DE19505615A1

DE19505615A1 - Vorrichtung zum Entgasen und Entwässern von ölartiger oder ölhaltiger Flüssigkeit

Info

Publication number: DE19505615A1
Application number: DE1995105615
Authority: DE
Inventors: Paul Gmeiner
Original assignee: Micafil Vakuumtechnik AG
Current assignee: Micafil Vakuumtechnik AG
Priority date: 1995-02-18
Filing date: 1995-02-18
Publication date: 1996-08-22

Description

TECHNISCHES GEBIET

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Vorrichtung zur Entgasung und Entwässerung von ölartiger oder ölhaltiger Flüssigkeit nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Eine derartige Vorrichtung dient der Aufbereitung gas- und wasserhaltiger Flüssigkeiten, wie vorzugsweise von Isolieröl, welches in der Elektrotechnik als Isoliermittel in elektrischen Apparaten und Maschinen verwendet wird.

STAND DER TECHNIK

Die Erfindung nimmt dabei Bezug auf einen Stand der Technik von Entgasungs- und Entwässerungsvorrichtungen wie er sich beispiels weise aus EP 0 414 126 B2 ergibt. Eine in diesem Stand der Technik beschriebene Entgasungs- und Entwässerungsvorrichtung weist einen zylinderförmig ausgebildeten Entgasungskessel auf. An der oberen Stirnseite des Kessels ist ein Eingang angeordnet, durch den zu reinigende Flüssigkeit zugeführt wird, wie beispielsweise Isolieröl, welches aus einem Transformator entfernt wurde. An der unteren Stirnseite weist der Kessel einen Ausgang auf, durch den über eine Vakuumpumpe im Kesselinneren Unterdruck erzeugt und zugleich entgaste und entwässerte Flüssigkeit aus dem Kesselinneren entfernt wird. Zum Entgasen und Entwässern ist eine Entgasungskolonne mit einer oder mehreren elektrisch beheizten Füllkörpersäulen vorgesehen, in deren oberen Teil die Flüssigkeit entgast und in deren unteren Teil die Flüssigkeit bei höheren Temperaturen entwässert wird.

Die elektrische Heizung ist bevorzugt eine Widerstandsheizung und bedingt ein elektrisch leitendes Ausbilden der in den Füllkörpersäulen vorgesehenen Füllkörper. Die zum Aufheizen vorgesehene Wärme wird daher überwiegend in den Füllkörpern gebildet und dann durch Wärmeleitung in die zu entgasende und zu entwässernde Flüssigkeit übertragen. Je nach Ausbildung und Anordnung der einzelnen Füllkörper können daher in den Füllkörpersäulen lokal überhitzte Bereiche entstehen, in denen die zu reinigende Flüssigkeit thermisch stark belastet und gegebenenfalls zersetzt wird.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche eine Entgasung und Entwässerung auch stark verschmutzter Flüssigkeit in einfacher und schonender weise ermöglicht.

Die Entgasungs- und Entwässerungsvorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die zu entgasende und zu entwässernde Flüssigkeit durch Mikrowellen besonders gleichmäßig und schonend erhitzt wird. Dies ist vor allem eine Folge davon, daß die Mikrowellen wegen der elektrisch nichtleitenden Ausbildung der Füllkörper überwiegend die Flüssigkeit erwärmen. Zugleich kann die Strahlungsdichte der Mikrowellen im Kessel inneren durch geeignete Anordnung und Ausbildung von Wellenleitern und Wellenverteilern praktisch konstant gehalten werden. Hierbei ist es für ein gleichmäßiges Aufheizen und ein ungehindertes Strömen der zu reinigenden Flüssigkeit von besonderem Vorteil, daß die Füllkörpersäulen frei von Elektroden sind. Da die Mikrowellen unmittelbar Energie in die Füllkörper und in das Volumen der zu reinigenden Flüssigkeit einspeisen, entfallen die bei Elektroden und elektrisch leitenden Füllkörpern auftretenden großen spezifischen Heizflächenbelastungen.

