DE1176162B

DE1176162B - Verdampfer fuer Fluessiggas mit Eisenentfernungseinrichtung

Info

Publication number: DE1176162B
Application number: DEA38534A
Authority: DE
Inventors: Yves Guelton
Original assignee: Air Liquide SA
Current assignee: Air Liquide SA
Priority date: 1960-10-12
Filing date: 1961-10-10
Publication date: 1964-08-20
Also published as: US3124940A; FR1276751A; GB951136A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES -007WW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: F 25 j

Deutsche Kl.: 17 g-5/02

Nummer: Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1176162
A38534Ia/17g
10. Oktober 1961
20. August 1964

Die Erfindung betrifft einen Verdampfer für bei niedriger Temperatur durch Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft zu verdampfendes Flüssiggas mit einer aus Besen bestehenden Einrichtung zum Entfernen des sich auf den Wärmeaustauschflächen absetzenden Eises.

Derartige Verdampfer werden beispielsweise zur Verdampfung von unter Druck bei niedriger Temperatur verflüssigten Gasen, z. B. von flüssigem Sauerstoff, unter Atmosphärendruck verwendet; solche Verdampfer haben zum Teil eine stündliche Ausgangsleistung von mehreren hundert Kubikmetern verdampften Gases. Sie werden gewöhnlich durch eine Anzahl von zueinander parallelen, vertikalen Platten gebildet, an denen Rohrschlangen befestigt sind, durch die das zu verdampfende Flüssiggas hindurchgeleitet wird. Durch Ventilatoren wird die Umgebungsluft auf die die Rohrschlangen tragenden Platten geblasen, damit die Verdampfung und die Aufheizung des Flüssiggases beschleunigt werden.

Derartige Verdampfer werden insbesondere in Fülleinrichtungen für Druckgasflaschen eingeschaltet, und zwar zwischen die Pumpen, die den flüssigen Sauerstoff aus dem zugehörigen Vorratsbehälter ansaugen, und der Flaschenrampe, wo die Pumpen den Sauerstoff mit einem Druck von beispielsweise 150 kg/cm² auffüllen. Unter praktischen Betriebsumständen durchgeführte Maßnahmen zeigen, daß bei den verschiedenen verflüssigten Gasen diese Verdampfer ein Gas erzeugen, dessen Austrittstemperatür einen Unterschied von einigen 10° C gegenüber der Umgebungstemperatur aufweist, wobei sich dieser Unterschied in Abhängigkeit von der Zeit und auch von der Feuchtigkeit der Umgebungsluft ändert. Dieser Nachteil ist unter den normalen Betriebsbedingungen unerwünscht; er ergibt sich aus dem schlechten Wirkungsgrad des Verdampfers infolge der Ansammlung von Eis auf den Platten, das schnell den Wärmeaustausch herabsetzt.

Es ist nun bereits eine Entfrostung der Wärmeaustauschflächen solcher Verdampfer mittels besenartiger Kratz- oder Schab-Elemente bekannt geworden, die eine Hin- und Herbewegung ausführen. Solche Entfrostungsvorrichtungen für Verdampfer haben folgende Nachteile: Die Wärmeaustauschflächen müssen, wenn man nicht eine allzu große Anzahl von Entfrostungsvorrichtungen vorsehen will, eine beträchtliche Länge aufweisen. Bei Hin- und Herbewegung der Kratzer oder Schaber wird aber deren Geschwindigkeit jeweils an den beiden Hubenden, wo sich die Bewegungsrichtung umkehrt, immer kleiner und schließlich Null, da man die VerVerdampfer für Flüssiggas mit
Eisenentfernungseinrichtung

Anmelder:

L'Air Liquide Societe Anonyme pour !'Exploitation des Precedes Georges Claude, Paris

Vertreter:

Dr. H.-H. Willrath und Dipl.-Ing. H. Roever,

Patentanwälte, Wiesbaden, Hildastr. 32

Als Erfinder benannt:
Yves Guelton, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 12. Oktober 1960 (840 964) -

zögerung und die Beschleunigung im Hinblick auf die mechanische Beanspruchung des Antriebs der Vorrichtung in gewissen Grenzen halten muß. Außerdem wird ein Teil der Antriebsbewegung der Abkehrbesen an den beiden Hubenden bei hin- und hergehender Bewegung lediglich in eine Umkehrung der Krümmungsrichtung der Besenborsten umgewandelt. Infolgedessen und infolge der nur geringen Bewegungsgeschwindigkeit der Besen ist an den beiden Hubenden die Entfrostung unzureichend. Die letztgenannte Wirkung ist zwar bei starren Kratzern oder Schabern nicht vorhanden; dafür benötigen diese aber im Betrieb eine häufige Nachstellung zum Ausgleich ihres Verschleißes.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines mit Entfrostervorrichtung versehenen Verdampfers der geschilderten Art, bei dem die dargelegten Nachteile der bekannten Verdampfer vermieden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Besen sich während ihrer gesamten oder während des größten Teils ihrer kontinuierlichen Bewegung mit etwa gleichbleibender Geschwindigkeit in reibender Anlage an der zu entfrostenden Oberfläche bewegen.

Zweckmäßig sind die Besen mit einer Antriebsvorrichtung verbunden, die sie auf konstantem Abstand von der zu entfrostenden Oberfläche an dieser entlangbewegt.

409 657/100

Der Verdampfer besteht aus Rohrschlangen, die auf der Oberfläche einer Gruppe von zueinander parallelen Metallplatten befestigt sind; das Besensystem wird in diesem Falle an zwei endlosen Ketten befestigt und wird durch diese nacheinander durch die Zwischenräume zwischen jeweils zwei benachbarten Platten hindurchgeführt.

Der Verdampfer erhält eine Regeleinrichtung für die Vorwärmluftmenge, die die Austrittstemperatur des verdampften Gases konstant hält. Diese Regeleinrichtung kann aus einem Regler mit einem Schubstangensystem zum Betätigen von Klappen bestehen, die einen veränderlichen Anteil der von einem Ventilator gelieferten Luftmenge im Beipaß zur Wärmeaustauschfläche ableiten.

Bei dem erfindungsgemäßen Verdampfer wird also das sich auf den äußeren Wärmeaustauschflächen absetzende Eis bereits bei seiner Bildung durch ununterbrochenes Abfegen entfernt, und zwar ist die Abfegegeschwindigkeit und damit die Wirkung der das Abfegen bewirkenden Besen praktisch im Bereich der gesamten Wärmeaustauschfläche konstant. Man erreicht damit eine Verringerung des Temperaturunterschieds zwischen der Umgebungsluft und dem aus dem Verdampfer austretenden Gas auf etwa 10°C.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die Austrittstemperatur des Gases während der Füllung einer bestimmten Flaschenreihe besser konstant gehalten wird. Beispielsweise wird diese Veränderung der Austrittstemperatur, die ungefähr 22° C im Falle von Sauerstoff bei Verdampfern ohne Kehrvorrichtung beträgt, bei einem Verdampfer mit Kehrvorrichtung auf ungefähr 7° C, d. h. also um 15° C, herabgesetzt.

Durch die erfindungsgemäße Regeleinrichtung wird es möglich, die Differenz der Temperatur des austretenden Gases gegenüber der Temperatur der Umgebungsluft noch weiter herabzusetzen, und zwar im Falle von Sauerstoff auf etwa 2⁰C. Diese Regelung gestattet außerdem eine Konstanthaltung dieser Temperatur auf einem bestimmten Wert, und zwar unabhängig von der Temperatur und von der Feuchtigkeit der Umgebungsluft.

Auch gestattet diese automatische Regelung eine schnellere Stabilisierung, innerhalb weniger Minuten, der Austrittstemperatur des Sauerstoffes, unabhängig vom Austrittsdruck, während bei den bekannten Verdampfern die Temperatur des aus dem Verdampfer austretenden Sauerstoffes regelmäßig sinkt und ihr Gleichgewicht erst nach einer sehr langen Zeit erreicht, wenn die Eis-Ansammlung auf den Platten des Verdampfers groß genug geworden ist, um die Bildung weiterer Eisschichten zu verhindern.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines Verdampfers,

F i g. 2 eine Wärmeaustauschplatte mit ihrer Rohrschlange,

F i g. 3 eine Seitenansicht der Wärmeaustauschplatten des Verdampfers,

F i g. 4 eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Besenträgers mit den davon getragenen Besen,

