<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention a trait à des perfectionnements apportés à des évaporateurs du type comprenant un corps destiné à contenir un liquide à évaporer et un élément chauffant tubulaire ou du type à surface, disposé par rapport au corps de manière que le liquide à évaporer soit extérieur à l'élément chauffant et que le fluide chauffant passe par l'intérieur de 1 élément chauffant.
L'invention a particulièrement trait à des évaporateurs qui sont employés pour faire évaporer l'eau brute dans laquelle sont présents des constituants formateurs de tartre et concerne spécialement des évaporateurs servant à l'évaporation de l'eau de mer qui doit normalement donner une formation considérable de tartre, consistant principalement de carbonate de calcium, hydroxyde de magnésium et sulfate de calcium.
L'invention envisage la disposition de la surface chauffante dans des éléments amovibles comportant des convolutions de profondeur telle que l'ébullition qui se produit dans le fond des convolutions soit de nature explosive, de manière à provoquer alternativement l'exposition et l'irriga- tion de la surface chauffante.
Le demandeur a trouvé, en tant que résultat d'une recherche ex- périmentale, que cette alternance d'exposition et d'irrigation provoque des changements rapides de la température du métal qui présente la surface chauffante, changements qui donnent lieu à des modifications des dimensions et à des déformations de la surface chauffante, par suite de quoi tout tartre est amené à se craqueler et à se détacher de la surface chauffante, gardant ainsi la surface chauffante dans un état relativement propre et permettant d'obtenir un taux élevé de transmission de chaleur, avec une ré- duction conséquente de l'aire de la surface chauffante requise pour une production donnée de la vapeur de l'évaporateur.
Le demandeur dispose de préférence les convolutions dans des plans horizontaux ou sensiblement horizontaux, de manière que la vapeur qui se forme dans les convolutions doive s'échapper latéralement pour être remplacée par le flux d'eau pénétrant dans les convolutions, l'échappement de la vapeur et le flux d'eau ayant lieu par intermittence, ce qui provoque un échauffement et un refroidissement alternés des surfaces chauffantes.
Le demandeur peut agencer les côtés des convolutions de manière qu'ils soient plats et parallèles entre eux ou il peut agencer les côtés des convolutions de manière qu'ils soient p 1 a t.s et penchés l'un par rapport à l'autre, de façon que les côtés soient plus proches entre eux à la base qu'aux bouts. En outre, les côtés des convolutions peuvent être courbes les uns par rapport aux autres, de préférence de manière à créer aux bouts une largeur plus grande que celle qui existe à la base des convolu- tions.
Le demandeur peut agencer les éléments chauffants de manière que les convolutions se disposent dans un plan vertical ou un plan incliné sans s'écarter du principe de l'ébullition explosive.
La vapeur chauffante est de préférence admise au sommet de chaque élément chauffant et le condensat résultant est drainé du fond de chaque élément chauffant.
Le demandeur peut utiliser une cloison disposée à un niveau con- venable à l'intérieur de l'élément chauffant pour séparer la vapeur chauf- fante du condensat drainé et permettre un certain sous-refroidissement du condensat avant qu'il ne quitte l'élément chauffant.
Chaque élément chauffant est relié par une pièce de raccord à un collecteur de vapeur commun d'admission et à un collecteur commun de
<Desc/Clms Page number 2>
drainage de sortieo Ouest un des avantages de la présente invention que la construc= tion permet que chaque élément chauffant à convolution soit enlevé indivi- duellement pour nettoyage lorsque ouest requis.
Le demandeur va maintenant décrire une forme particulière de constructiono
Le corps de l'évaporateur est construit de métal ; c'est un cy- lindre vertical avant une ouverture de porte rectangulaire dans la partie inférieure du corps.
Au niveau de la ligne supérieure de l'ouverture de la porte, le corps comporte un collecteur d'admission de vapeur qui saillit à travers le côté du corps et comporte une conduite extérieure d'admission de vapeur, destinée à 1 amenée de la vapeur chauffanteo
Au niveau de la ligne inférieure de l'ouverture de la porte, le corps comporte un collecteur de drainage de sortie qui se termine, à 1 extérieur du corps, par une conduite de drainage de sortie, destinée à 1 eau drainée.
