DE1451244C - Stehender Wärmetauscher , bestehend aus einer Unterkammer, einer Warmetausch kammer sowie einer Abscheidekammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen stehenden Wärmetauscher, bestehend aus einer Unterkammer zur Einführung einer zu behandelnden flüssigen Phase, einer Wärmetauschkammer sowie einer Abscheidekammer zum Abscheiden von als Blasen in der flüssigen Phase vorgesehenem Gas oder Dampf, bei dem die Auftriebswirkung der Blasen zum Umlauf der flüssigen Phase durch die Wärmetauschkammer, die Abscheidekammer und durch eine Falleitung für den Rücklauf in die Unterkammer vorgesehen ist. Ein derartiger Wärmetauscher ist bekannt (deutsche Patentschrift 881195). Dieser Wärmetauscher stellt einen Verdampfer dar; der erzeugte Dampf soll dabei von der flüssigen Phase, dem Siedewasser, geschieden werden.

Auch ist ein Röhrenkessel-Verdampfer für Kältemaschinen bekannt, bei welchem die Zwischenräume zwischen den von der zu kühlenden Flüssigkeit durchflossenen Rohren mit Kugeln ausgefüllt sind, um eine Verringerung der Kältemittelfüllung herbeizuführen und den Querschnitt für den Durchtritt der Kältemitteldampf-Blasen zu verkleinern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Wärmetauschern der eingangs angeführten Art den durch die Blasen bewirkten Umlauf der zu behandelnden flüssigen Phase zu beschleunigen, indem dafür Sorge getragen wird, daß kleine Bläschen im ganzen Flüssigkeitsvolumen oberhalb der Wärmetauschkammer ungefähr gleichmäßig verteilt bestehen bleiben, so daß der Auftrieb im ganzen Flüssigkeitsvolumen oberhalb der Wärmetauschkammer wirksam wird.

Erfindungsgemäß wird daher für Wärmetauscher der eingangs angeführten Art vorgeschlagen, daß zwischen Abscheidekammer und Wärmetauschkammer eine den Umlauf verstärkende Kaminkammer angeordnet ist, die im wesentlichen lotrecht verlaufende, das Zusammenballen der Blasen verhindernde Trennwände enthält.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß in der Kaminkammer unterhalb der Trennwände ein Vibrator oder Ultraschallgenerator vorgesehen ist.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Trennwände aus parallelen Wandungen mit Abstandshaltern bestehen.

Beide Maßnahmen verhindern besonders wirksam beim Aufsteigen der Bläschen ihre Vereinigung.

In der Zeichnung ist das Wesen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt

F i g. 1 die Ansicht eines Wärmetauschers,

Fig. 2, 2a zwei verschiedene Ansichten eines weiteren Wärmetauschers,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Trennwand-Anordnung mit vertikalen glatten Wandungen,

F i g. 4 einen Querschnitt und

F i g. 5 einen mittigen Längsschnitt einer weiteren Trennwand-Anordnung sowie

Fig. 6 ein Anwendungsbeispiel des Wärmetauschers.

Gemäß F i g. 1 besteht der Wärmetauscher im wesentlichen aus einer Unterkammer 1, einer Wärmetauschkammer 2, einer Kaminkammer 3, einer Abscheidekammer 4, einer Falleitung 5 für den Rücklauf der flüssigen Phase und aus einer Vorrichtung für wiederholten Umlauf der Gasphase in der Form, daß die Spitze 18 der Kolonne durch eine Umleitung über einen Verdichter 13 mit der Unterkammer 1, wo die Umleitung in das Gaseinführungsrohr 6 einmündet, verbunden ist.

Die Wärmetauschkammer 2 ist zylindrisch und enthält vertikale Rohre 7, welche in Rohrböden T befestigt sind.

Die Kaminkammer3, deren unterer Teil konisch ausgebildet ist, weist einenUltraschallgenerator8 und einen Satz vertikaler Trennwände 9 auf, welche die Vereinigung der Bläschen der Gasphase während des Betriebes, wenn sie in der Kaminkammer aufsteigen, verhindern. Die Abscheidekammer 4 dient als Abscheider der beiden Phasen und weist in ihrem oberen Teil eine

ίο wendelförmig gestaltete Wandung 10 auf, die eine zylindrisch ausgebildete Achse 11 umgibt, damit die Mitnahme der flüssigen Phase durch die Gasphase verhindert wird.

Das Einleiten der zu behandelnden Phasen in den Wärmetauscher erfolgt durch Leitungen 17 und gegebenenfalls die Leitung 14 und ihre Ableitung durch einen Auslaß 15 und gegebenenfalls die Leitung 14. Einlasse 16,16' in der Wärmetauschkammer 2 ermöglichen den Eintritt und den Austritt des kühlenden oder heizenden Fluids. Injektoren 19 mit Abschlußhahn 19' in der Verbindung zwischen der mit einem Wärmetauschmantel 12 versehenen Falleitung 5 und der Unterkammer 1 sind für die Einleitung eines den Umlauf beschleunigenden Fluids bestimmt.