F i g. 5 die Einwirkung der Besen auf die Platten und die Rohrschlangen des Verdampfers und

F i g. 6 das Prinzipschema der Kehreinrichtung für das sich auf den Rohrschlangen-Platten bildende Eis.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, 2 und 5 befindet sich der Verdampfer in einem Gehäuse 1, das eine Reihe von zueinander parallelen Platten 2 enthält, auf denen die Rohrschlangen 3 befestigt sind, durch die das zu verdampfende Gas fließt. Die Eintritts- und Austrittsenden der einzelnen Rohrschlangen 3 sind an einen Eintrittssammler 4 bzw. Austrittssammler 5 des Vorwärmers angeschlossen.

Die Umgebungsluft wird mittels eines Ventilators 6 zwischen den Platten 2 hindurchgeleitet.

Ein in F i g. 1 und F i g. 6 sichtbarer Getriebemotor 8 treibt ein Doppelsystem von Kettenrädern 9 an, über die zwei endlose Ketten 10 geführt sind; die Achsen der horizontalen Besenträger 11 sind an ihren äußeren Enden an jeder der beiden endlosen Ketten 10 befestigt. Grundsätzlich sind vier derartige Besenträger vorgesehen, jedoch kann diese Anzahl sich nach Maßgabe der gewünschten Gasaustrittsmenge ändern. Die Besenträger 11 laufen durch jeden der nacheinander folgenden Zwischenräume zwischen den Platten, wobei die Besen 12 diese ausräumen und das auf den Platten 2 des Vorwärmers wie auch auf den Rohrschlangen 3 sich absetzende Eis ablösen und entfernen.

Eine in F i g. 1 sichtbare Haube 13, die zwischen dem Luftventilator 6 und den Platten 2 liegt, enthält die automatische Regeleinrichtung für die Austrittstemperatur des Gases. Diese Einrichtung weist einen Regler 14 auf, der bei fester Regeleinstellung über ein Schubstangensystem 15 das öffnen oder Schließen von Klappen 16 bewirkt, die auf übliche Art und Weise den ausgenutzten Anteil der Fördermenge des Ventilators 6 verändern.

In der Praxis lassen sich die verschiedenen Vorteile der Erfindung dahingehend zusammenfassen, daß man bei einem System mit Verdampfern, die das erfindungsgemäße mechanische Kehrsystem aufweisen, nur die Hälfte der Verdampfer braucht wie bei einem System gleicher Stundenleistung mit bekannten Verdampfern, die aber nicht die gleiche Stabilität erreichen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verdampfer für bei niedriger Temperatur durch Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft zu verdampfendes Flüssiggas mit einer aus Besen bestehenden Einrichtung zum Entfernen des sich auf den Wärmeaustauschflächen absetzenden Eises, dadurch gekennzeichnet, daß die Besen (12) sich während ihrer gesamten oder während des größten Teils ihrer kontinuierlichen Bewegung mit etwa gleichbleibender Geschwindigkeit in reibender Anlage an der zu entfrostenden Oberfläche bewegen.

2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Besen (12) mit einer Antriebsvorrichtung (10, 11) verbunden sind, die sie auf konstantem Abstand von der zu entfernenden Oberfläche an dieser entlangbewegt.

3. Verdampfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er Rohrschlangen (3) aufweist, die auf der Oberfläche einer Gruppe von zueinander parallelen Metallplatten (2) befestigt sind, und daß das Besensystem (11, 12), das an zwei endlosen Ketten (10) befestigt ist, nacheinander die Zwischenräume zwischen jeweils zwei benachbarten Platten (2) durchläuft.

4. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung für die Vorwärmluftmenge, die Austrittstemperatur des verdampften Gases konstant hält.

5. Verdampfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung aus einem Regler (14) mit einem Schubstangensystem (15) zum Betätigen von Klappen (16) besteht, die einen veränderlichen Anteil der von einem Ventilator gelieferten Luftmenge im Beipaß Wärmeaustauschfläche ableiten.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 446 498; Zeitschrift »Die Kälte«, Heft 2 (1951), S. 27 bis 29.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen