Verfahren zum Eindampfen von Flüssigkeiten in taugen, aufrechten Röhren mittels die Rohren umspülenden Heizdampfes.
Bei vorbekannten Einrichtungen, in welchen Flüssigkeiten in langen, hauptsÏchlich vertikalen Röhren eingedampft werden, ist der die Rohren umgebende Heizraum nicht unterteilt. Will man in an si. ch bekannter Weise diesem Heizraume Dampf zuf hren, welcher aus der eingedampften Flüssigkeit entstanden ist und zwecks Wärmeabgabc- möglichkeit verdichtet wurde, so muss die ganze für die Heizung benötigte Dampfmenge auf die hohe Sattdampftemperatur und damit auf den hohen Druck gebracht werden, welcher für die Erreichung der vorgeschrie- benen Gesamtkonzentration der Flüssigkeit erforderlich ist.
Dies erforclert eine grosse
Verdichtungsarbeit. In ändern Verdamp- fnngseinrichtungen, in welchen mehrere Heiz- k¯rper mit horizontalen R¯hren in Hinter einanderschaltung nebeneinander augeorclnet wurden, hat man zwecks Ersparnis an Ver- dichterarbeit die einzelnen Heizruume mit
Dampf von verschiedenem Drucke versorgt, so da? nur derjenige Dampf auf die höchste
Temperatur und den h¯chsten Druck ge bracht werden mu?, welcher den Schlu? der Eindampfung erwirken soll.
Die Nebenein anderanor. dnung einzelner Heizkörper mit VerhÏltnismÏ?ig kurzen, je f r sich an beiden Enden gut abzudichtenden R¯hren bedingt groBeIl P ! atzbedarf, gro?e Herstellungs- kosten und wegen den vielen Dichtungsstellen eine erhebliche Unsicherheit der ganzen Anlage. Es sind deshalb Verdampfungsk¯rper mit langen vertikalen R¯hren sowohl wegen ihres niedrigeren Herstellungspreises, als auch wegen ihrer besseren Wirkungs- weise vorzuziehen. In langen R¯hren bildet sich nÏmlich cine verhÏltnismÏ?ig gro?e Dampfmenge, welche eine grosse Bewegungs- g der in einer R¯hre befind lichen Fl ssigkeitsteilchen und damit einen guten WÏrme bergang erwirkt.
GemÏ? vor liegender Erfindung ist der die langen, auf rechten R¯hren umgebende Heizraum senk recht zu den Röhrenaxen in übereinander liegende T, eile (Kammern) unterteilt, und es wird in diese Kammern Dampf von verschie- denem Druek eingef hrt, derart, dass der
Heizdampfdruck in den Kammern, dem'Eon- zentrationsgrade der Flüssigkeit in cleii Ver- dampfungsr¯hren entsprechend, von unten nach oben zunimmt, die unterste Hammer also den niedersten, die oberste den höchsten Heizdampfdruckaufweist.
In dem Falle, da'der aus der eingedampf- ten Fl ssigkeit entstandene Dampf abgesaugt, mittelst eines. Kreiselverdichters verdichtet und als Heizdampf dem Verdampfungsk¯rper wieder zugef hrt wird, kann das Verfallren so ausgebildet sein, dass der in einen zweiseitig ansaugenden Niederdruckteil und in einen einseitig ansaugenden Hochdruckteil unterteilte Kreiseiverdichter den aus der eingedampften Fl ssigkeit entstandenen Dampf im Niederdruckteil auf eine erste niedere Druckstufe verdielitet, von welcher ein Teil des Dampfes der untersten Kammer des Verdampferk¯rpers, der andere Teil dem Hochdruckteil des Kreiselverdichters zugefiilrt, darin weiter verdichtet und zum Teil aus einer Zwischenstufe in eine mittlere Kammer,
zum andern Teil aus der letzten Verdichterstufe in die oberste Kam- mer des Verdampferkörpers geführt wird.
Das Verfahren kann auch so ausgeführt werden, dass ein in zwei parallel geschaltete Niederdruckteile einen Mitteldruck- und einen Rochdruckeil unterteilter Kreiselver- di chter derart verwendet wird, dass der aus der eingedampften Flüssigkeit entstaudene Dampfindenbeidenparallelarbeitenden Niederdruckteilen auf eine erste Druckstufe verdichtet, von welcher ein Teil des Dampfes der untersten Kammer des Verdampferk¯r pers, der andere Teil dem Mifteldruekteil des Kreiselverdichters zugef hrt,darin weiterverdichtet und alsdann-zum Teil in eine mittlere Kammer des Verdampferk¯rpers, zum andern Teil dem Hochdruckteil des Kr@isel- verdichters und von dessen Austrittstutzen der obersten Kammer des s Verdampferk¯rpers zugef hrt wird.
Die Zeichnung zeigt drei Ausf hrungsbeispiele von Eindampfvorrichtungen, welche nach vorliegendem Verfahren arbeiten. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist der Kreiselverdichter eingehäusig ausgebildet und saugt einseitig an. Bei dem in Fig. 2 ersicht liclnen Beispiel ist der Iireiselvcrdicliter in einen zweiseitig ansaugenden Niederdruckteil und in ! einen einseitig ansaugenden Hoch druekteil unterteilt. Gemäss Fig. 3 ist der Kreiselverdichter in zwei parallel geschaltete Niederdruckteile, einen Mittel-'und einen Hochdruckteil unterteilt.
Li Fig. 1 ist der Verd. ampferkörper im vertikalen Querschnitte, der Kreiselverdichter in Au?enansicht dargestellt. Der Verdampferk¯rper enthÏlt, im Querschnitte gesehen, sechs Verdampfungsr¯hren 1, welche im VerhÏltnis zu ihrem lichten Durchmesser eine grouse roBe besitzen.
Sie sind unten und oben durch horizontale Platten 2 und 3 ge- CaBt. Zwischen diesen Platten, den Ver- dampfu ungsröhren l und dem Mantel 4 des Verdampiungskörpers ist der Heizraum ein- gesehlossen Er ist durch zwei-weitere hori- zontale Platten 5 und 6 in drei iibereinander angeordnete Kammern 7, 8 und 9 unterteilt.
Die horizontalen Platten brauchen gegenüber . R¯hren 41 nichet völlig dicht zu halten, weil höchstens etwas Dampf o. der Flüssigkeit von einer Kammer in die nächstliegende ge langenkann,wodurchnurgeringeVerluste im Wirkungsgrad. erfolgen können. In die Röhren l gelangt einzudampfende Flüssig- lceit aus dem untersten Behälter 10, in welchen sie durch den Stutzen .11 eingef hrt wird. Der in den R¯hren 1 entstehende Dampf sammelt sich im Raine 12 und wird aus demselben mittelst des Rohres 13 vom Kreiselverdichter 14 abgesaugt. Dieser Ver- dichter enthÏlt sechs Druckstufen.
Aus der StuTe II wird ein Teil, zum Beispiel die Hälfte des gesamten Dampf gewichtes, mit telst des Rohres 15 in die unterste Kammer 7 des Verdampfungsk¯rpers gef hrt. Aus der Druckstufe IV des Verdieliters wird ein wei- terer Teil, beispielsweise 1/4 des gesamten Dampfgemisches mittelst. des Rohres 16 in die mittlere Heizkammer 8 und aus der Stufe VI der letzte Teil, das ist zum Beispiel clas letzte Viertel des gesamten Dampf gewichtes, mittelst des Rolires 17 in clie oberste Heizkammer 9 geführt. In den Röh- ren 1 bilden sich Dampfblasen, welche nach o4eii klettern und dabei Fl ssigkeitsteile von unten nach oben tragen.
In an sich be kannter Weise sammelt sich über der Platte 3 Fl ssigkeit von gr¯¯ter Konzentration, welche durch den Stutzen 18 abgef brt wird. Im untern Teil der R¯hren 1 ist erst ein geringer Teil der Fl ssigkeit verdampft. Hier herrscht also die geringste Konzentration. In der Umgebung des untersten Teils der Verdampfungsr¯bren. das ist also in der untern Heizkammer 7. herrscht der niederste. in der obersten Heizkammer 9 der h¯chste. in der mittlern Heizkammer 8 der mittlern Heizdruck, und damit ist die Bedingung erf llt. Da¯ den innerhalb der Verdampfungsr¯hren befindlichen Orten hoher Konzentration Kammern zugeordnet sind. welehe einen h¯heren Heizdruek besitzen, als diedarunteriiegen- den Kammern.
Bei den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Beispielen sind die Verdampfungsk¯rper 21, bezw. 31. die Kreiselverdiehter samtihren Antriebsmotoren und die Rohrleitungen nur schematisch augedeutet. Gemϯ Fig. 2 zerfÏllt der vom Elektromotor 20 angetrie benne Kreiselverdiehter in einen Niederdruck teil 22 und einen dahinter geschalteten Hochdruckteil 23. Ersterem wird der ans dem Verdampferk¯rper 21 kommende Dampf mit telst des gegabelten Rohres 24 an den beiden Enden zugef hrt. Der im Niederdruckteil 22 verdichtete Dampf tritt bei 25 aus und verteilt sich in die Rohre 26 und 27. Ersteres fiihrt wu der untersten Kammer des Verdampferk¯rpers 21. Das Rohr 27 fuhrt den brigbleibenden Dampf in den Hochdruckteil 23 des Kreiselverdichters.
Aus einer Zwi-schenstufe desselben wird Dampf mittleren Druckes durch das Rohr 28 zu der mittleren Kammer, und ans der Endstufe des Krei. set- verdichters 23 wird der Rest des Dampfes durci das Rohr 29 zur h¯chstgelegenen Kammer des Verdampferk¯rpers 21 gef hrt.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausfüh- rnngsbeispiel treibt der Elektromotor 32 mit- telst Zahnradvorgelege den Kreiselverdichter an. Derselbe ist unterteilt in die beiden be zügllel) Dampfftusses parallel gesciialteten Niederdru@kteile 33 und 34. den dahinter ges@halteten Mitte@@@u@kteil 35 und den Hoch- druckteil 36. Die Zuf hrung des Dampfes aus dem Verdampferk¯rper 31 zu den Nieder d@@ekteilen 3: und 34. die Verteilung des @ampfes nach den h¯heren Druckstufen des
Kreiselverdiehters und den drei Heizkammern des Verdampferk¯rpers 31 ist in der
Fig. 3 durch die darin eingezeichneten Pfeile @@ieht ersiehtli@h.
Process for the evaporation of liquids in suitable, upright tubes by means of heating steam flowing around the tubes.
In previously known devices in which liquids are evaporated in long, mainly vertical tubes, the boiler room surrounding the tubes is not divided. If you want to get in to si. In a known manner, to supply steam to this heating room, which has arisen from the evaporated liquid and has been compressed for the purpose of giving off heat, then the entire amount of steam required for heating must be brought to the high saturated steam temperature and thus to the high pressure required to achieve this the prescribed total concentration of the liquid is required.
This explores a great one
Compaction work. In other evaporation devices, in which several radiators with horizontal pipes are connected in series, the individual heating rooms are included in order to save compressor work
Steam supplied at different pressures, so there? only the one steam at the highest
Temperature and the highest pressure must be brought, which is the final to bring about evaporation.
The side by side. The expansion of individual radiators with relatively short pipes that can be sealed well at both ends requires a large amount of P! The need for etching, high manufacturing costs and, because of the many sealing points, considerable uncertainty in the entire system. Evaporation bodies with long vertical tubes are therefore to be preferred both because of their lower production price and because of their better mode of operation. A relatively large amount of steam is formed in long tubes, which causes a large amount of movement of the liquid particles in a tube and thus good heat transfer.
GemÏ? In the present invention, the boiler room surrounding the long, right-hand pipes is divided perpendicular to the pipe axes into superimposed T-parts (chambers), and steam of various pressures is introduced into these chambers in such a way that the
Heating steam pressure in the chambers, corresponding to the degree of concentration of the liquid in the evaporation tubes, increases from bottom to top, so the lowest hammer has the lowest, the uppermost the highest heating steam pressure.
In the event that the vapor produced from the evaporated liquid is sucked off by means of one. Centrifugal compressor is compressed and fed back to the evaporation body as heating steam, the decay can be designed in such a way that the circular compressor, which is divided into a low-pressure part that draws in on both sides and a high-pressure part that draws in on one side, lowers the vapor that has arisen from the evaporated liquid in the low-pressure part Pressure stage, of which part of the vapor is fed to the lowest chamber of the evaporator body, the other part to the high pressure part of the centrifugal compressor, further compressed therein and partly from an intermediate stage into a middle chamber,
on the other hand, from the last compressor stage into the top chamber of the evaporator body.
