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Verfahren zum Abscheiden von Blasen und Flüssigkeitstropfen aus dem
von kochenden- Flüssigkeiten aufsteigenden Dampf.
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Es sind bereits verschiedenartige Verfahren zum Abscheiden von Blasen
und Flüssigkeitstropfen aus dem von kochenden Flüssigkeiten aufsteigenden Dampf
bekannt. Eines dieser Verfahren besteht darin, daß über dem Flüssigkeitsspiegel
angeordnete umlaufende Flügel den aufsteigenden Dampf durchschneiden. Dadurch sollen
die im Dampf enthaltenen Schaumblasen zerschlagen und die Flüssigkeitstropfen an
die Gefäßwand ge schleudert werden. Ein solches Verfahren macht zur Bedingung, daß
die Flügel von außen mechanisch angetrieben werden. Zu diesem Behuf muß die Antriebswelle
die Gehäusewand durchdringen, und es sind an dieser Stelle Abdichtungsvorrichtungen
erforderlich. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn das Gehäuseinnere unter
Vakuum steht und deshalb die Gefahr vorliegt, daß Luft von außen in das Gehäuseinnere
eindringen kann. Überdies sind im Dampfraum Lager anzuordnen, welche schwer zugänglich
sind.
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Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, ist bereits ein Verfahren vorgeschlagen
worden, bei dem die Abscheidung ohne bewegliche Teile gelingt. Dieses Verfahren
besteht darin, daß der mit Schaum und Flüssigkeitstropfen beladene Dampf zuerst
in einem Düsenseparator durch den hohen Druck und die Reibung in den Düsen von den
gröberen Flüssigkeitsteilen und Schaumblasen befreit und sodann in einem Preliseparator
von den noch mitgerissenen feinsten Flüssigkeitstropfen geschieden wird.
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Gemäß der Erfindung werden die eingangs erwähnten Nachteile auf einem
ganz anderen Wege vermieden. Nach dem neuen Verfahren wird der aüs der kochenden
Flüssigkeit aufsteigende Dampf gezwungen, wenigstens einen von einem strömenden
Mittel gebildeten Schleier zu durchströmen. Das strömende Mittel kann hierfür mittels
feststehender Ringdüsen zugeführt und es können auf diese Weise jegliche umlaufenden
Teile vermieden werden. Das den Schleier bildende Mittel kann flüssig oder dampfförmig
sein. In letzterem Fall kann man ihm eine viel höhere Geschwindigkeit geben, als
der aus der Flüssigkeit aufsteigende Dampf sie besitzt. Zufolge seiner hohen Geschwindigkeitsenergie
zerschlägt es etwaige aufsteigende Dampfblasen und schleudert es etwa aufsteigende
Flüssigkeitstropfen nach unten, während es den reinen, aus der kochenden Flüssigkeit
aufsteigenden Dampf durchströmen läßt. Wird als abscheidendes Mittel Dampf verwendet,
so kann er von gleicher Art sein, wie der aus der kochenden Flüssigkeit aufsteigende
Dampf und höhere Temperatur besitzen als dieser. Dadurch wird erreicht, daß etwa
aufsteigende Flüssigkeitstropfen verdampfen und aufsteigende Blasen zum Explodieren
gebracht werden. Das Zerstören von Dampfblasen kann dadurch gefördert und das Aufsteigen
von Flüssigkeitsteilchen dadurch
wirksam behindert werden, daß das
den Schleier bildende Mittel eine dem aufsteigenden Dampf entgegengerichtete Geschwindigkeitskomponente
besitzt, und daß mehrere Schleier hintereinander geschaltet sind. In letzterem Fall
kann die Strömungsrichtung des vom aufsteigenden Dampf zuerst getroffenen Schleiers
mit der Strömungsrichtung des aufsteigenden Dampfes einen größeren Winkel einschließen
als die nachfolgenden Schleier.
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Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen,
weiche zur Ausübung des erfinderischen Verfahrens dienen-können. In Fig. I ist der
Vertikalquerschnitt. durch einen stehenden I, augenkocher schematisch dargestellt.
Die anderen Figuren zeigen besondere Einrichtungen für die Führung des Dampfes und
für die Erzeugung der dem Dampf entgegenwirkenden Schleier.
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Gemäß Fig. 1 wird die zu verdampfende Flüssigkeit durch das Rohr
I in den unteren Behälter 2 eingeführt. Sie steigt durch die Rohre 3 in die Höhe,
welche von Heizdampf umspült werden. Dieser Heizdampf wird durch das Rohr 4 zugeführt.
Das sich aus demselben bildende Kondensat wird durch das Rohr 5 abgeleitet. Die'in
den Rohren 3 sich bildenden Dampfblasen gefange in den Dampfrautn 6. Damit nun weder
sie noch etwa vom Dampf mitgerissene Flüssigkeitsteilchen in das Abzugsrohr 7 gelangen,
wird de-r aufsteigende Dampf gezwungen, einen kegelförmigen Dampfschleier 8 zµ durchströmen.
Zu diesem Behuf wird durch einen Kanal 9 Dampf von einem gewissen Überdruck in einen
Ringraum IO geleitet, aus-welohem er durch die Ringdüse 11 ausströmen kann.
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Die Strömungsrichtung ist gegen die Mittelachse des Apparates hin
und nach- unten gerichtet, so daß der aus dem Ringraum Io austretende Dampf einen
kegelförmigen Schleier 8 bildet. Der aufsteigende Dampf muß diesen Schleier durchdringen.