L'évaporateur est pourvu de trois éléments chauffants amovibles séparés. Chaque élément a une conduite d'entrée de vapeur à l'avant supérieur et une conduite de :drainage de sortie à 1 avant inférieur. Un coude de raccord relie la conduite d'admission de vapeur de chaque élément à une conduite correspondante du collecteur de vapeur, tandis qu'un autre coude de raccord relie la so@@ie de drainage de chaque élément à une con- duite correspondante du collecteur de drainageo Chaque élément comprend deux plaques métalliques à convolutions, soudées à des pièces terminales, de manière que chaque plaque présente une surface continue au liquide à éva- porer et que la surface comporte des creux parallèles horizontalement dis- posés.
Les surfaces à convolutions sont fermées par des plaques terminales et par des plaques supérieure et inférieure, de manière à enfermer un es- pace entièrement clos dans lequel la vapeur chauffante s'écoule par l'in- termédiaire de la conduite d'admission de vapeur et d'où le condensat ré- sultant s'écoule par la sortie de drainage Une cloison est disposée hori- zontalement dans l'élément chauffant pour amener la vapeur chauffante à s'écouler à travers l'élément de chauffage en un écoulement sensiblement horizontale La cloison comporte un orifice à l'extrémité opposée à l'en- trée de vapeur et à la sortie de drainage pour permettre que le condensat drainé passe sous la cloison et s'écoule vers la sortie de drainageo
Chaque élément chauffant est porté à
l'extrémité éloignée par des supports formés dans le corps de l'évaporateuro
Une porte est prévue qui ferme l'ouverture du corps de l'évapora- teur dans lequel sont introduits les éléments chauffants.
Le corps comporte des conduites destinées à l'admission de l'eau à évaporer, à 1 évacuation de la saumure et à la sortie de la vapeur pro- duite dans l'évaporateur. La partie supérieure du corps de l'évaporateur comporte des chicanes pour assurer la pureté requise de la vapeur qui quitte l'évaporateur, la vapeur étant acheminée par des tuyauteries vers un condenseur où la vapeur est condensée, opération qui est suivie ou non d'une distillation subséquente dans une cornueo
Le collecteur d'admission de vapeur et le collecteur de sortie de drainage peuvent être incorporés à la porte principale du corps de l'éva- porateur et les éléments chauffants peuvent être directement fixés à la porte de manière à être amovibles avec la porte.
<Desc/Clms Page number 3>
Des portes de détartrage sont prévues à la base de l'évaporateur de manière que le détartrage puisse être pratiqué périodiquement sans en- lever la porte principale ou les éléments chauffants.
En fonctionnement, la vapeur de chauffage est admise dans le collecteur de vapeur de chaufffage d'où elle s'écoule dans les éléments chauffants. L'eau à évaporer est introduite dans le corps de l'évaporateur dans lequel on maintient un niveau prédéterminé d'eau, de préférence suf- fisant pour couvrir d'eau bouillante la hauteur de l'élément chauffant lors- que l'évaporateur fonctionneo
Lorsque le liquide se trouve dans les creux horizontaux de l'élé- ment chauffant, la chaleur de la vapeur chauffante est transmise à travers les surfaces de l'élément chauffant au liquide qui est amené à l'ébullition et la vapeur ainsi produite amène le liquide à s'écouler vigoureusement hors des creux, effet qui est suivi par la détente subséquente de la va- peur qui monte à la surface du liquide et passe vers le haut,
à travers le dispositif à chicanes, vers la sortie de vapeur de l'évaporateur. Comme la vapeur quitte les creux, l'eau reflue dans les creux. Dans ce cycle, la surface du métal est alternativement chauffée à la température de la vapeur chauffante et refroidie à la température de l'eau à évaporer. Au plus grande est la différence des températures, au plus grand est l'effet d'échauffe- ment et de refroidissement et au plus grand est le changement de la tempé- rature du métal et la déformation de la forme et des dimensions de la sur- face métallique.
