leitungen stehen z. B. im Winkel zueinander und sind in bekannter Weise, wie bei den Zerstäuberpistolen, düsenartig gestaltet und durch Ventile 7e genau einzustellen. Zweckmässig wird die Flüssigkeit von oben zugeleitet, u. zw. ständig oder tropfenweise. Das auf diese Art armierte Rohr s wird nun beheizt, was ebenfalls sehr mannigfach, z.
B. elektrisch oder mittels Gas oder eines flüssigen Brennstoffes erfolgen kann.
In dem in Fig. 1 gezeichneten Beispiel ist eine elektrische Heizung vorgesehen, die aus einzelnen, paarweise zusammengeschlossenen Heizlamellen m besteht, die auf die ganze Länge des Rohres a verteilt und untereinander verbunden sind. Die Heizkörper m sind nach innen wie nach aussen durch Glimmer od. dgl. isoliert und durch ein weiteres Mantelrohr n abgedeckt.
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der Leitung g zerstäubt und im vernebelten Zustand in das Rohr a gedrückt wird. Dabei stösst das Flüssigkeitsgasgemisch auf die heissen Wände der Querrohre b, wird infolge der verschiedenen Rohrlagen dauernd abgelenkt, zerlegt und seiner ganzen Menge nach gleichmässig und ausserordentlich rasch nieht nur restlos in Dampf übergeführt, sondern auf die erforderliche Überhitzungstemperatur gebracht.
Die Überhitzung
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In der Kammer d sammelt sich der hocherhitzte Dampf bzw. Gas und tritt aus der Düse e mit grosser Geschwindigkeit aus. Auf diese Weise findet nach dem Verfahren in ein und demselben Apparat nicht nur die Vernebelung und Verdampfung, sondern gleichzeitig auch die Überhitzung statt, also drei Vorgänge, die bisher in getrennten Einrichtungen ausgeführt wurden. Bei einer Rohrlänge von zirka 35 cm und bei einem Durohmesser von 35 mm genügt ein Heizstrom von 900 Watt, um eine Temperatur von 3500 z. u erzielen. Sind geringere Wärmegrade ausreichend, so kann die Wattzahl ermässigt oder nur einzelne Heizkörper m unter Strom gesetzt werden ; auch eine Abstufung der letzteren ist in dem Sinne
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wird.
Auch ist es nicht notwendig, dass der gesamte Pressgas-oder Flüssigkeitsstrom von einer Stelle aus in das Rohr eingeleitet wird, sondern ein Teil des ersteren kann mittels einer zweiten Leitung a (in Fig. 1 punktiert angedeutet) in die Sammelkammer d oder an einer sonst beliebigen Stelle eingeführt werden.
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erstrecken sich auf die ganze Länge des Rohres und umschliessen dasselbe vollständig oder nur zum Teil. um mit dem Apparat arbeiten zu können, erhält dieser am Deckel y oder am Aussenrohr n einen Handgriff, so dass der austretende überhitzte Dampf direkt an der Gebrauchsstelle zur Wirkung gebracht werden kann. Durch Regelung der Flüssigkeitszufuhr am Ventil Ic ist der Feuchtigkeitsgrad des Dampfes genau zu regeln.
Die Leitungen g, h können von einer beliebigen Sammelstelle abzweigen.
In den Fig. 3-7 sind noch verschiedene Ausführungen der Vorrichtung dargestellt, welche jedoch dasselbe Konstruktionsprizip aufweisen.
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Ausbildung ist dieselbe wie in Fig. 1. Nach Fig. 4 ist innerhalb des Rohres a ein kleiner Vorratsbehälter p für die Flüssigkeit vorgesehen, über welchen in Windungen die Luftleitung g geführt ist. Auf diese Weise findet eine gute Vorwärmung des flüssigen und gasförmigen Mittels statt, wobei sieh die Zerstäubung innerhalb des Rohres a abspielt. Durch das Einschalten der Vorwärmung genügt zur Überhitzung ebenfalls der Rohrsatz b.
Gemäss Fig. 5 ist die Pressgasleitung g zwecks Vorwärmung des Pressgases um das Aussenrohr n geführt und das Rohr a ebenfalls nur mit einem einfachen Rohrsatz b versehen, welche Ausbildung eine besonders kurze Bauart des ganzen Apparates ermöglicht. Bei den in Fig 6 und 7 gezeichneten Beispielen ist das Rohr a geteilt und nach Fig. 6 beide Teile im Winkel und nach Fig. 7 parallel zueinander gestellt. Im ersteren Falle dient der eine Teil wieder zur Vorwärmung des Pressgases und der Flüssigkeit und die Ausbildung stimmt mit derjenigen von Fig. 4 überein, wogegen im zweiten Fall jeder Teil mit Überhitzungsrohren b durchsetzt ist.
Je nach dem Verwendungszweck oder nach der Höhe der Temperatur oder je nach Bedarf an überhitztem Dampf lassen sich die verschiedensten Zusammenstellungen der einzelnen Rohrsätze oder Heizarten konstruieren, wobei das Verfahren immer dasselbe bleibt, indem innerhalb eines beliebig geformten Rohres das Gasflüssigkeitsgemisch durch die erhitzten Widerstände verdampft und überhitzt wird. Die Grösse des Apparates ist dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst, so dass derselbe sowohl als Handapparat wie auch als stationäre Einrichtung ausgebildet sein kann, wenn es sich um die Lieferung von grösseren Dampfmengen handelt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzeugung von hocherhitzte Dämpfen, insbesondere in kleineren Mengen, bei welchem die Flüssigkeit in fein verteiltem Zustand über hocherhitzte Flächen geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch reihenweise Hintereinanderschaltung der erhitzten Flächen die Verdampfung und die Überhitzung unter gleichzeitiger Regelung der letzteren in einem Arbeitsgang vorgenommen wird.