Eine besonders gleichmäßiges Aufheizen wird dann erreicht, wenn Heizeinrichtung, Kesselwand und Entgasungskolonne koaxial angeordnet sind, da dann durch geeignetes Einstellen der Strahlungsdichte der Mikrowellen ein äußerst homogenes Erwärmen der Füllkörper und der zu reinigenden Flüssigkeit erreicht werden kann.

Entsprechendes gilt auch für mehrere parallel zueinander angeordnete Füllkörpersäulen. Durch geeignet Fokussierung der Mikrowellenstrahlung auf jede der Füllkörpersäulen kann zugleich in jeder der Säulen eine erhöhte Strahldichte erzielt und damit ein rascheres Durchströmen der Flüssigkeit erreicht werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Entgasen und Entwässern von ölartiger oder ölhaltiger Flüssigkeit anhand von Zeichnungen dargestellt. Hierbei zeigen die Fig. 1 bis 3 der Reihe nach jeweils eine Aufsicht auf einen vertikal geführten Schnitt durch einen Entgasungskessel einer ersten, zweiten und dritten Ausführungs form der erfindungsgemäßen Entgasungs- und Entwässerungs vorrichtung.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleichwirkende Teile. Ein zylinderförmig ausgebildeter Entgasungskessel 1 weist an seiner oberen Stirnseite einen Eingang 2 für zu entgasende und zu entwässernde Flüssigkeit auf, welche aus einem nicht dargestellten Gefäß, beispielsweise einem isolierölgefüllten Transformator, entnommen wird. Die zugeführte zu entgasende und zu entwässernde Flüssigkeit wird in einem Flüssigkeitsverteiler 3 in einen Flüssigkeitsstrom gleichmäßiger Dichte umgewandelt und tritt über eine Flüssigkeitsleiteinrichtung 4 in eine Entgasungs- und Entwässerungskolonne 5 ein. Die Entgasungs- und Entwässe rungskolonne 5 enthält eine (Fig. 1) oder mehrere (Fig. 2 und 3) Füllkörpersäulen 6 mit Füllkörpern 7 aus einem elektrisch nichtleitenden Material, wie vorzugsweise einem polymer- und/oder thermoplasthaltigen Kunststoff oder einer Keramik. Die Füllkörper 7 sind vorzugsweise durch Kleben oder Schweißen miteinander verbunden. Ein Gefäß zur Aufnahme der Füllkörper kann dann gegebenenfalls eingespart werden. Zugleich kann die zu reinigende Flüssigkeit dann besonders leicht in die Füllkörpersäule 6 eintreten. Die einzelnen Füllkörper 7 weisen eine große Oberfläche auf und bedingen eine relativ große Verweilzeit der durch die Füllkörpersäule 6 strömenden Flüssigkeit in der Entgasungs- und Entwässerungskolonne 5.

Das Bezugszeichen 8 bezeichnet eine Heizeinrichtung zur Erwärmung der zu reinigenden Flüssigkeit mittels Mikrowellen. Diese Heizeinrichtung 8 umfaßt einen oder mehrere Hochfrequenz generatoren zur Erzeugung von Mikrowellen sowie Hohlleiter, welche die Mikrowellen durch mehrere gleichmäßig über einen hohlzylinderförmig ausgebildeten Wandabschnitt des Entgasungs kessels 1 verteilte Durchführungsöffnungen 9 ins Kessel innere leiten. Durch geeignete Anordnung der Durchführungsöffnungen 9 sowie von Wellenverteilern im Kessel inneren ist es leicht möglich, die Mikrowellen im ganzen Innenraum des Entgasungs kessels 1 gleichmäßig zu verteilen oder die Mikrowellen auf bestimmte Vorzugsbereiche zu fokussieren.

Die Mikrowellen erwärmen die Füllkörper und die durchströmende Flüssigkeit. Die lokale Temperaturverteilung im Kesselinneren ist daher sehr gleichmäßig und ein lokales Überhitzen der zu reinigenden Flüssigkeit wird so mit Sicherheit vermieden. Zugleich ist sichergestellt, daß sich die Flüssigkeit im oberen Teil der Entgasungs- und Entwässerungskolonne 5 auf einer die Entgasung gewährleistenden geringen und im unteren Teil der Kolonne auf einer die Entwässerung gewährleistenden höheren Temperatur befindet.

Die entgaste und entwässerte Flüssigkeit wird schließlich über einen im unteren Teil des Entgasungskessels 1 angeordneten Ausgang 10, auf den eine das Kesselinnere mit Unterdruck beaufschlagende Vakuumpumpe wirkt, entfernt.

Die Heizeinrichtung, die Entgasungs- und Entwässerungskolonne 5 und Füllkörpersäulen 6 sind im allgemeinen koaxial angeordnet (Fig. 1 und 3). Es kann dann die Mikrowellenstrahlung besonders einfach auf die Füllkörpersäule 6 fokussiert und so ein äußerst homogenes Aufheizen der zu reinigenden Flüssigkeit erreicht werden. Durch geeignete Leitung und Verteilung der Mikrowellen ist es aber auch möglich, die Mikrowellenstrahlung auf mehrere parallel zueinander und zur Achse des Entgasungs kessels 1 ausgerichtete Füllkörpersäulen 6 zu fokussieren (Fig. 2). Gegenüber einer einzigen Füllkörpersäule mit vergleichbarem Flüssigkeitsdurchsatz wird so ein gleichmäßigeres Aufheizen der durchgeführten Flüssigkeit erreicht.

Durch horizontales Übereinanderanordnen von Füllkörpersäulen 6 (Fig. 3) wird ein gestuftes Erwärmen erreicht. In einer oberen Säule, in der die Flüssigkeit noch eine relativ geringe Temperatur aufweist, kann dann problemlos entgast werden. In einer nachgeschalteten unteren Säule, in die die entgaste und bereits vorgewärmte Flüssigkeit geführt wird, kann dann bei erhöhten Temperaturen die Entwässerung durchgeführt werden.

Bezugszeichenliste

1 Entgasungskessel
2 Eingang
3 Flüssigkeitsverteiler
4 Flüssigkeitsleiteinrichtung
5 Entgasungs- und Entwässerungskolonne
6 Füllkörpersäule
7 Füllkörper
8 Heizeinrichtung
9 Durchführungsöffnungen
10 Ausgang

Claims

1. Vorrichtung zum Entgasen und Entwässern von ölartiger oder ölhaltiger Flüssigkeit mit einem auf Unterdruck bringbaren Entgasungskessel (1), einem im oberen Teil des Kessels vorgesehenen Eingang (2) für die zu entgasende und zu entwässernde Flüssigkeit, einem im unteren Teil des Kessels (1) angeordneten Ausgang (10) für entgaste und entwässerte Flüssigkeit, einem im Kessel (1) angeordneten Flüssigkeitsverteiler (3), einer Heizeinrichtung (8) zur Erwärmung der Flüssigkeit mittels Mikrowellen und mit einer unterhalb des Flüssigkeitsverteilers (3) angeordneten, mindestens eine Füllkörpersäule (6) enthaltenden Entgasungs- und Entwässerungskolonne (5), welche derart beheizt wird, daß sich die der Kolonne (5) aus dem Flüssigkeitsverteiler (3) zugeführte Flüssigkeit im oberen Teil der Kolonne (5) auf einer die Entgasung gewährleistenden geringen und im unteren Teil der Kolonne (5) auf einer die Entwässerung gewährleistenden höheren Temperatur befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Entgasungskessels (1) Öffnungen (9) zur Durchführung von außerhalb des Entgasungskessels (1) erzeugten Mikrowellen aufweist, und daß die Füllkörpersäule (6) Füllkörper (7) aus elektrisch nichtleitendem Material enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Füllkörper (7) ein polymer- und/oder thermoplasthaltiger Kunststoff oder eine Keramik ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Heizeinrichtung (8), Wand des Entgasungskessels (1) und Entgasungs- und Entwässerungskolonne (5) koaxial angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand des Entgasungskessels (1) mehrere gleichmäßig über einen hohlzylinderförmig ausgebildeten Wandabschnitt verteilte Durchführungsöffnungen (9) für die Mikrowellen vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungs- und Entwässerungskolonne (5) mindestens zwei Füllkörpersäulen (6) enthält.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörpersäulen (6) horizontal übereinander angeordnet sind.