Claims (4)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Wasserbeheizter Verdampfer für tiefsiedende, verflüssigte Gase, gekennzeichnet durch von Wasser und vom Gas durchströmte Rohre (1, 2, 3, 4), die einander berührend wendeiförmig gebogen sind und den Mantel eines Zylinders bilden,1. Water-heated evaporator for low-boiling, liquefied gases, characterized by tubes (1, 2, 3, 4) through which water and gas flow, which are helically bent in contact with one another and form the jacket of a cylinder,
wobei die Rohre entlang der Berührungslinien miteinander verlötet oder verschweisst sind.the tubes being soldered or welded together along the lines of contact.
2. Verdampfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch jeweils ein Rohr für das Wasser und das Gas.2. Evaporator according to claim 1, characterized by a respective tube for the water and the gas.
3. Verdampfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch jeweils mindestens zwei Rohre für das Wasser (1, 3) und das Gas (2,4).3. Evaporator according to claim 1, characterized by at least two tubes for the water (1, 3) and the gas (2,4).
4. Verwendung des Verdampfers nach Anspruch 1 als Grundeinheit für ein baukastenförmig aufgebautes Verdampferaggregat.4. Use of the evaporator according to claim 1 as a basic unit for a modular evaporator unit.
Wenn grosse Mengen tiefsiedender, verflüssigter Gase in kurzer Zeit verdampft werden müssen, z.B. Methan für Heizzwecke zur Spitzenlastdeckung oder Stickstoff zur Grubenbrandbekämpfung, verwendet man oft Wasserbadverdampfer. Diese sind sehr voluminös und teuer in der Fertigung. Hierdurch sind wasserbeheizte Verdampfer gegenüber solchen Verdampfern im Nachteil, bei denen das verflüssigte Gas ohne die Zwischenschaltung eines Wasserkreislaufes direkt durch Verbrennung eines Brennstoffes, z.B. Propangas, verdampft wird.If large quantities of low-boiling, liquefied gases have to be evaporated in a short time, e.g. methane for heating purposes to cover peak loads or nitrogen for fighting mine fires, water bath evaporators are often used. These are very bulky and expensive to manufacture. As a result, water-heated evaporators are at a disadvantage compared to evaporators in which the liquefied gas is vaporized directly by burning a fuel, e.g. propane gas, without the interposition of a water circuit.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines wasserbeheizten Verdampfers für tiefsiedende, verflüssigte Gase, der die Nachteile bekannter Ausführungen vermeidet und insbesondere einfach in der Herstellung ist, wenig Raum einnimmt und nach dem Baukastensystem zu Verdampfern beliebiger Grösse erweitert werden kann. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierten Massnahmen gelöst.The object of the invention is to create a water-heated evaporator for low-boiling, liquefied gases that avoids the disadvantages of known designs and is particularly simple to manufacture, takes up little space and can be expanded to evaporators of any size using the modular system. This object is achieved by the measures defined in the characterizing part of claim 1.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Verdampfers sind in den Ansprüchen 2 und 3 umschrieben.Claims 2 and 3 describe particularly advantageous configurations of the evaporator.
Bei der vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 3 kann der Zylinder in Sonderfällen auch aus noch mehr parallel zueinander verlaufenden Rohren gefertigt sein.In the advantageous embodiment according to claim 3, the cylinder can also be made of even more parallel tubes in special cases.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verdampfers besteht darin, dass er als Grundeinheit für ein baukastenförmig aufgebautes Verdampferaggregat beliebiger Grösse dienen kann. Bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen:A particular advantage of the evaporator according to the invention is that it can be used as a basic unit for a modular evaporator unit of any size. Preferred embodiments of the subject of the invention are described in more detail below with reference to the drawings, which show:
Fig. 1 einen Verdampfer mit jeweils zwei Rohren für das Wasser und Gas;1 shows an evaporator with two tubes each for the water and gas;
Fig. 2 eine Seitenansicht von Fig. 1;Figure 2 is a side view of Figure 1;
Fig. 3 den Zusammenbau mehrerer Verdampfer gemäss Fig. 1 zu einem Register; undFIG. 3 shows the assembly of several evaporators according to FIG. 1 to form a register; and
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A—B in Fig. 3.Fig. 4 shows a section along the line A-B in Fig. 3.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Verdampfer besteht aus den vier wendeiförmig gebogenen Rohren 1, 2, 3 und 4. Die vier Rohre berühren einander derart, dass sie einen Zylinder bilden. Die Rohre 1 und 3 werden vom Wasser, die Rohre 2 und 4 von dem zu verdampfenden Gas, beispielsweise flüssigem Stickstoff, durchströmt. Die Rohre bestehen aus Kupfer. Entlang der Berührungslinien sind die Rohre miteinander verlötet. Ueber die Lötstelle wird die Wärme übertragen. Im praktischen Betrieb hat sich gezeigt, dass die Lötstellen nicht beschädigt werden, obwohl jeweils zwei benachbarte Rohre sehr unterschiedliche Temperaturen haben.The evaporator shown in FIGS. 1 and 2 consists of four helically bent tubes 1, 2, 3 and 4. The four tubes touch one another in such a way that they form a cylinder. Water flows through tubes 1 and 3, and the gas to be evaporated, for example liquid nitrogen, flows through tubes 2 and 4. The pipes are made of copper. The tubes are soldered to one another along the lines of contact. The heat is transferred via the soldering point. In practical operation, it has been shown that the soldering points are not damaged, even though two adjacent pipes have very different temperatures.
