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Ob erflächenverdampfer zur rückstandlosen Verdunstung von Flüssigkeiten
Die Erfindung betrifft Oberflächenverdaml?fer mit berieselten Flächen zur rückstandslosen
Verdunstung von Flüssigkeiten durch Wechselwirkung zu einem gasförmigen Medium.
Hierdurch wird ein in flüssiger Phase gegebener Stoff oder ein Stoffgemisch in die
dampfförmige Phase übergeführt, indem die Flüssigkeit in bekannter Weise in ein
gas- oder dampfförmiges Medium hinein verdunstet, und zwar speziell für den Fall,
daß der aus der verdunstenden Flüssigkeit entstehende Dampf spezifisch schwerer
ist als das Medium, in welches hinein die Verdunstung in Wechselwirkung erfolgt.
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Derartige Oberflächenverdampfer können dazu dienen, einen Gas- oder
Dampfstrom mit dem Dampf der verdunstenden Flüssigkeit zu sättigen, beispielsweise
um ein brennbares Gas-Dampf-Gemisch zu erzielen. Eine andere Verwendung kann darin
bestehen, durch Verdunstung aus der Umgebung Wärme zu entziehen (Verdunstungskälte),
wie es z.B. bei mit druckausgleichendem Hilfsgas arbeitenden Absorptionskältemaschinen
der Fall ist.
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Es sind Verdunstungsapparate bekannt, bei denen die in Wechselwirkung
zu bringenden Flüssigkeiten und Gase durch Scheidewände vollkommen voneinander getrennt
sind, wodurch aber der Wirkungsgrad niedrig liegen muß.
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Die Wirksamkeit bekannter Verdunstungsapparate wird erheblich gesteigert,
indem ein möglichst großer Oberflächenkontakt unmittelbar zwischen der zu verdunstenden
Flüssigkeit und dem betreffenden Medium geschaffen wird, in das hinein eine Verdunstung
erfolgen soll. Ist hierbei der aus der verdunstenden Flüssigkeit entstandene Dampf
spezifisch schwerer als das den Dampf aufnehmende Medium, so ist eine vollkommene
Sättigung auch bei sehr großen Oberflächen der zu verdunstenden Flüssigkeit nicht
erreichbar, da sich zwangläufig unmittelbar über der Flüssigkeit eine gesättigte
Dampfschichl bildet, von der aus die Sättigung der darüber befindlichen Schichten
nur unvollkommen und vor allem sehr langsam durch Diffusion erfolgen kann.
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Die bekannten Verdunstungsapparate suchen diese Schwierigkeit abzuhelfen,
entweder das der Verdunstung dienende Gasmedium, z.B. durch Ventilatoren in Wirbelbewegung
versetzt, in stärkeren Kontakt zur Flüssigkeit zu bringen, oder die Flüssigkeit
wird in das Gas- oder Dampfmedium mittels Düsen oder ähnlicher Verteilereinrichtungen
hineinzerstäubt, wofür dann wiederum besondere Einspritzpumpen u. dgl. verwendet
werden müssen.
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Erfindungsgemäß werden nun die bestehenden Schwierigkeiten für zitierte
Oberilächenverdampfer zum Erzielen rückstandsloser Verdunstung beseitigt, indem
eine zu verdunstende Flüssigkeit innerhalb mit Gefälle eng nebeneinanderliegender
Leitschienen entlanggeführt ist und das der Verdunstung dienende Gasmedium sich
unterhalb dieser Schienen befindet.
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Zweckvoll kann die praktische Gestaltung hierbei so erfolgen, daß
mehrere Bänder lamellenartig nebeneinander, schraubenförmig gewunden innerhalb des
Verdampfergehäuses angeordnet sind, derart, daß sich unterhalb deren Bänderkanten
ein schraubenförmig verlaufender Kanal zur Aufnahme des zur Verdunstung benutzten
Gasmediums bildet.
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Eine zu verdunstende Flüssigkeit läuft hierbei also längs den Unterkanten
von eng nebeneinanderliegenden Schienen herab, welche Schienen wiederum einen darunterliegenden
Kanal zur Führung des zur Verdunstung benutzten Gas- oder Dampfmediums begrenzen.
Ein Abtropfen der Flüssigkeit in das Gasmedium hinein ist hierbei dadurch vermieden,
daß die Flüssigkeit innerhalb der eng nebeneinander geführten Schienen von Oberflächenkräften
gehalten wird. Diese Leitschienen befinden sich erfindungsgemäß also über dem Medium,
das sich mit der zu Dampf verdunsteten Flüssigkeit sättigen soll. Zufolge des größeren
spezifischen Gewichtes der gesättigten Schichten können diese nach unten sinken,
während ungesättigte leichtere Schichten nach oben an die verdunstende Flüssigkeitsoberfläche
steigen. An der Grenzschichtung »Flüssigkeit-Gas-Medium« können sich hiernach keine
bisher nachteiligen Dampfzonen bilden, welche den Verdunstungsvorgang beeinträchtigen.
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Das Wesen der Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels in
der Abbildung beschrieben.
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Mit 1 ist hier die äußere Gehäuseform bezeichnet und mit 2 ein säulenartiges,
in der Mitte des Gehäuses 1 angeordnetes Zylinderteil. Die eng nebeneinanderliegenden
und mit Gefälle versehenen Leitschienen für die zu verdunstende Flüssigkeit sind
mit 5 bezeichnet, die lamellenartig nebeneinanderliegen und schraubenförmig aufgewickelte
Stege darstellen, wodurch ein wendelförmiger Kanal 3 für das gas-oder dampfförmige
Medium gebildet wird, in welches die Flüssigkeit hinein verdunsten soll bei ihrem
Herablaufen an den Unterkanten 8 der Schienen 5, wobei sie sich in ihrem Lauf immer
über dem Verdunstungsmedium hefindet. Erst nachdem die Flüssigkeit durch Verdunstung
in Dampfphase übergeführt ist, fällt dieser Flüssigkeitsdampf im Kanal 3 zufolge
seines spezifisch höheren Gewichtes, während das leichtere Verdunstungsmedium im
Kanal 3 aufsteigt und hier in unmittelbaren Kontakt mit der infolge der Oberflächenspannung
an den Schienenunterkanten 8 gehaltenen Flüssigkeit in Wechselbeziehung kommt. Die
Zwischenräume 7 der Schienen 5 sind hierbei in Abhängigkeit der jeweiligen zu verdampfenden
Flüssigkeit zu dimensionieren, damit diese nur von Oberflächenkräften an den unteren
Kanten 8 gehalten wird und in ihrer flüssigen Phase nicht in das darunterströmende
Gasmedium eindringt. Die durch das Rohr 6 eintretende Flüssigkeit fließt also in
der
Schraubenfläche 4 immer oberhalb des Gasmediums, in das es hineinverdunsten soll,
so daß sich in Ausnutzung der Schwereverhältnisse an der Flüssigkeitsoberfläche
an den unteren Kanten 8, von wo aus die Verdunstung erfolgt, keine gesättigte Schicht
der gas-dampf-förmigen Phase festsetzen kann, die eine weitere Verdunstung verhindert.
Dadurch ist es auch ermöglicht, eine sehr hohe Sättigung ohne irgendwelche mechanisch
bewegten, zusätzlichen Hilfseinrichtungen zu erzielen.