Ces changements sont tels que tout tartre formé pendant l'évapora- tion de l'eau se craquèle et se détache et le flux rapide de l'eau dans le creux et hors de celui-ci provoque l'éjection du tartre, qui tombe dans le fond du corps de l'évaporateur.
Il est maintenant fait référence aux dessins annexés qui repré- sentent quelques réalisations de l'invention.
La figure 1 est une élévation et une section partielles d'un éva- porateur comportant trois éléments amovibles selon l'invention, la porte avant de l'évaporateur étant enlevée pour montrer les éléments chauffants.
La figure 2 est un plan en section du corps de l'évaporateur et des éléments chauffants.
La figure 3 est une élévation en section suivant la ligne médiane de l'évaporateur de la figure le
La figure 4 est une élévation d'un évaporateur horizontal pourvu de trois éléments amovibles selon la présente invention.
La figure 5 est une section suivant la ligne médiane de la figure 4 et représente un des éléments chauffants en section.
La figure 6 est une section longitudinale d'un des éléments chauf- fants.
La figure 7 représente les creux d'un élément chauffant dont les creux ont des c8tés penchés.
La figure 8 représente les creux d'un élément chauffant dont les creux ont des côtés parallèles.
La figure 9 représente les creux d'un élément chauffant dont les creux ont des côtés concaves par rapport au liquide.
Il est fait référence aux figures 1, 2 et 3; le corps 1 de l'éva- porateur est un cylindre vertical ayant une ouverture de porte rectangulaire
<Desc/Clms Page number 4>
2 disposée dans la partie inférieure du corps, ouverture qui est pourvue d'une porte 3o
Au niveau de la ligne supérieure de l'ouverture de porte 2, est monté un collecteur de vapeur 4 qui saillit à travers le côté du corps d'évaporateur 1 et est pourvu d'une conduite d'admission de vapeur exté- rieure 5 destinée à l'admission de la vapeur chauffante.
Au niveau de l'ouverture de porte 2, le corps comporte un collec- teur de sortie de drainage 6 qui se termine à l'extérieur du corps d'éva- porateur 1 par une conduite de sortie de drainage 7 destinée à la sortie de l'eau de drainage des éléments chauffants.
Le corps d'évaporateur 1 est pourvu de trois éléments chauffants amovibles séparés 8. Chaque élément 8 comporte une conduite d'admission de vapeur 9 à l'avant supérieur et une conduite de sortie de drainage 10 à l'avant inférieur. Un coude de raccord 11 relie la conduite 9 à une con- duite 12 du collecteur 4, tandis qu'un autre coude de raccord 13 relie la sortie 10 à une conduite 14 du collecteur 6.
Chaque élément chauffant 8 comprend deux plaques métalliques à convolutions 15, soudées à des pièces terminales 16, les côtés des plaques métalliques à convolutions présentant une surface continue au liquide à évaporer et comportant des creux qui sont sensiblement parallèles entre eux et disposés horizontalement.
Les surfaces latérales à convolutions sont fermées par les pla- ques terminales 16 et par des plaques supérieure et inférieure 17 et 18 respectivement, de manière à enfermer un espace complètement clos dans lequel la vapeur de chauffage s'écoule par l'intermédiaire des conduites d'admission de vapeur 5, 12 et 9 et d'où le condensat résultant sort par les conduits de sortie de drainage 10, 14 et 7.
Une cloison 19 comporte un orifice 20 à l'extrémité opposée de l'entrée de vapeur 9 et de la sortie de drainage 10, de manière à amener le condensat produit par la condensation de la vapeur dans l'élément chauf- fant à passer par l'orifice 20, sous la cloison 19, vers la sortie 10, par suite de quoi le condensat drainé est refroidi et soustrait à l'influence chauffante de la vapeur chauffante, de sorte que la chaleur totale enlevée à la vapeur chauffante s'en trouve augmentée.
Des appliques 21 sont prévues à la base de 1 évaporateur et des rails 22 sont reliés aux appliques 21, ces rails constituant des supports auxquels sont reliés les pieds 23 de la base des éléments chauf- fants 8. Les rails 22 constituent un moyen de support de l'élément chauf- fant alors qu'il est en voie d'être retiré du corps de l'évaporateur ou qu'il est en voie d'être placé dans le corps de l'évaporateur.
Le corps d'évaporateur est pourvu d'une conduite d'entrée 24, destinée à l'admission dans l'évaporateur de l'eau brute, à évaporer. Une conduite 25 est prévue pour l'évacuation de la saumure du corps de l'évapo- rateur et la partie supérieure de l'évaporateur est pourvue d'une chicane 26 et d'une conduite de sortie de vapeur 27, destinée à l'évacuation de la vapeur produite dans 1'évaporateur.
Les creux des côtés des éléments chauffants 8 sont tels que la chaleur, transmise de la surface chauffante des côtés des creux à l'eau brute contenue dans les creux, provoque une ébullition d'une nature explo- siveg qui a pour effet que la surface intérieure aux creux est alternative- ment dégagée de l'eau par l'explosion et irriguée;
cette alternance rapide de dégagement et d'irrigation des surfaces intérieure au creux provoque
<Desc/Clms Page number 5>
des changements rapides de la température du métal formant la surface chauf- fante9 ce qui donne lieu à des changements oorrespondants des dimensions et à des déformations de la surface chauffante, par suite de quoi tout tartre qui s'est formé sur la surface chauffante est amené à se craqueler et à se détacher, ce qui maintient la surface chauffante dans un état re- lativement propre et permet d'obtenir un taux de transmission de chaleur élevé et une réduction conséquente de l'aire de la surface chauffante re- quise pour une production donnée de la vapeur de l'évaporateur.
Lorsqu'on désire enlever le tartre résiduaire des éléments chauf- fants, il est comparativement simple d'ôter la porte extérieure 3, de dé- connecter les coudes de raccord 11 et 13 et d'enlever les éléments chauf- fants complets 8 pour un nettoyage pratiqué à l'extérieur de l'évaporateur.
Il est maintenant fait référence aux figures 4, 5 et 6, dans les- quelles les mêmes références sont employées pour désigner les parties cor- respondantes.
Le corps d'évaporateur 1 comporte trois ouvertures rectangulaires
2 disposées dans la partie inférieure du corpso Trois éléments chauffants amovibles séparés 8 sont prévus, chaque élément 8 étant introduit par une ouverture 2 du corps 1. Chaque élément chauffant 8 comprend deux plaques métalliques latérales à convolutions 15, soudées à une plaque terminale 16 à l'arrière et soudées dans un panneau 28 fixé à la bride plate 29 qui entoure l'ouverture 2 respective.
Des plaques supérieure et inférieure, respectivement 17 et 18, forment un espace complètement clos dans lequel la vapeur de chauffage s'écoule par l'intermédiaire d'une ouverture 30 de la plaque 28.
Une cloison 19 comporte un orifice 20 situé à l'extrémité opposée à celle de l'orifice d'admission 30 de la vapeur, et un orifice de sortie de drainage 31 est aussi prévu dans la plaque 28 de manière à amener le condensat produit par la condensation de la vapeur dans l'élément de chauf.- fage à passer par l'orifice 20, sous la cloison 19 et vers l'orifice de sortie 319 par suite de quoi le condensat drainé est refroidi et est sous- trait à l'infuence chauffante de la vapeur chauffante, de sorte que la chaleur totale enlevée à la vapeur chauffante s'en trouve augmentée.
Chaque élément chauffant est pourvu d'une plaque de couverture de porte 32 comportant des ouvertures d'admission de vapeur 33. Un collec- teur de vapeur 34, comportant des conduites de raccord, relie les diverses ouvertures d'admission de vapeur 33 à une vanne de réglage d'admission de vapeur 35. La plaque de couverture de porte comporte des ouvertures de sortie de drainage 36 qui sont reliées à un collecteur de sortie de draina- ge 37. Le drainage de l'ensemble du condensat des trois éléments chauffants est réglé par une vanne de sortie de drainage 38.