Da mit dem erfindungsgemässen Verdampfer in der Regel sehr grosse Gasmengen verdampft werden sollen, reicht normalerweise ein einzelner Verdampfer, wie er in den Fig. 1 undSince, as a rule, very large amounts of gas are to be evaporated with the evaporator according to the invention, a single evaporator, as shown in FIGS. 1 and 1, is normally sufficient
2 dargestellt ist, nicht aus. In den Fig. 3 und 4 ist daher dargestellt, wie mehrere Einzelverdampfer zu einem Verdampfer-Register zusammengefasst werden können. Das Verdampfer-Register besteht aus fünf Einzelverdampfern. Die Rohre 1 und2 is not off. 3 and 4 therefore show how several individual evaporators can be combined to form an evaporator register. The evaporator register consists of five individual evaporators. The tubes 1 and
3 der Einzelverdampfer sind mit dem Wassereintrittsrohr 5 bzw. dem Wasseraustrittsrohr 6 verbunden. Entsprechend sind die Rohre 2 und 4 mit dem Gaseintrittsrohr 7, bzw. dem Gasaustrittsrohr 8 verbunden. Das Gaseintrittsrohr 7 sowie das Gasaustrittsrohr 8 sind jeweils einseitig durch Verschlüsse 9 und 10 geschlossen. Entsprechend ist das Wassereintrittsrohr 5 durch einen Verschluss 11 und das Wasseraustrittsrohr 6 durch einen Verschluss 12 jeweils auf einer Seite verschlossen. In den einzelnen Verdampfern strömen somit das Wasser und das zu verdampfende Gas im Gleichstrom. Gegenüber der Führung der Medien im Gegenstrom wird hierbei zwar eine etwas grössere Austauschfläche benötigt, doch ermöglicht der Gleichstrom eine bessere Regulierung für den Verdampfer, sowie eine höhere Sicherheit gegen Eisbildung.3 of the individual evaporators are connected to the water inlet pipe 5 and the water outlet pipe 6, respectively. Correspondingly, the tubes 2 and 4 are connected to the gas inlet tube 7 and the gas outlet tube 8, respectively. The gas inlet pipe 7 and the gas outlet pipe 8 are each closed on one side by closures 9 and 10 . Correspondingly, the water inlet pipe 5 is closed by a closure 11 and the water outlet pipe 6 by a closure 12, each on one side. The water and the gas to be evaporated thus flow in parallel in the individual evaporators. Although a slightly larger exchange surface is required here compared to guiding the media in countercurrent, the direct current enables better regulation for the evaporator and greater security against ice formation.
Falls eine höhere Verdampferleistung verlangt wird, können auch mehrere der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Verdampfer-Register zu einem Verdampferaggregat zusammengefasst werden. Es können auch mehrere Aggregate über Sammelleitungen miteinander verbunden werden. Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Verdampfer stellt somit die Grundeinheit für ein Verdampferaggregat beliebiger Grösse dar. Die Verdampfer-grösse kann ohne jegliche Schwierigkeit der jeweils erforderlichen Verdampferleistung angepasst werden, was mit bisher üblichen Wasserbadverdampfern nicht möglich war. Dabei werden nur wenige, sich immer wiederholende Bauteile benötigt. Dies führt zu Kostenersparnissen durch Fertigung der Einzelteile in grossen Stückzahlen und geringen Umfang der Lagerhaltung. Ein weiterer Vorteil ist der für einen wasserbeheizten Verdampfer verhältnismässig geringe Raumbedarf.If a higher evaporator output is required, several of the evaporator registers shown in FIGS. 3 and 4 can also be combined to form an evaporator unit. Several aggregates can also be connected to one another via collector lines. The evaporator shown in FIGS. 1 and 2 thus represents the basic unit for an evaporator unit of any size. The evaporator size can be adapted to the required evaporator capacity without any difficulty, which was not possible with conventional water bath evaporators. Only a few repetitive components are required. This leads to cost savings due to the production of individual parts in large numbers and a low level of warehousing. Another advantage is the relatively small space requirement for a water-heated evaporator.
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2 Blatt Zeichnungen2 sheets of drawings