Er lenkt die einzelnen, den Schleier bildenden Dampfteile aus ihrer Bahn etwas ab.
Die Schleierteilchen geben dabei etwas von ihrer Geschwindigkeitsenergie an den
aufsteigenden Dampf bzw. an etwa aufsteigende Dampfblasen und Flüssigkeitsteilchen
ab, und diese Geschwindigkeitsenergie soll genügen, die Dampfblasen zu zerstören
und die Flüssigkeitsteilchen nach unten zu schleudern. Diese Wirkung ist eine um
so größere, je mehr die Richtung der Dampfschleierteilchen derjenigen des aufsteigenden
Dampfes entgegengesetzt ist, einen um so größeren Winkel u die Strömungsrichtungo
des Dampfschleiers mit der Strömung srichtung p des aufsteigenden Dampfes einschließt.
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Wenn ein einziger Dampfschleier nicht gezügen sollte, können mehr,
z. B. gemäß Fig. 2 drei Damp£schleier 2I, 22, 23 übereinander oder, in der Strömungsrichtung
des aufsteigenden Dampfes gesehen, hintereinander angeordnet sein.
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Eine eigenartige Ausführungsform einer nach vorliegender Erfindung
arbeitenden Ein richtung zeigt Fig. 3. Der Ringraum 3I, welchem durch den Stutzen
32 Dampf mit Uberdruck zuströmt, besitzt zwei ringförmige Austrittskanäle. Der untere
Kanal 33 läßt den Dampf in einem zylinderförmigen Schleier 34, senkrecht nach unten
strömen. Der obere Rìngkanßl 35 gibt dem austretenden Dampf eine zur Achse des Apparates
geneigte Reich tung, so daß dieser Dampfstrom einen kegelförmigen Schleier 36 bildet.
Um dem aus den Siederöhren 37 aufsteigenden Dampf eine möglichst Stark entgegengesetzte
Richtung zur Strömungsrichtung des Schleiers 34 zu geben, können in das Ge. häuse
38 kegelförmige Führungsbleche 39 und 40 eingebaut sein.
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Ein weiterer muldenförmiger Einbau ei verhindert, daß die in der
Mitte des Apparates aufsteigenden Dampfschwaden unmittelbar in den Innenraum des
zylindrischen Schleiers 34 gelangen, ohne diesen Schleier zu durch dringen. LAuf
diese Weise wird bewirkt, daß eine beispielsweise aus einem innern Rohrbündel aufsteigende
Dampfschicht, im Meridianschnitt gesehen, die durch die gestrichelte Linie Fb-c
angedeutete Bahn durchströmt.
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Diese Dampfschicht durchschneidet den Schleier 34 bei D, den Schieier
36 bei E. Im Punkt D hat der aufsteigende Dampf die Richtung D-D1,. der aus dem
Ringraum 3I niederströmende Dampf die Richtung D-D.
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Diese beiden Richtungen bilden den verhältnismäßig großen Winkel
w. Im Punkt E hat der aufsteigende Dampf- die RichtungE-El, der aus dem Ringkanal
35 ausströmende -Dampf die Richtung E-E2, Diese beiden Richtungen schließen den
Winkel y ein. Der Winkel x ist größer als der WinkeI y. In beiden Punkten D und
E hat der niederströmende Dampf das Bestreben, etwaige im aufsteigenden Dampf enthaltene
oder aus zersprengten Blasen entstandene Wassertropfen nach unten zu schleudern.
Diese Tropfen werden alsdann in der Mulde 41 aufgefangen und können durch die Öffnung
42 ausströmen.
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Wie die Fig. 3 zeigt, ist in der Mitte der Heizvorrichtung ein großes
Rohr 43 eingebaut, welches einen viel größeren lichten Durchmesser besitzt als die
Rohre 37. Dieses Rohr 43 ist doppelwandig, so daß sein Inhalt nicht die große Wärmezufuhr
erfährt wie der Inhalt der Rohre 37. Aus diesem Grund findet im Rohr 43 nur eine
geringe oder gär keine Verdampfung statt, und es kann deshalb dieses Rohr 43 als
Rücklaufrohr für die
aus den Rohren 37 hochsteigende Flüssigkeit
dienen.
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In Fig. 4 ist der obere Teil eines nach'vorliegender Erfindung arbeitenden
Laugeneindampfers dargestellt, bei welchem der Dampfschleier eine nach unten sich
erweiternde Kegelform besitzt. Zu diesem Behuf wird mit Überdruck behafteter Dampf
durch den Stutzen 41 in den Verteilerraum 42 fqingeführt, dessen nach unten gerichtete
Mündung Kegelform 43 besitzt. Ein Ventilkörper 44 bildet mit der kegelförmigen Austrittsmündung43
einen ringförmigen Hohlkegel, durch welchen der Dampf aus dem Raum 42 in Form eines
nach unten sich erweiternden kegelförmigen Dampfschleiers 45 austritt.
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Der von unten aus der kochenden Flüssigkeit aufsteigende Dampf muß-
diesen kegelförmigen Dampfschleier 45 durchdringen, ehe er in den über diesem Schleier
befindlichen Ringraum 46 und alsdann in den Austrittsstutzen 47 gelangte Bei dieser
Einrichtung ist die Veränderung der Dicke des Dampfschleiers während des Betriebes
möglich.