DE225025C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Wiedergewinnung der von gewerblichen Abwässern fortgeführten Wärme auf dem Wege des Austausches wird bisher in der Weise ausgeführt, daß die wärmeübertragenden Flächen unter möglichster Vermeidung von Hohlräumen von den wärmeabgebenden Abwässern unmittelbar umspült werden. Diese Verfahrensart ist nur so lange zweckmäßig, als es sich um klare Abwässer und solche handelt, deren

to Abkühlung frei von Ausscheidungen verläuft. Enthalten jedoch die Abwässer, wie es in der Industrie meistens der Fall ist, feste Stoffteilchen in Suspension (Schwebestoffe) oder veranlaßt ihre Abkühlung die Ausscheidung von Stoffen, so büßen die wärmeübertragenden Flächen durch Verkrustung mit diesen Stoffen in kurzer Zeit beträchtlich an Ubertragungsfähigkeit ein. Zu den hierdurch bedingten Wärmeverlusten gesellen sich die Betriebsstörungen, welche die Notwendigkeit häufiger, außerdem Zeit- und Arbeitsaufwand erheischende Reinigung der Austauschflächen verursacht.

Um diesen Übelstand zu beseitigen, wird gemäß der Erfindung die Wärme der Abwässer den wärmeübertragenden Flächen durch Dampf zugeführt, welcher aus den Abwässern durch Druckverminderung entwickelt wird.
Es ist an sich nicht neu, aus heißen Abwässern vermittels Druckverminderung Dampf zu entwickeln. Dies erfolgte bisher zu dem durchaus verschiedenen Zweck der Benutzung des Dampfes als Treibmittel in einer Turbine. Dieses frühere Verfahren ermöglicht, nur einen kleinen Teil der in den Abwässern Vorhändenen Wärme wiederzugewinnen, während der vorliegende neue Weg der Benutzung des Dampfes zur inkrustationsfreien Übertragung der Abwässerwärme auf dem Wärmeaustausch dienende Flächen eine sehr weitgehende Ausnutzung der Abwässerwärme in sehr vorteilhafter Weise ermöglicht. Durch das Ergebnis einer weitgehenden Zurückgewinnung der- Abwässerwärme durch Austausch ohne Beeinträchtigung durch die Betriebsstörungen und Kosten, welche seither mit dem Wärmeaustausch verbunden waren, ist ein technisch wichtiger Fortschritt erzielt.

Auf der Zeichnung sind schematisch zwei Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Ausführung der Erfindung veranschaulicht.

In der Vorrichtung (Fig. 1) sind die heißen Abwässer in einem trichterförmigen Behälter 1 enthalten, der durch ein von seinem tiefsten Punkt aufsteigendes U-Rohr 2 mit der Wärmeaustauschvorrichtung 3 verbunden ist. Letztere ist aus einer Anzahl, z. B. drei aneinandergereihten Verdampfungs- und Austauschkammern 4 in der Art zusammengesetzt, daß der tiefste Punkt der vorhergehenden Kammer durch ein Rohr 5 mit einem höher gelegenen Teile der folgenden Kammer verbunden ist. Jede Kammer ist oben durch ein Rohr 6 mit der Vorrichtung zur Erzeugung von Luftleere in Verbindung. In jeder Kammer sind in dem Räume oberhalb der Einmündung der die Flüssigkeit zuführenden Rohre 2, 5, 5 die den Wärmeaustausch vermittelnden Flächen 6

angeordnet. Aus der letzten Kammer tritt das Wasser durch ein vom tiefsten Punkt der Kammer abgehendes Rohr 8 aus.

Wird die Vorrichtung in Betrieb gesetzt, so folgt die Flüssigkeit dem Vakuum und tritt aus einer Kammer in die andere über. In jeder Kammer verdampft ein Teil der Flüssigkeit und der Dampf erfüllt den oberen Raum, wo er in wärmeaustauschende Berührung mit

ίο den Wänden 7 tritt. Aus der letzten Kammer wird mit Hilfe des Rohres 8 Flüssigkeit nach Bedarf entnommen, entweder unter Gefalle oder durch Pumpe. Das U - Rohr sowie die Rohre 5 dienen als Wasserabschlüsse, und es können die Spannungen in den Abteilen um die Höhe der Wassersäulen der Rohre variieren.

Unter der Einwirkung der Druckverminderung findet innerhalb der Rohre 2, 5, 5 eine entsprechend starke Dampfentwicklung statt, und die das Rohr erfüllende Wassersäule erfährt eine Zerteilung durch Einschaltung von Dampf blasen, wodurch eine stoßweise Fortbewegung des Wassers von Kammer zu Kammer bewirkt und zugleich dem Absetzen von Schwebestoffen oder Ausscheidungen in den Rohren entgegengewirkt wird. Diese stoßfreie Weiterbewegung der Flüssigkeit wird ferner noch unterstützt durch das unausbleibliehe Mißverhältnis zwischen der Spannung in den einzelnen Kammern und dem Wärmeaustausch. Die Spannung ist bedingt durch die Temperatur des Wassers; die Leistung der einzelnen Kammern ist bedingt durch den Temperaturunterschied zwischen den Dämpfen und den zu erwärmenden flüssigen, dampf- oder gasförmigen Stoffen. Jede Ungleichförmigkeit verursacht Schwankungen, wodurch die Spannungen bzw. die Fortbewegung der Flüssigkeit entsprechend beeinflußt wird. Diese stoßweise und schwankende Bewegung der Abwässer ermöglicht es, die Kammern als kontinuierlich arbeitende Dampf gefäße mit trichterförmigem Unterteil auszubilden und am tiefsten Punkt des letzteren zu entleeren. Entgegen dem üblichen Aufwühlen der Abwässer durch den einströmenden Dampf zwecks Verhütung von Absätzen wird hier dem Dampf Gelegenheit geboten, in dem Dampfgefäß zu verbleiben, und es wird ein Mitreißen von Dampf vermieden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist ein Abtreibapparat 9 mit einem trichterförmigen Boden versehen, und dieser ist durch ein U-förmiges Steigrohr 10 mit dem höher gelegenen Vorwärmer oder der Wärmeaustauschvorrichtung 11 verbunden. Diese hat einen trichterförmigen Boden 12 mit exzentrisch gelegter Öffnung, und sie ist säulenförmig aus einer Anzahl von Verdampfungskammern in der Art aufgebaut, daß jede der letzteren aus einem oberen zylindrischen Teil 13 und einem trichterförmigen Bodenteil 14 zusammengesetzt ist, der, durch den zylindrischen Teil der unteren Kammer hindurchragend, in einen kurzen offenen Stutzen 15 endigt, der in den Trichterboden 14 dieser Kammer taucht. Die Stutzen 15 sind je exzentrisch in der Weise angeordnet, daß der Stutzen der unteren Kammer zu dem der oberen Kammer versetzt angeordnet ist. Die oberste Kammer ist durch einen Deckel geschlossen, der ein oben geschlossenes Gefäß 16 trägt, in welches auf dem Deckel angeordnete und mit der letzten Verdampfkammer kommunizierende Hohlräume 17 hineinragen. Die Räume 13, 13 und 17 sind durch Röhren 18 an die Vorrichtung zur Erzeugung von Luftleere geschlossen. Dem Behälter 16 wird die vorzuwärmende Flüssigkeit unten durch Rohr 19 zugeführt. Oben ist er durch Rohr 20 mit einer Rohrschlange 21 verbunden, welche die Kammerräume 13 durchzieht und aus der untersten Kammer an deren wärmster Stelle austritt. Aus der obersten Kammer tritt die abgekühlte Flüssigkeit durch ein oberhalb des Trichterbodens einmündendes Rohr 22 aus.

Nach Herstellung des Vakuums steigen die Abwasser unter fortwährender Dampfentwickelung mit stoßweiser Bewegung durch das U-Rohr 10 und die Kammern; die Dämpfe sammeln sich in den Räumen 13, in denen die Rohrschlange 21 den Wärmeaustausch vermittelt, sowie oben am Ende der Säule in den Räumen 17, durch deren Wände der Wärmeaustausch erfolgt.

Es ist nicht direkt erforderlich, jede Kammer an ein Absaugrohr zu schließen, da die Flüssigkeit selber wie eine Pumpe wirkt.

Die Entleerung der Säule erfolgt nach Bedarf.

Claims (3)

Patent-An speüche:

1. Verfahren zum inkrustationsfreien Austausch der Wärme von Abwässern und anderen Flüssigkeiten, welche Schwebestoffe führen oder feste Stoffe ausscheiden, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Wärmeaustausch dienende Fläche mit dem aus der Flüssigkeit durch Druckverminderung ent- ι ίο wickelten Dampf in Berührung gebracht wird. ■

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die reihenförmige Anordnung einer Anzahl von mit Wärmeaustausch vermittelnden Wänden ausgestatteten Dampfentwickelungskammern in der Art, daß der als Trichter gestaltete untere Teil jeder Kammer durch ein U-Rohr mit der Boden-

. öffnung der vorhergehenden Kammer in Verbindung ist.

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch i, gekennzeichnet durch die säulenförmige Anordnung einer Reihe von mit Wärmeaustauschwänden ausgestatteten Verdampfungskammern, in welcher die Flüssigkeit aufsteigt, in der Art, daß die folgende Kammer mit der vorhergehenden durch einen trichterförmigen Boden in Verbindung steht, dessen unten gelegene enge Öffnung exzentrisch zur entsprechenden Öffnung des folgenden Bodens angeordnet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.