Le corps d'évaporateur est pourvu d'une conduite d'admission 24 destinée à l'admission dans l'évaporateur de l'eau brute à évaporer et une conduite 25 est prévue pour l'évacuation de la saumure du corps d'évapo- rateuro
La partie supérieure de l'évaporateur est pourvue d'une chicane 26 et d'une conduite de sortie de vapeur 27 destinée à l'évacuation de la vapeur produite dans l'évaporateur.
Les creux des côtés des éléments chauffants amovibles 8 sont tels que la chaleur transmise par la surface chauffante aes côtés des creux à l'eau brute qui se trouve dans les creux provoque une ébullition d'une nature explosive;, qui provoque le dégagement et l'irrigation alternés de
<Desc/Clms Page number 6>
la, surface chauffante intérieure aux creux, ce qui entraîne de rapides chan- gements de la température du métal formant la surface chauffante, ce qui donne lieu à des changements correspondants des dimensions et à des défor- mations de la surface chauffante, par suite de quoi le tartre est-amené à se craqueler et à se détacher, ce qui maintient la surface chauffante dans un état relativement propre et permet d'obtenir un taux élevé de trans- mission de chaleur.
Chaque élément chauffant complet peut être déconnecté des collec- teurs de vapeur et de drainage et retiré en bloc de.l'évaporateur aux fins de nettoyage.
La figure 7 représente les convolutions de l'élément chauffant dans lequel les creux sont agencés de manière que les côtés des creux soient penchés les uns par rapport aux autres et que les creux présentent une lar- geur du côté de sortie du creux plus grande qu'à la base du creux.
A la figure 8, les creux représentés ont des côtés sensiblement parallèles entre eux, cet agencement permettant d'avoir une surface plus grande pour un volume donné d'espace disponible à l'intérieur de l'évapo- râleur.
De même, on peut préférer agencer les côtés du creux de manière qu'ils soient légèrement courbes, de façon que les côtés soient concaves par rapport à l'espace dans lequel le liquide s'évapore, comme le repré- sente la figure 9.
Il est entendu que les évaporateurs représentés peuvent être mo- difiés dans leurs détails et que les constructions représentées et décrites 'ce ne constituent que des formes de construction typiques avantageuses.
REVENDICATIONS.
1. Evaporateur destiné à évaporer l'eau brute, caractérisé en ce que chaque élément chauffant a sensiblement une forme rectangulaire et comprend au moins deux parois à convolutions profondes dont chacune pré- sente plusieurs creux disposés parallèlement, chaque élément chauffant étant amovible du corps de l'évaporateur.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to improvements made to evaporators of the type comprising a body intended to contain a liquid to be evaporated and a tubular or surface-type heating element, arranged relative to the body so that the liquid to be evaporated is external to the body. the heating element and the heating fluid passes through the interior of 1 heating element.
The invention particularly relates to evaporators which are employed for evaporating raw water in which scale-forming constituents are present and especially relates to evaporators for the evaporation of sea water which is normally to give formation. considerable scale of tartar, consisting mainly of calcium carbonate, magnesium hydroxide and calcium sulfate.
The invention contemplates the arrangement of the heating surface in removable elements comprising convolutions of depth such that the boiling which occurs in the bottom of the convolutions is of an explosive nature, so as to cause alternately the exposure and the irrigation. tion of the heating surface.
The applicant has found, as a result of experimental research, that this alternation of exposure and irrigation causes rapid changes in the temperature of the metal which presents the heating surface, changes which give rise to changes in the temperature. dimensions and deformations of the heating surface, as a result of which any scale is caused to crack and detach from the heating surface, thus keeping the heating surface in a relatively clean condition and allowing a high rate of transmission to be achieved of heat, with a consequent reduction in the area of the heating surface required for a given production of vapor from the evaporator.
