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Vorrichtung zum Kondensieren eines Wasserdampf-Lösungsmittel-Gasgemisches
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass das Kondensatorgehäuse durch eine vom Boden bis zur Decke sich erstreckende, durchgehende Wand in zwei jeweils ein oder mehrere Kühlaggregate enthaltende Räume unterteilt ist, von denen jeder mit einer die Höhe des Flüssigkeitsstandes am Boden des Gehäuses regelnden Abflusseinrichtung in Verbindung steht, und dass die Wand in einem von einer Gaszuführungsöffnung des Gehäuses entfernten oberen Bereich eine die beiden Räume verbindende
Durchbrechung aufweist. Mit einer solchen Konstruktion kann ohne weiteres erreicht werden, dass in dem ersten der beiden Räume, in den das Gasgemisch eingeleitet wird, zumindest das Wasser kondensiert.
Das infolge von nicht rasch genug abgeführter Wärme des Wassers durch dieses wiederverdampfte Lösungsmittel kann nun allein, ohne Wasserdampf, über die Durchbrechung in den zweiten Raum gelangen, wo es in üblicher Weise kondensiert wird. Da hier kein Wasserdampf vorhanden ist und somit auch kein Wasser sich auf den Kühlflächen und insbesondere am Boden des Gehäuses ansammeln kann, wird das kondensierte Lösungsmittel nicht wiederverdampft. Da jeder der beiden
Räume mit einer Abflusseinrichtung in Verbindung steht, kann man leicht die Kondensate in den beiden Räumen voneinander so lange getrennt halten, bis der Wasseranteil hinreichend abgekühlt ist. In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich Kühlelemente bis dicht über den Boden der Kondensationseinrichtung erstrecken, so dass sie in das Kondensat eintauchen.
Dadurch wird das dort angesammelte Kondensat ständig nachgekühlt.
Durch die erfindungsgemässe Unterteilung des Kondensatraumes in einen solchen, der den
Wasseranteil enthält, und in einen solchen, der nur Lösungsmittel enthält, wird also die Wiederverdampfung durch das Wasser auf den ersten Raum beschränkt. Das aus diesem ersten Raum entweichende Lösungsmittel wird im zweiten kondensiert. Das von den Kühlflächen im ersten Raum nach unten abtropfende Wasser braucht noch nicht auf die Siedepunkttemperatur des Lösungsmittels abgekühlt zu sein. Die Abkühlung erfolgt erst nach dem Ansammeln am Boden durch die in das Kondensat eintauchenden unteren Teile der Lamellen oder der entsprechenden Elemente der Kühleinrichtung, in der sogenannten Nachkühlzone, so dass das unten im Gehäuse angesammelte Wasser erst in seinen unteren Schichten auf die Temperatur des Lösungsmittelsiedepunktes abgekühlt ist.
Bei der erfmdungsgemässen Vorrichtung kann man also auch mit geringeren Kühlleistungen auskommen, ohne dass die erwähnten Nachteile, wie hoher Lösungsmittelgasdruck bzw. Lösungsmittelverluste, auftreten. Die Bemessung der beiden Räume und der darin befindlichen Kühleinrichtungen, die durchaus nicht gleich sein müssen, ist für den Fachmann kein Problem. Es ist im ersten Raum mindestens die Ausscheidung des Wasseranteils zu erreichen, im zweiten wird nach wie vor die Kondensation des Lösungsmittels angestrebt. Je nachdem wie rasch die Wärme des kondensierten Wassers abgeführt wird, kann die Zusammenführung der Kondensate aus den beiden Räumen früher oder später erfolgen.
In einer besonderen Weiterbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist vorgesehen, dass jeder der beiden Räume eine Gaszuführungsöffnung zum Anschluss einer Gasleitung an einer von der Durchbrechung vorzugsweise entfernten Stelle aufweist. Dadurch ist es nicht nur möglich, die Vorrichtung abwechselnd von zwei verschiedenen Seiten her zu betreiben, man kann dann auch gleichzeitig, wenn die Vorrichtung von einer Seite her mit einem nichtazeotropen Wasserdampf-Lösungsmittel-Gasgemisch aus der Aktivkohleanlage der Chemisch-Reinigungsmaschine beaufschlagt wird, an der andern Seite den Destillierbehälter anschliessen und das bei der Destillation entstehende reine Lösungsmittelgas zur Kondensation einleiten.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist an jedem der beiden Räume eine separate Abflusseinrichtung angeschlossen. Man wählt hiefür zweckmässigerweise einen Syphon od. dgl., durch dessen Höhe in einfacher Weise die Höhe des am Boden angesammelten Kondensats und damit der Nachkühlzone bestimmt werden kann. Die Abflussleitungen werden zum Wasserabscheider geführt, wobei dort oder schon vorher durch entsprechende Schalteinrichtungen (Ventile od. dgl.), die Kondensate aus den beiden Räumen zusammengeführt werden.
In einer besonders einfachen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nur an einem der beiden Räume eine Abflusseinrichtung angeschlossen ist und die Wand im Bereich der tiefsten Stelle des Bodens eine weitere Durchbrechung aufweist, so dass dort im Bereich der Nachkühlzone, wo die Temperatur am tiefsten ist, die beiden Kondensate miteinander in Verbindung treten und gemeinsam über die Abflusseinrichtung austreten können. Schliesslich ergibt sich bei der erfindungsgemässen Vorrichtung auch eine Ersparnis an Kühlleistung, wenn man die Kühlmittelzufuhr für die in den beiden Räumen befindlichen Kühlaggregate nicht hintereinander schaltet, sondern wenn gemäss der Erfindung die Kühlmittelzufuhr für jeden der beiden Räume getrennt und unabhängig von der des andern erfolgt.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen : Fig. l
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einen Längsschnitt durch die erfmdungsgemässe Vorrichtung, entlang der Linie I-I Fig. 2, jedoch wegen der besseren Übersichtlichkeit ohne Darstellung der Kühleinrichtung, Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtung, entlang der Linie 11-11 in Fig. 1 und Fig. 3 eine Ansicht aus der Richtung des Pfeiles A in Fig. 2.
Das Gehäuse-l-ist durch die vom Boden zur Decke des Gehäuses sich erstreckende Wand --2-- in zwei Räume-3 und 4-unterteilt. Zwei Gaszuführungsleitungen-5 und 6-sind an
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--2-- angeschlossen, wobei die Gaszuführung durch Ventile --7, 8-- od. dgl. gesteuert werden kann.
Die Wand --2-- weist eine Durchbrechung --9-- auf, durch die eine Verbindung zwischen den beiden Räumen --3 und 4-- entsteht. In jedem der beiden Räume befindet sich, im Beispiel der Fig. 2 und 3 durch die Linien-10 und 11-schematisch angedeutet, eine entsprechende Kühleinrichtung bekannter Art, die beispielsweise Rohrschlangen und/oder Lamellen aufweist, welche von einem Kühlmittel durchflossen sind. Der Übersichtlichkeit wegen ist in Fig. 1 die Kühleinrichtung
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angeschlossen.
Wird ein Wasserdampf-Lösungsmittel-Gasgemisch über die Leitung --5-- in den Raum-3- eingeführt, so kondensieren Wasser und Lösungsmittel an den Lamellen oder sontigen Kühlflächen der Kühleinrichtung --11-- und fliessen nach unten ab, wo sie sich am Boden des Gehäuses sammeln, wobei das leichtere Wasser als eine obere Schicht --18-- auf dem Lösungsmittel --19-- schwimmt (Fig. 1). Da jedoch das Wasser zunächst noch eine Temperatur über dem Siedepunkt des Lösungsmittels aufweist und sich erst allmählich abkühlt, wird ein grosser Teil des Lösungsmittels bei Kontakt mit dem Wasser durch die in diesem noch enthaltene sensible Wärme wieder verdampft.
Dies gilt insbesondere, wenn das abfliessende Lösungsmittelkondensat auf die Oberfläche des auf dem Gehäuseboden angesammelten Wassers auftrifft (Pfeil 16 in Fig. l), wo es beim Durchtritt nach unten durch die in den obersten Schichten des Wassers noch vorhandenen Wärmemengen mindestens teilweise wieder zum Verdampfen gebracht wird (Pfeil 17 in Fig. 1). Das wiederverdampfte bzw. noch dampfförmige Lösungsmittel kann dann, wie durch die Linie --31-- in Fig. 2 angedeutet, über die Durchbrechung --9-- in den zweiten Raum --4-- gelangen, wo es in üblicher Weise kondensiert wird.
Gleichzeitig kann man auch durch Anschluss des Desti1lierbehälters der Chemisch-Reinigungsmaschine über die Leitung-6-an den zweiten Raum --4-- nach Öffnen des Ventils-8- (Fig. 3) bei der Destillation entstehendes Lösungsmittelgas zu Kondensation einleiten. Man erreicht so eine möglichst vielfältige Ausnutzung der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Im Rahmen der Erfindung empfiehlt es sich zur Einsparung von Kühlleistung, die Kühlmittelzufuhr für jeden der beiden Räume --3 und 4-- getrennt vorzunehmen. Den Kühlaggregaten im Raum --3-- wird also das Kühlmittel über die Leitung --20-- zu- und über die Leitung --21-- wieder abgeführt. Unabhängig hievon wird den Kühlaggregaten im Raum-4- Kühlmittel über die Leitung --22-- zu- und über die Leitung --23-- abgeführt. Die Kühlmittelzufuhr kann hiebei durch entsprechende Regelorgane-24, 25- geregelt werden.
Vorteilhafterweise sind diese Regelorgane--24, 25-- jeweils in Abhängigkeit von der Temperatur des austretenden Kühlmittels durch geeignete Messeinrichtungen-26, 27- betätigbar ausgebildet, was schematisch durch gestrichelte Linien-28, 29- in Fig. 3 angedeutet ist. Die Entlüftung des
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- -4--, angebrachte Entlüftungsöffnung oder über den Wasserabscheider, der mit dem Gehäuse über die Abflusseinrichtungen --12,13-- in Verbindung steht.
In einer besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung ist an der tiefsten Stelle des Gehäusebodens, wo das Kondensat infolge der Nachkühlung sich bereits unter der Siedetemperatur des Lösungsmittels befindet, eine flache Durchbrechung --30-- vorgesehen, durch die das Kondensat aus dem einen in den andern Raum übertreten und dort zu der dann gemeinsamen einzigen Abflusseinrichtung gelangen kann. Es kann dann die eine Abflusseinrichtung, z. B.-12, 14--, entfallen.
Aus dem vorstehenden ergibt sich, dass der erfmdungsgemässe Gedanke der Unterteilung des Kondensatorgehäuses sich noch durch weitere konstruktive Varianten verwirklichen lässt.
Die Erfindung ist daher nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt.