DE220485C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 220485 KLASSE 12«. GRUPPE

WILHELM WIEGAND in MERSEBURG a. S.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. März 1908 ab.

Die Erfindung betrifft einen kontinuierlich wirkenden Verdampfer mit senkrechten Heizrohren und einem oder mehreren Verdämpfungskörpern.

Gegenüber bekannten Verdampfungskörpern dieser Art besteht das Wesen der Erfindung darin, daß der kammerartige Brüdenabscheideraum von dem beheizten Flüssigkeitsraum getrennt ist und in seinem unteren Teile lediglich

ίο mit dem beheizten Flüssigkeitsraum eines nächsten Verdampfungskörpers bzw. dem Ablaßrohr zum Sammelbehälter und in seinem oberen Teil mit dem Brüdenableitungsrohr bzw. dem Heizraum eines nächsten Verdampfungskörpers in Verbindung steht, während die Einmündungsstelle des beheizten Flüssigkeitsraumes des vorhergehenden Verdampfungskörpers in den Brüdenabscheideraum oberhalb seiner Verbindungsstelle mit dem Flüssigkeitsraum des nächstfolgenden Verdampfungskörpers bzw. Flüssigkeitsabführungsrohres liegt und vorzugsweise als seitlich unterhalb der Austrittsstelle des Dampfes aus dem Brüdenabscheideraum angeordnete Schlitzöffnung ausgebildet ist.

Durch die Erfindung werden verschiedene Vorteile erzielt. Zunächst ergibt sich ein bedeutend höherer Wirkungsgrad gegenüber den bisher bekannten Verdampfern, der dadurch erzielt wird, daß die einzudampfende Flüssig-

' keit nur einmal durch den Verdampfer hindurchtritt und im \^rerlauf der einzelnen Verdampfungsstufen nicht wieder mit weniger, konzentrierter Flüssigkeit in Berührung tritt.

Außerdem wird die Verwendung sehr kurzer Rohre ermöglicht, durch die besondere Einrichtungen überflüssig werden, welche die Ausdehnung der Rohre gestatten. Schließlich wird auch durch die kurzen Rohre eine wesentliche Materialersparnis erzielt, da lange Rohre wegen der sonst zu hoch gesteigerten Dampfgeschwindigkeit einen größeren Durchmesser besitzen müssen, der wiederum größere Wandstärken nötig macht.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein Vakuumverdampfer mit zwei übereinander angeordneten Körpern in senkrechtem Schnitt dargestellt.

Jeder der beiden Körper besteht aus einer Heizkammer A bzw. A' und einem Scheideraum B bzw. B', in dem das Abscheiden des Dampfes von der Flüssigkeit stattfindet. Die Heizräume A und A' sind von zahlreichen senkrechten Röhren ά bzw. a' durchzogen, die unten mit Kammern b bzw. V und oben mit weiteren Kammern c bzw. c' in Verbindung stehen. Die zu verdampfende Flüssigkeit wird durch ein mit Absperrventil e und einer Drosseldüse / versehenes Zuleitungsrohr d der unteren Kammer b zugeführt, steigt in den Rohren α empor und tritt in den oberen Raum c. Dieser mündet mit einem sich trichterförmig erweiternden und von einer Kappe h überdeckten Rohr in den Scheideraum B. Das Trichterrohr g und die Kappe h lassen einen schmalen, ringförmigen Schlitz t zwischen sich frei, durch welchen die Flüssigkeit in Form eines Schleiers austreten kann.

Der Scheideraum B steht mit der zweiten Heizkammer A' durch ein Rohrstück i in freier Verbindung. Die obere Kammer c' ist genau wie die untere mit einem trichterförmigen Ausflußrohr g' und einer Kappe W versehen, die den Schlitz f zwischen sich frei lassen. Der sich anschließende Scheideraum B' steht am oberen Ende durch eine Leitung k mit dem Kondensator der Anlage in Verbindung, wäh-

to rend vom unteren Teil des Raumes ein Fallrohr / abzweigt. Die Verbindung der Flüssigkeitskammer ¥ mit der unteren Scheidekammer B erfolgt durch ein Rohr m, das bis fast an den Boden der Kammer reicht, die im unteren Teil als Sammelraum ausgebildet ist. Der Zutritt des Heizdampfes erfolgt durch das in den unteren Heizraum A mündende Rohr n. Dieser Heizraum steht mit dem oberen Heizraum A' durch ein Rohr 0 in Verbindung, dessen untere Mündung dicht oberhalb des Bodens der betreffenden Heizkammer liegt. Die.obere Heizkammer A' ist ferner durch ein Rohr p mit der zum Kondensator führenden Leitung k verbunden. Die Rohre p, 0, m und d sind mit A^erengungsstücken q, r, s und f versehen, die den gewünschten Verhältnissen entsprechend ein- für allemal bemessen werden.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende : An das Einlaßrohr d wird die Zuf ührungsleitung für die zu verdampfende Flüssigkeit angeschlossen, während durch das Rohr I die eingedampfte Flüssigkeit durch beliebige Mittel abgeführt wird. Der Kreislauf der Flüssigkeit wird mit Hilfe des im Kondensator herrschenden Unterdruckes bewirkt. Da der Kondensator mit dem oberen Scheideraum B' durch das weite Rohr k in freier Verbindung steht, herrscht in diesem Raum etwa derselbe Druck wie im Kondensator, beispielsweise 0,075 Atm., unter dem daher auch die Flüssigkeit im oberen Heizrohrsystem steht. Unter diesem Druck verdampft die durch die Heizrohre strömende Flüssigkeit bei einer Temperatur von etwa 40⁰. Dieser Temperatur entspricht unter Zugrundelegung eines gewissen Wärmegefälles zwischen den Rohren a' und der umgebenden Heizkammer, das von der Zirkulationsgeschwindigkeit der Flüssigkeit den Wärmeübergangsverhältnissen der Heizrohre usw. abhängig ist, eine bestimmte Temperatur des Heizraumes A', des Scheideraumes B und damit auch des mit diesen beiden in Verbindung stehenden Heizrohrsystems a. Diese Temperatur beträgt bei den oben angenommenen Verhältnissen beispielsweise jo° und entspricht einem Dampfdruck von 0,32 Atm. in diesen Räumen. In die untere Heizkammer A wird der Heizdampf unter einem Druck von einer Atmosphäre entsprechend einer Temperatur von 100° eingeführt, wobei in dieser Heizkammer dasselbe Temperaturgefälle wie in der oberen Heizkammer, nämlich 30°, zur Verfügung steht.

Infolge des während des Betriebes sich fortdauernd aufrecht erhaltenden¹ Druckunterschiedes zwischen den Scheideräumen B' und B sowie zwischen dem letzteren und dem Behälter für die zu verdampfende Flüssigkeit wird die letztere in kontinuierlichem Strom von unten nach oben durch den Apparat getrieben. Durch entsprechende Bemessung der D.urchtrittsquerschnitte der Düsen t und s wird die Geschwindigkeit der Zirkulation geregelt und den übrigen Verhältnissen (Temperatur-, Druckgefälle usw.) angepaßt.

Unterstützt wird die Zirkulation innerhalb der Heizrohre durch die hier infolge der Wärmeaufnahme aus dem umgebenden Heizraum auftretende Verdampfung der Flüssigkeit. Der entstehende Dampf reißt die Flüssigkeit mit und tritt mit ihr vermischt unter großer Geschwindigkeit in Form eines Schleiers durch den ringförmigen Schlitz t in den Scheideraum B aus und prallt hier mit großer Heftigkeit gegen die Wandungen. Dabei findet die Trennung zwischen der Flüssigkeit und dem Dampf statt. Der letztere tritt in den Heizraum A' über und wird hier zur Beheizung der Rohre a' weiter ausgenutzt, während die Flüssigkeit sich auf dem Boden des Raumes B sammelt und von hier durch das Rohr m in den oberen Heizkörper gedrückt wird, wo sich die beschriebenen Vorgänge wiederholen. Aus dem oberen Scheideraum B' wird der Dampf durch das Rohr k nach dem Kondensator abgesaugt, während die eingedampfte Flüssigkeit aus dem Sammelraum der Scheidekammer B' durch das Rohr I abgeführt wird, was auf beliebige W^reise, beispielsweise durch eine Saugpumpe, ein barometrisches Fallrohr o. dgl. geschehen kann.

Der in die Heizräume A und A' eingeführte Dampf schlägt sich zum größten Teil an den Heizrohren nieder, und das sich dabei bildende Kondenswasser sowie die im Dampf enthalten gewesene Luft kann auf beliebige Weise abgeführt werden. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform geschieht dies selbsttätig ohne Anwendung besonderer Pumpvorrichtungen. Zu diesem Zweck sind die Ver-Dindungsleitungen 0 und p vorgesehen, die in den betreffenden Heizkammern zweckmäßig dicht oberhalb des Bodens münden. Das sich auf dem Boden der Kammer A sammelnde Kondenswasser wird, sobald es die Mündung des Rohres 0 erreicht, durch dieses hindurch in die obere Heizkammer A' gedrückt, wobei gleichzeitig die aus dem Dampf ausgeschiedene Luft mit abgeführt wird. Das auf diese Weise aus der Kammer A entfernte Kondenswasser vereinigt sich mit dem in der Kammer A' sich bildenden und wird samt der abgeschiedenen

Luft, sobald es die Mündung des Rohres p erreicht hat, durch dieses in den Kondensator abgesaugt. Die Durchtrittsquerschnitte der Drosseldüsen q und r werden so klein gehalten, daß ein nennenswerter Druckausgleich durch die Rohre ο und p zwischen den durch sie verbundenen Räumen nicht stattfinden kann.

Die beschriebene Einrichtung ermöglicht ein kontinuierliches Durchströmen der zu verdampfenden Flüssigkeit . durch den Apparat und macht das Einstellen von Regelungsvorrichtungen zur Überführung der Flüssigkeit aus dem einen Körper in den anderen überflüssig. Der Verdampfer kann auch ohne Vakuum arbeiten, wobei natürlich die zu ver-. dampfende Flüssigkeit unter Druck zugeführt werden muß und die Temperatur und Druckverhältnisse des Heizdampfes entsprechend gewählt werden müssen. Abgesehen hiervon ist die Wirkungsweise genau dieselbe wie bei der beschriebenen Einrichtung. Ein wesentlicher Vorteil des Erfindungsgegenstandes beruht darin, daß die gute Wirkungsweise nicht von der Länge der Heizrohre abhängig ist und diese daher sehr kurz gehalten werden können, so daß besondere Vorrichtungen zur Verhütung der schädlichen Wirkung der Dehnung der Heizrohre unter dem Einfluß der Temperaturwechsel, wie .sie bei bekannten Verdampfern notwendig sind, überflüssig werden. Außerdem ermöglicht die Anwendung kurzer Heizrohre eine . erhebliche Materialersparnis. Von den beschriebenen Verdampfungskörpern können beliebig viele übereinander oder nebeneinander angeordnet werden.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   I. Kontinuierlich wirkender Verdampfer

   mit senkrechten Heizrohren und einem oder mehreren Verdampfungskörpern, dadurch gekennzeichnet, daß der kammerartige Brüdenabscheideraum von dem beheizten Flüssigkeitsraum getrennt ist und in seinem unteren Teil lediglich mit dem beheizten Flüssigkeitsraum eines nächsten Verdampfungskörpers bzw. dem Ablaßrohr zum Sammelbehälter und in seinem oberen Teil mit dem Brüdenableitungsrohr bzw. dem Heizraum eines nächsten Verdampfungskörpers in Verbindung steht, während die Einmündungsstelle des beheizten Flüssigkeitsraumes des vorhergehenden Verdampfungskörpers in den Brüdenabscheideraum oberhalb seiner Verbindungsstelle mit dem Flüssigkeitsraum des nächstfolgenden Verdampfungskörpers bzw. Flüs- : sigkeitsabführungsrohres liegt und vorzugsweise als seitlich unterhalb der Austrittsstelle des Dampfes aus dem Brüdenabscheideraum angeordnete Schlitzöffnung ausgebildet ist.
2. 2. Verdampfer nach Anspruch 1 mit mehreren übereinanderliegenden Verdampferkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß vom Boden des beheizten Flüssigkeitsraumes (a^r) eines höher liegenden Verdampferkörpers ein oder mehrere Rohre (m) in den unteren Teil des Abscheideraumes (B) des nächstunteren Verdampferkörpers hineinragen.
3. 3. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verdampfungskörper mit aufrechtstehenden Heizrohren übereinander angeordnet sind und zwischen ihnen von den Flüssigkeitsräumen dieser Verdanipfungskörper getrennte Brüdenabscheideräume liegen, aus denen der abgetrennte Dampf unmittelbar in den Heizraum des nächsthöheren Verdampfungskörpers eintritt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.