Rohre 20 nehmen Luft auf und leiten die Gasphase in die Atmosphäre.

Die in den F i g. 2 und 2 a dargestellte Ausführungsform des Wärmetauschers besteht aus einer Wärmetauschkammer 50, einer Falleitung 44 für den Rücklauf, Kniestücken 45, 46, einer Abscheidekammer 47 für die Abtrennung der Gasphase und aus einer Ablaßkammer 48 für die flüssige Phase. Der Wärmetauscher weist einen Verteiler 49 zum Einleiten von Dämpfen oder Gasen in der Unterkammer auf, ein Rohrbündel in der Wärmetauschkammer 50 und eine Trennwand-Anordnung 51, die aus einem Satz von welligen Wandungen gemäß Fig. 4 und 5 besteht. Ein kegelstumpfförmiges Verbindungsstück 52 zeigt eine allmähliche Verminderung des größeren Durchmessers der Steigstrecke und des Kniestückes 45 auf den kleineren Durchmesseer der Falleitung 44. Die Abscheidekammer 47 enthält Hindernisse 53, um die Trennung der Gasphase vor dem Verlassen des Apparates durch einen Auslaß 54 zu erleichtern. Die Ablaßkammer 48 ist mit einem Ventil 55 versehen, wodurch ein periodisches oder ununterbrochenes Entfernen z. B. von Kristallen ermöglicht wird. Stutzen 56 sind zum Beschicken und Rohre 57 zum Entleeren des Apparates bestimmt. Anschlüsse 58 und 59 dienen zum Einleiten und Entziehen des Fluids, welches den Apparat heizt oder kühlt.

Gemäß der F i g. 3 sind mehrere ebene Wandungen 80 durch Anker 81 miteinander verbunden. Die so gebildeten parallelen Wände sind vertikal eingebaut «nd mittels Laschen 82 auf Trägern 83 befestigt.

Die Trennwand-Anordnung gemäß Fig. 4 und 5 entspricht im Prinzip der in F i g. 3. Sie enthält jedoch mehrere, z. B. zwei Gruppen von durch gewellte Trennwände gebildeten Zellen 64 und 65, die für sich selbständig sind, wo die Anker mittels eines ihrer Enden an einem Träger 66 angeschlossen sind, während das andere Ende eine Mutter 67 aufweist, so daß die gewellten Trennwände zusammengepreßt werden. Jede dieser Gruppen von Zellen wird mittels einiger,

z. B. mittels dreier Träger 66 versteift, die in verschiedenen Lagen vorgesehen sind und mittels einer Stange 68 verbunden werden, wodurch ein Ganzes entsteht, das auf der vorgesehenen Konsole 69 ruht.

Der in Fig. 6 dargestellte erfindungsgemäße Wärmetauscher wirkt als Kessel einer Desorptionskolonne. Dieser Kessel besteht aus einer vertikalen Kolonne, die ein Gaseinführungsrohr 73, eine Verteilerplatte 74, eine Wärmetauschkammer 75 mit einem Bündel von wärmetauschenden Wandungen, die passend über eine Trennwand-Anordnung 76 mittels einer Falleitung 71 in der Form eines C an einer Unterkammer 72 angeschlossen sind, enthält. Die erwähnte Anordnung gibt dem System die Gestalt eines O. Die Falleitung ist andererseits in ihrem oberen Teil mittels einer Leitung 78 mit dem oberen Teil einer Abscheidekammer 77 verbunden, welche gleichzeitig als Auflager der Desorptionskolonne 79 dient.

Im Falle der Benutzung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers als Verdampfer bzw. als Konzentriereinrichtung, wo Heizdampf außen an den Rohren? eine Flüssigkeit in den Rohren beheizt, kann die durch den erhöhten Umlauf der Flüssigkeit in den Rohren bedingte hohe Geschwindigkeit die Verschmutzung der Rohre verringern.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Stehender Wärmetauscher, bestehend aus einer Unterkammer zur Einführung einer zu behandelnden flüssigen Phase, einer Wärmetauschkammer sowie einer Abscheidekammer zum Abscheiden von als Blasen in der flüssigen Phase vorgesehenem Gas oder Dampf, wobei die Auftriebswirkung der Blasen zum Umlauf der flüssigen Phase durch die Wärmetauschkammer, die Abscheidekammer und durch eine Falleitung für den Rücklauf in die Unterkammer vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Abscheidekammer (4, 47, 77) und Wärmetauschkammer (2, 50, 75) eine den Umlauf verstärkende Kaminkammer (3, 43) angeordnet ist, die im wesentlichen lotrecht verlaufende, das Zusammenballen der Blasen verhindernde Trennwände (9, Sl, 76) enthält.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kaminkammer (3) unterhalb der Trennwände (9) ein Vibrator oder Ultraschallgenerator (8) vorgesehen ist.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (9) aus parallelen Wandungen (80) mit Abstandhaltern (Anker 81) bestehen.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (9) aus gewellten Blechen gebildet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen