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Vorrichtung zum Kühlen von Flüssigkeiten.
Bei Vakuumkiihlapparaten ist bereits vorgeschlagen worden, in Verbindung mit einem einstufigen Verdampfer einen Rotationskompressor und einen durch Dampf betätigten Ejektor vorzusehen.
Ferner ist es auch bekannt, einen Rotationskompressor zum Verdichten des Dampfes in mehreren Stufen zu verwenden. Die bisherigen Vorrichtungen dieser Art haben aber den Nachteil, dass zum Kondensieren des Dampfes beträchtliche Wassermengen und zum Antrieb des Ejektors ein verhältnismässig grosser Kraftaufwand erforderlich ist.
Diese Nachteile werden gemäss der Erfindung dadurch behoben, dass mehrstufige Verdampfer in Verbindung mit mehrstufigen Zentrifugalkompressoren verwendet werden, die in Reihe oder parallel geschaltet sind und mit einem Sehleuderradkondensator in Verbindung stehen, der die erste Stufe des Vakuums erzeugt, wobei die Verstärkung der ersten Vakuumstufe in dem mehrstufigen Verdampfer durch die mehrstufigen Kompressoren erzielt wird.
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Q die Leistung pro Sekunde, u die Umfangsgeschwindigkeit und r der Radius des Läufers ist. Wird nun ein mehrstufiger Verdampfer mit einem mehrstufigen Zentrifugalkompressor kombiniert, so können die Werte u und r so gewählt werden, dass der Kompressor mit einem sehr günstigen Wirkungsgrad arbeitet.
Ferner wird dadurch, dass die erste Vakuumstufe durch einen Schleuderradkondensator und die weiteren Vakuumstufen durch einen mehrstufigen Kompressor erzeugt werden, die zu kondensierende Dampfmenge gegenüber der Verwendung eines Dampfejektors beträchtlich verringert, wobei die für den Schleuderradkondensator benötigte Kraft nur etwa ein Viertel von der für einen Dampfejektor benötigten Kraft beträgt.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Fig. l zeigt, wie die Stufen des Verdampfers und des Kompressors miteinander kombiniert sind, Fig. 2 zeigt ein Element des Kompressors mit einer Zerstäubungseinrichtung und Mitteln zum Absaugen des nicht verdampften Wassers im Schnitt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein zweistufiger Verdampfer , A'vorgesehen, dem die zu kühlende Flüssigkeit durch ein Rohr B zugeführt wird, in das ein Absperrorgan R eingebaut ist. Die gekühlte Flüssigkeit wird durch eine elektromotorisch angetriebene Pumpe C abgesaugt, die mit einem Rückschlagventil S versehen ist, um das Rückströmen der Flüssigkeit in den Verdampfer zu verhindern, und ein Auslassregelventil T besitzt. Die Verdampferstufen A,. 11' stehen durch Rohre H und G mit einem mehrstufigen, durch einen Motor F'angetriebenen Zentrifugalkompressor F in Verbindung, u. zw. ist das an die Verdampferstufe 1'angeschlossene Rohr G mit der ersten Kompressorstufe und das an die Verdampferstufe.
11 angeschlossene Rohr H mit einer späteren Stufe des Kompressors verbunden. An die letzte Kompressorstufe ist durch ein Rohr E ein Srhleuderradkondensator D angeschlossen, in welchem der aus dem Kompressor kommende Dampf durch aus einem Behälter angesaugtes Wasser niedergeschlagen wird. Wird der Kondensator D in Tätigkeit gesetzt, so wird im ganzen Apparat ein Unterdruck erzeugt (die erste Vakuumstufe). Hierauf wird das Absperrorgan R für die Zuführung der zu kühlenden Flüssigkeit geöffnet und der Kompressor F in Tätigkeit gesetzt, wodurch der Unterdruck im Verdampfer A, A'vergrössert wird.
Durch den Unterdruck findet eine teilweise Verdampfung der Flüssigkeit statt, wobei die Verdampfungswärme der Flüssigkeit selbst entnommen
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wird ; zu diesem Zwecke rieselt die zu kühlende Flüssigkeit regenartig innerhalb des Verdampfers nieder und wird durch die Pumpe 0 abgesaugt.
Die Anordnung ist hiebei so getroffen, dass die in der Verdampferstufe A'freigewordenen und über das Rohr G durch den Kompressor abgesaugten Dämpfe bis auf den Druck der Verdampferstufe A verdichtet werden ; die in der Verdampferstufe A freigewordenen über das Rohr H abgesaugten Dämpfe werden mit den Dämpfen aus der Verdampferstufe A'bis auf den Druck des Kondensators D verdichtet.
Die Fig. 2 zeigt eines der Kompressorelemente. Auf der Welle I ist eine Anzahl von Läufern J angeordnet. Der Stutzen K ist beispielsweise an das Rohr G des Verdampfers A'angeschlossen. Der durch den Stutzen K strömende Dampf wird durch den Läufer J beschleunigt, beim Durchströmen durch den Diffusor L wird die Geschwindigkeit in Druck umgesetzt, wobei jedoch die Reibung eine Erhitzung des Dampfes bewirkt und auf diese Weise eine unerwünschte Volumsvergrösserung herbei- ffihrt. Um die Überschusswärme des Dampfes beim Austrittsende jedes Elementes aufzunehmen, ist der Kompressor mit Wasserzerstäubungsdüsen versehen ;
' diese sind am Umfange der Verdichterelemente angeordnet und weisen Nadelventile N auf, durch welche die Menge des zerstäubten Wassers geregelt werden kann, um den Dampf in den Zustand der Sättigung zurückzubringen ; um dies festzustellen, ist jede Verdichterzelle mit einem Thermometer ausgestattet.
Am unteren Ende jeder Zelle ist Hahn P zum Ablassen des Überschusswassers angeordnet, der an eine zur Saugpumpe 0 führende Leitung Q angeschlossen ist, welche somit aus jeder Zelle das nicht verdampfte Wasser ableitet.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiele ist ein mehrstufiger Kompressor mit einem zweistufigen Verdampfer kombiniert. Der Verdampfer kann natürlich auch in mehr als zwei Stufen unterteilt sein und dementsprechend mit einem mehrstufigen Kompressor kombiniert werden, wobei die Kompressorstufen parallel oder in Reihe geschaltet sein können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtungplm Kühlen von Flüssigkeiten durch teilweise Verdampfung unter sehr niedrigem Druck, gekennzeichnet durch die Verwendung von mehrstufigen Verdampfern in Verbindung mit in Serie oder parallel geschalteten mehrstufigen Zentrifugalkompressoren, die mit einem Schleuderradkondensator in Verbindung stehen, welcher die erste Vakuumstufe erzeugt, wobei die Verstärkung der ersten Vakuumstufe in dem mehrstufigen Verdampfer durch die mehrstufigen Kompressoren erzielt wird.