The applicant preferably arranges the convolutions in horizontal or substantially horizontal planes, so that the vapor which forms in the convolutions must escape laterally to be replaced by the flow of water entering the convolutions, the exhaust of the convolutions. steam and water flow taking place intermittently, causing alternating heating and cooling of the heating surfaces.
The applicant can arrange the sides of the convolutions so that they are flat and parallel to each other or he can arrange the sides of the convolutions so that they are flat and tilted with respect to each other, so that the sides are closer together at the base than at the ends. Further, the sides of the convolutions may be curved relative to each other, preferably so as to create at the ends a greater width than that which exists at the base of the convolutions.
The applicant can arrange the heating elements so that the convolutions are arranged in a vertical plane or an inclined plane without departing from the principle of explosive boiling.
Heating vapor is preferably admitted at the top of each heating element and the resulting condensate is drained from the bottom of each heating element.
The applicant may use a partition disposed at a suitable level inside the heating element to separate the heating vapor from the drained condensate and to allow some subcooling of the condensate before it leaves the element. heated.
Each heating element is connected by a connecting piece to a common inlet steam manifold and to a common inlet manifold.
<Desc / Clms Page number 2>
Western outlet drainage One of the advantages of the present invention is that the construction allows each convolution heater to be individually removed for cleaning when required.
The applicant will now describe a particular form of constructiono
The body of the evaporator is made of metal; it is a vertical cylinder before a rectangular door opening in the lower part of the body.
At the top line of the door opening, the body has a steam inlet manifold which protrudes through the side of the body and has an outer steam inlet line, for supplying steam. chauffanteo
At the level of the lower line of the door opening, the body has an outlet drainage collector which terminates, outside the body, in an outlet drainage pipe, intended for the drained water.
The evaporator has three separate removable heating elements. Each element has a steam inlet pipe at the upper front and an outlet drain pipe at 1 lower front. A fitting elbow connects the steam inlet line of each element to a corresponding duct of the vapor header, while another fitting elbow connects the drain outlet of each element to a corresponding duct of the steam header. drainage manifoldo Each element comprises two convoluted metal plates, welded to end pieces, so that each plate has a surface continuous to the liquid to be evaporated and the surface has horizontally arranged parallel recesses.
The convoluted surfaces are closed by end plates and by upper and lower plates, so as to enclose a fully enclosed space in which the heating vapor flows through the vapor inlet pipe. and where the resulting condensate flows through the drain outlet A partition wall is disposed horizontally in the heating element to cause the heating vapor to flow through the heating element in a substantially horizontal flow The bulkhead has an orifice at the end opposite the steam inlet and the drainage outlet to allow the drained condensate to pass under the bulkhead and flow to the drainage outlet.
Each heating element is brought to
the far end by supports formed in the body of the evaporator
A door is provided which closes the opening of the body of the evaporator into which the heating elements are introduced.
The body comprises pipes intended for the admission of the water to be evaporated, for the evacuation of the brine and for the outlet of the vapor produced in the evaporator. The upper part of the evaporator body has baffles to ensure the required purity of the vapor leaving the evaporator, the vapor being routed through piping to a condenser where the vapor is condensed, an operation which may or may not be followed by a subsequent distillation in a retort
The steam inlet manifold and the drain outlet manifold may be incorporated into the main door of the evaporator body and the heating elements may be directly attached to the door so as to be removable with the door.
<Desc / Clms Page number 3>
Descaling doors are provided at the base of the evaporator so that descaling can be performed periodically without removing the main door or the heating elements.
In operation, the heating vapor is admitted to the heating vapor collector from where it flows into the heating elements. The water to be evaporated is introduced into the body of the evaporator in which a predetermined level of water is maintained, preferably sufficient to cover the height of the heating element with boiling water when the evaporator is operating.
