CH686115A5

CH686115A5 - Steam and vapour compressor

Info

Publication number: CH686115A5
Application number: CH254094A
Authority: CH
Inventors: Franz Disler
Original assignee: Franz Disler
Priority date: 1994-08-18
Filing date: 1994-08-18
Publication date: 1996-01-15

Abstract

The compressor for steam and vapour, for heat recovery in an evaporation assembly, is a piston compressor. The suction inlet valve operates without control.

Description

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CH 686 115 A5 CH 686 115 A5

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Beschreibung description

In Eindampfanlagen wird Wasser oder ein anderes Lösungsmittel aus einer Supension oder aus feuchtem Feststoff mittels Erhitzung des Mediums ausgetrieben. In Dampf beheizten Anlagen werden zum Austreiben des Wasserdampfes gleich viel Heizdampf benötigt, wie Wasser in Dampfform aus dem Medium entweicht. Dazu kommen die anlagebedingten Verluste durch Wärmeabstrahlung. Bei herkömmlichen Verdampfern ist mit einem Wärmeaufwand von ca. 1,5 mal der Abdampfwärme zu rechnen, wenn keine Wärmerückgewinnung vorgesehen ist. In evaporation plants, water or another solvent is expelled from a suspension or from moist solid by heating the medium. In steam-heated systems, the same amount of heating steam is required to expel the water vapor as water in vapor form escapes from the medium. In addition, there are system-related losses due to heat radiation. With conventional evaporators, a heat expenditure of approx. 1.5 times the heat of evaporation can be expected if no heat recovery is provided.

Eine wirksame Rückgewinnung der grossen Energiemenge im Abdampf wird schon seit vielen Jahren praktiziert. Das einfachste Verfahren der Wärmerückgewinnung aus Abdampf ist die Hintereinanderschaltung von zwei oder mehr Verdampfern. Dabei heizt der erste Verdampfer den zweiten, der zweite den dritten usw. Bei diesem Verfahren wird nur der erste Verdampfer mit Frischdampf beheizt. Bei einer 5-stufigen Anlage ist der Dampfverbrauch 1/5 des einstufigen Verdampfers. Effective recovery of the large amount of energy in the exhaust steam has been practiced for many years. The simplest method of heat recovery from exhaust steam is to connect two or more evaporators in series. The first evaporator heats the second, the second the third etc. In this method, only the first evaporator is heated with live steam. In a 5-stage system, the steam consumption is 1/5 of the one-stage evaporator.

Für Anlagen, bei denen dieses Verfahren nicht angewendet werden kann, sind mechanische Brüdenverdichter schon lange im Einsatz. Als Verdichter werden die bekannten ROOTES-Gebläse verwendet. Diese einfachen Maschinen haben sich vor allem im Unterdruckbereich bis 1 bar durchgesetzt. Da die Rotoren berührungslos arbeiten, bestehen zwischen Rotoren und Gehäuse Spalten, die üblicherweise bei den in Frage kommenden Maschinen durchgehend 0,2 mm betragen. Bei einem Druckunterschied von ca. 1 bar zwischen Ansaug- und Kompressionsseite wird der Dampfverlust durch Rückströmung von Dampf so gross, dass die gesamte Förderleistung von der Druckseite auf die Ansaugseite zurückströmt. Die Saugleistung sinkt bei ca. 1,5 bar auf 0 ab. Durch die Kompressionsarbeit des Verdichters steigt die Dampftemperatur dabei unzulässig an. Mechanical vapor compressors have long been in use in systems where this method cannot be used. The well-known ROOTES blowers are used as compressors. These simple machines have established themselves above all in the vacuum range up to 1 bar. Since the rotors work without contact, there are gaps between the rotors and the housing, which are usually 0.2 mm throughout for the machines in question. With a pressure difference of approx. 1 bar between the suction and compression side, the steam loss due to backflow of steam becomes so great that the entire flow rate flows back from the pressure side to the suction side. The suction power drops to 0 at approx. 1.5 bar. Due to the compression work of the compressor, the steam temperature rises inadmissibly.

Der Abdampf-Verdichter, der Gegenstand dieser Patentanmeldung ist, ist für Eindampfanlagen konstruiert, die im Druckbereich zwischen 0,5 bis 3 bar arbeiten und ist geeignet sauberen und verschmutzten Wasserdampf anzusaugen und zu komprimieren. Eine Dampf-Rückströmung zwischen Kompressionsseite und Ansaugseite findet nicht statt. Die Ansaugleistung ist damit auch bei höherer Druckdifferenz gewährleistet. Der Verdichter ist so konzipiert, dass er von Fachpersonal, wie Automechani-ker, gewartet werden kann. The exhaust steam compressor, which is the subject of this patent application, is designed for evaporation plants that operate in the pressure range between 0.5 and 3 bar and is suitable for sucking in and compressing clean and contaminated water vapor. There is no steam backflow between the compression side and the suction side. The suction power is thus guaranteed even with a higher pressure difference. The compressor is designed in such a way that it can be serviced by specialist personnel, such as auto mechanics.

Zur Herstellung von Ersatzteilen genügt eine mechanische Werkstätte, wenn Ersatzteile nicht ab Lager erhältlich wären. A mechanical workshop is sufficient to produce spare parts if spare parts are not available from stock.

Der Abdampfverdichter ist ein Kolbenkompressor mit steuerungslosen Ein- und Auslassventilen. Auf der Zeichnung Fig. 1 bedeuten: The exhaust steam compressor is a piston compressor with control-free inlet and outlet valves. In the drawing Fig. 1 mean:

1 Maschinenständer 1 machine stand

2 Kurbelantrieb, Pleuelstange, Kreuzkopf & Kolbenstange 2 crank drive, connecting rod, cross head & piston rod

3 Kolben mit Dichtringen 3 pistons with sealing rings

4 Fliegend gelagerte Zylinderbuchse 4 Overhung cylinder liner

5 Obere Dampfansaugöffnung (offen) 5 Upper steam suction opening (open)

5.1 Untere Dampfansaugöffnung (geschlossen) 5.1 Lower steam suction opening (closed)

6 Oberes Dampf-Auslassventil 6 Upper steam outlet valve

7 Oberer Druck-Dampfraum 7 Upper pressure steam room

8 Unteres Dampf-Auslassventil 8 Lower steam outlet valve

9 Unterer Druck-Dampfraum 9 Lower pressure steam room

10 Dampf-Ansaug 10 steam suction

11 Dampf-Austritt 11 Steam outlet

Die Konstruktion des Kurbelantriebes und des Kolbenverdichters ist vom Dampfmaschinenbau und Motorenbau her bekannt. Neu ist vor allem die steuerungslose Betätigung des Ansaugventils. Der Zylinder 4 wird durch Gleitflächen zentriert und geführt. Im oberen und unteren Totpunkt des Kolbens wird der Zylinder durch die Kolbenbewegung mittels des Gleitwiderstandes der Kolbendichtungen nach oben, resp. nach unten gedrückt und öffnet resp. schliesst die Ansaug-Ringöffnung. Durch diese Erfindung können grosse Öffnungsquerschnitte und damit hohe Kolbengeschwindigkeiten erreicht werden. Zudem wird der tote Raum, der die Leistung des Verdichters beim Ansaugen und Komprimieren reduziert auf ein Minimum verkleinert. The construction of the crank drive and the piston compressor is known from steam engine construction and engine construction. The control-free actuation of the intake valve is new. The cylinder 4 is centered and guided by sliding surfaces. At the top and bottom dead center of the piston, the cylinder is moved upwards by the piston movement by means of the sliding resistance of the piston seals, respectively. pressed down and opens resp. closes the suction ring opening. With this invention, large opening cross sections and thus high piston speeds can be achieved. In addition, the dead space that reduces the performance of the compressor during suction and compression is reduced to a minimum.

Bei Pannen in der Verdampferanlage ist ein Übersieden des Mediums möglich. Dabei gelangen in kurzer Zeit grosse Mengen schäumendes Material in den Abdampfverdichter. Dieser Schlamm, der auch Feststoffe in grosser Menge enthalten kann, führt bei ROOTES-Gebläsen zu rascher Zerstörung der Verdichter. If the evaporator breaks down, the medium can boil over. Large amounts of foaming material get into the exhaust steam compressor in a short time. This sludge, which can also contain solids in large quantities, quickly destroys the compressors in ROOTES blowers.

Beim Kolbenverdichter nach dieser Patentanmeldung würde Schaum, der in grossen Mengen in den Zylinderraum eintritt, ev. zur Zerstörung des Kolbens führen. Ein Ersatzkolben ist aber billig und könnte auch auf einer firmeneigenen Drehbank hergestellt werden. In the piston compressor according to this patent application, foam that enters the cylinder space in large quantities would possibly destroy the piston. However, a replacement piston is cheap and could also be made on a company's own lathe.

Claims

1. Exhaust steam / vapor compressor for heat recovery in evaporation plants, characterized in that a piston compressor is used.

2. Compressor according to claim 1, characterized in that a loosely mounted cylinder liner through the piston friction in the upper, respectively. lower end position is pushed and so up, respectively. a steam inflow gap opens and closes below.

3. Compressor according to claim 1 or 2, characterized in that the dead spaces between the compression space and valves can be reduced to a minimum, thereby ensuring a maximum delivery rate.

4. Compressor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the large possible cross sections of the steam, respectively. Allow outlet to increase performance.

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