The method can also be carried out in such a way that a centrifugal compressor divided into two low-pressure parts connected in parallel, a medium-pressure part and a high-pressure part, is used in such a way that the steam accumulating from the evaporated liquid compresses both low-pressure parts working in parallel to a first pressure stage, of which part of the Steam of the lowest chamber of the evaporator body, the other part is fed to the central pressure part of the centrifugal compressor, further compressed therein and then-partly in a middle chamber of the evaporator body, on the other hand the high pressure part of the centrifugal compressor and from it The outlet nozzle of the uppermost chamber of the evaporator body is fed.
The drawing shows three exemplary embodiments of evaporation devices which operate according to the present method. In the example shown in FIG. 1, the centrifugal compressor has a housing and sucks in on one side. In the example shown in FIG. 2, the Iireiselvcrdicliter is in a two-sided suction low-pressure part and in! subdivided a unilaterally suction high pressure part. According to FIG. 3, the centrifugal compressor is divided into two low-pressure parts connected in parallel, a middle part and a high-pressure part.
Li Fig. 1 is the Verd. Ampfer body in vertical cross-section, the centrifugal compressor shown in external view. The evaporator body contains, seen in cross section, six evaporation tubes 1, which have a large size in relation to their internal diameter.
They are cabled at the bottom and at the top by horizontal plates 2 and 3. The heating space is enclosed between these plates, the evaporation tubes 1 and the jacket 4 of the evaporation body. It is divided into three chambers 7, 8 and 9 arranged one above the other by two further horizontal plates 5 and 6.
The horizontal panels need opposite. Pipes 41 cannot be kept completely tight, because at most a little steam or liquid can get from one chamber to the next, resulting in minimal losses in efficiency. can be done. Liquid to be evaporated enters the tubes 1 from the lowest container 10, into which it is introduced through the nozzle 11. The steam generated in the tubes 1 collects in the channel 12 and is sucked out of the same by the tube 13 by the centrifugal compressor 14. This compressor has six pressure stages.
From stage II, a part, for example half of the total steam weight, is fed into the lowermost chamber 7 of the evaporation body by means of the pipe 15. A further part, for example 1/4 of the total vapor mixture, is averaged from pressure stage IV of the Verdieliter. of the tube 16 into the middle heating chamber 8 and from stage VI the last part, that is, for example, the last quarter of the total steam weight, guided by means of the roller 17 into the uppermost heating chamber 9. Vapor bubbles form in the tubes 1, which climb to the top and in doing so carry parts of liquid from the bottom to the top.
In a manner known per se, liquid of the greatest concentration collects above the plate 3 and is discharged through the nozzle 18. In the lower part of the tubes 1 only a small part of the liquid has evaporated. So here is the least concentration. In the vicinity of the lowest part of the evaporation tubes. So that is in the lower heating chamber 7. the lowest one prevails. in the uppermost heating chamber 9 the highest. in the middle heating chamber 8 the middle heating pressure, and thus the condition is fulfilled. Dā chambers are assigned to the places of high concentration within the evaporation tubes. which have a higher heating pressure than the chambers below.
In the examples shown in FIGS. 2 and 3, the evaporation bodies 21, respectively. 31. the rotary throws including their drive motors and the pipelines only indicated schematically. According to Fig. 2, the centrifugal compressor driven by the electric motor 20 breaks up into a low-pressure part 22 and a high-pressure part 23 connected behind it. The steam coming to the evaporator body 21 is fed to the former by means of the forked pipe 24 at both ends. The steam compressed in the low-pressure part 22 exits at 25 and is distributed into the tubes 26 and 27. The former leads to the lowest chamber of the evaporator body 21. The tube 27 leads the remaining steam into the high-pressure part 23 of the centrifugal compressor.
From an intermediate stage of this, medium pressure steam is passed through pipe 28 to the central chamber, and to the final stage of the circuit. Set compressor 23, the remainder of the steam is conducted through pipe 29 to the highest chamber of evaporator body 21.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the electric motor 32 drives the centrifugal compressor by means of a gear reduction. It is subdivided into the two low pressure parts 33 and 34, which are parallel-sciialed, the middle part 35 behind and the high pressure part 36. The supply of the steam from the evaporator body 31 to the lower parts 3: and 34. the distribution of the steam according to the higher pressure levels of the
Centrifugal compressor and the three heating chambers of the evaporator body 31 is in the
3 by the arrows @@ ieht ersichtli @ h drawn therein.