When the liquid is in the horizontal recesses of the heating element, the heat of the heating vapor is transmitted through the surfaces of the heating element to the liquid which is brought to a boil and the vapor thus produced brings the heat. liquid to flow vigorously out of the hollows, an effect which is followed by the subsequent expansion of the vapor which rises to the surface of the liquid and passes upwards,
through the baffle device, to the vapor outlet of the evaporator. As the steam leaves the troughs, water flows back into the troughs. In this cycle, the surface of the metal is alternately heated to the temperature of the heating steam and cooled to the temperature of the water to be evaporated. The greater the difference in temperatures, the greater the heating and cooling effect and the greater the change in temperature of the metal and the deformation of the shape and dimensions of the sur - metal face.
These changes are such that any scale formed during the evaporation of the water cracks and loosens and the rapid flow of water into and out of the trough causes the scale to eject, which falls into the bottom of the evaporator body.
Reference is now made to the accompanying drawings which show some embodiments of the invention.
Figure 1 is a partial elevation and section of an evaporator having three removable elements according to the invention with the front door of the evaporator removed to show the heating elements.
Figure 2 is a sectional plan of the body of the evaporator and the heating elements.
Figure 3 is a sectional elevation taken along the center line of the evaporator of Figure le
Figure 4 is an elevation of a horizontal evaporator provided with three removable elements according to the present invention.
Figure 5 is a section taken along the center line of Figure 4 and shows one of the heating elements in section.
Figure 6 is a longitudinal section of one of the heating elements.
FIG. 7 shows the hollows of a heating element, the hollows of which have sloping sides.
Figure 8 shows the hollows of a heating element whose hollows have parallel sides.
FIG. 9 shows the hollows of a heating element whose hollows have sides concave with respect to the liquid.
Reference is made to Figures 1, 2 and 3; the evaporator body 1 is a vertical cylinder with a rectangular door opening
<Desc / Clms Page number 4>
2 arranged in the lower part of the body, opening which is provided with a door 3o
At the level of the upper line of the door opening 2, there is mounted a vapor manifold 4 which projects through the side of the evaporator body 1 and is provided with an external vapor inlet duct 5 for to the admission of heating steam.
At the door opening 2, the body has a drainage outlet manifold 6 which terminates outside the evaporator body 1 with a drainage outlet pipe 7 intended for the outlet of the evaporator. drainage water from the heating elements.
The evaporator body 1 is provided with three separate removable heating elements 8. Each element 8 has a vapor inlet pipe 9 at the upper front and a drainage outlet pipe 10 at the lower front. A connection elbow 11 connects the pipe 9 to a pipe 12 of the manifold 4, while another connection elbow 13 connects the outlet 10 to a pipe 14 of the manifold 6.
Each heating element 8 comprises two metal convolution plates 15, welded to end pieces 16, the sides of the metal convolution plates having a surface continuous to the liquid to be evaporated and comprising hollows which are substantially parallel to each other and arranged horizontally.
The side convoluted surfaces are closed by the end plates 16 and by upper and lower plates 17 and 18 respectively, so as to enclose a completely enclosed space in which the heating vapor flows through the conduits of 'steam inlet 5, 12 and 9 and from which the resulting condensate leaves through the drainage outlet conduits 10, 14 and 7.
A partition 19 has an orifice 20 at the opposite end of the steam inlet 9 and the drain outlet 10, so as to cause the condensate produced by the condensation of the steam in the heating element to pass through. orifice 20, under partition 19, towards outlet 10, whereby the drained condensate is cooled and withdrawn from the heating influence of the heating steam, so that the total heat removed from the heating steam is found increased.
Wall lights 21 are provided at the base of the evaporator and rails 22 are connected to wall lights 21, these rails constituting supports to which the feet 23 of the base of the heating elements are connected. The rails 22 constitute a support means. heating element while it is in the process of being removed from the evaporator body or being placed in the evaporator body.
The evaporator body is provided with an inlet pipe 24, intended for the admission into the evaporator of raw water, to be evaporated. A pipe 25 is provided for the discharge of the brine from the body of the evaporator and the upper part of the evaporator is provided with a baffle 26 and a vapor outlet pipe 27, intended for the evaporator. evacuation of the vapor produced in the evaporator.
The recesses in the sides of the heating elements 8 are such that heat, transmitted from the heating surface of the sides of the recesses to the raw water contained in the recesses, causes a boiling of an explosive nature which causes the surface to boil. inside the hollows is alternately released from the water by the explosion and irrigated;
this rapid alternation of clearing and irrigation of the surfaces inside the hollow causes
<Desc / Clms Page number 5>
rapid changes in the temperature of the metal forming the heating surface9 resulting in corresponding changes in dimensions and deformations of the heating surface, whereby any scale that has formed on the heating surface is brought in to crack and peel, which keeps the heating surface in a relatively clean condition and achieves a high heat transfer rate and a consequent reduction in the area of the heating surface required for given evaporator vapor production.
When it is desired to remove residual scale from the heating elements, it is comparatively simple to remove the outer door 3, disconnect the connection elbows 11 and 13 and remove the complete heating elements 8 for a cleaning performed on the outside of the evaporator.
Reference is now made to Figures 4, 5 and 6, in which the same references are used to designate the corresponding parts.
Evaporator body 1 has three rectangular openings
2 arranged in the lower part of the body Three separate removable heating elements 8 are provided, each element 8 being introduced through an opening 2 of the body 1. Each heating element 8 comprises two lateral metal convolution plates 15, welded to an end plate 16 to rear and welded into a panel 28 attached to the flat flange 29 which surrounds the respective opening 2.
Upper and lower plates, 17 and 18 respectively, form a completely enclosed space in which the heating vapor flows through an opening 30 of the plate 28.
A partition 19 has an orifice 20 located at the end opposite to that of the steam inlet 30, and a drainage outlet 31 is also provided in the plate 28 so as to bring the condensate produced by condensation of the vapor in the heating element to pass through port 20, under partition 19 and to outlet port 319 whereby the drained condensate is cooled and is sub-contracted to the The heating infuence of the heating steam, so that the total heat removed from the heating steam is increased.
Each heating element is provided with a door cover plate 32 having steam inlet openings 33. A steam manifold 34, having connection pipes, connects the various steam inlet openings 33 to a steam inlet. Steam inlet control valve 35. The door cover plate has drain outlet openings 36 which are connected to a drain outlet header 37. Draining all condensate from the three heating elements is regulated by a drainage outlet valve 38.
The evaporator body is provided with an inlet pipe 24 intended for the admission into the evaporator of the raw water to be evaporated and a pipe 25 is provided for the discharge of the brine from the evaporator body. rateuro
The upper part of the evaporator is provided with a baffle 26 and a vapor outlet pipe 27 intended for the evacuation of the vapor produced in the evaporator.
The recesses of the sides of the removable heating elements 8 are such that the heat transmitted by the heating surface to the sides of the recesses to the raw water which is in the recesses causes a boiling of an explosive nature ;, which causes the release and the '' alternate irrigation of
<Desc / Clms Page number 6>
the heating surface inside the recesses, which causes rapid changes in the temperature of the metal forming the heating surface, which gives rise to corresponding changes in dimensions and deformations of the heating surface, as a result of whereby the scale is caused to crack and loosen, which keeps the heating surface in a relatively clean condition and achieves a high rate of heat transmission.
Each complete heating element can be disconnected from the steam and drain manifolds and removed as a unit from the evaporator for cleaning.
Figure 7 shows the convolutions of the heating element in which the troughs are arranged so that the sides of the troughs tilt relative to each other and the troughs have a width on the outlet side of the trough greater than 'at the base of the hollow.
In FIG. 8, the depicted hollows have sides substantially parallel to each other, this arrangement making it possible to have a larger surface for a given volume of space available inside the evaporator.
Likewise, it may be preferred to arrange the sides of the hollow so that they are slightly curved, so that the sides are concave with respect to the space in which the liquid evaporates, as shown in figure 9.
It is understood that the evaporators shown may be modified in their details and that the constructions shown and described are only typical advantageous forms of construction.
CLAIMS.
1. Evaporator intended to evaporate the raw water, characterized in that each heating element has a substantially rectangular shape and comprises at least two deep convolution walls, each of which has several hollows arranged in parallel, each heating element being removable from the body of the evaporator.