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Röhrenverdampfor mit Innenberieseluny durch die zu verdampfende Flüssigkeit.
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Die Erfindung betrifft die Vereinfachung uncl Verbesserung der Konstruktion
von Röhrenverdampfern, in denen die zu verdampfende Flüssigkeit in dünner Schicht
im Innern der Heizrohre herunterrieselt. Im besonderen handelt es sich dabei darum,
eine solche Verdampfungsanlage durch Zusammenbau von bisher getrennten Teilen wesentlich
zu vereinfachen. Gleichzeitig wird die Heizwirkung des Heizdampfes durch zweckentsprechende
Führung um die Heizrohre vervollkommnet und eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung
in allen Rohren vermittels einer einfachen Regelungseinrichtung gesichert. Die gemeinsame
Wirkung dieser Verbesserung ist ein wirtschaftlicheres Arbeiten des Verdampfers.
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Bekannt ist bei Verdampfern mit Heizrohren, das durch Kondensation
des Heizdampfes in dem Heizraum erzeugte Kondensat zum Vorwärmen der Verdampfungsfiüssigkeit
wieder zu verwenden. Im allgemeinen wird dies in der Weise ausgeführt, daß ein gesonderter
Vorwärmer hierfür aufgestellt wird, in melchem das Kondensat seine Warme an die
einzudampfende Flüssigkeit abgibt. Dieser Vorwärmer ist durch besondere Zulaufleitungen
und Pumpe für das Kondensat und Ablaufleitung für die zu verdampfende Flüssigkeit
vom Vorwärmer zum Verdampfer verbunden.
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Es ist auch ferner bekannt, bei solchen Verdampfern, welche mit Brüdenkompression
arbeiten, die austretenden Brüden besonders bei Valçuum-erdampfern durch einen gesondert
aufgestellten Kondensator zu schicken, in welchem sie niedergeschlagen werden. Dieser
Kondensator arbeitet dann allgemein mit besonlers zugeführtem Kühlwasser als Kondensationsmittel.
Durch die vorliegende Erfindung wird nun eine wesentliche Vereinfachung dieser Ausführungen
dadurch erzielt, daß Verdampfer, Vorwärmer und Kondensator in einem einzigen Apparat
zusammengebaut werden und auf dasselbe Heizrohrsystem wirken, und daß hierbei nicht
ein besonderes Kühlwasser, sondern die kalt zugeführte Verdamp fungsflüssigkeit
selbst die Kondensation der austretenden Brüden bewirkt.
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Die beiliegende Zeichnung stellt in den Abb. I (Längsschnitt) und
2 (Querschnitt) beispielsweise eine solche Ausführung schematisch dar. V ist der
Verdampfer mit den Heizrohren R. Durch Böden K1, K2, K8 wird der Apparat in verschiedene
Abteilungen geteilt.
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Der Teil A stellt den eigentlichen Verdampfer vor, der darüberliegende
Teil B den Vorwärmer und der oberste Teil G den Kondensator.
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Darüber liegt, getrennt durch Boden Kt, der Teil D, in den durch den
Einlauf a die zu
verdampfende kalte Flüssigkeit eintritt. Sie rieselt
durch genaue Einstellung im Innern der Rohre in dünner Schicht abwärts, nach und
nach die Teile C, B und A durchlaufenA, bis in den von q durch den Boden K3 getrennten
Raum A, wo sie bei h als eingedickte flüssigkeit abgezogen wird. Der Heizdampf bzw.
die Heizbrüden treten bei c ein und verdampfen durch Umspülung der rohre im raum
A die in den Rohren herunterfließende vorgewärmte Flüssigkeit. durch die Leitung
d ist eine Verbindung zwischen dem Verdampfungsraum A und lem Kondensationsraum
C geschaffen. Die überschüssigen Brüden aus dem Verdampfungsraum A streichen nun
durch die Leitung d in den Raum C, umspülen dort die Rolre und werden durch die
darin herunterrieselnde kalte zu verdampfende Flüssigkeit kondensiert. Das schon
im Verdampfungs raum 4 aus dem Heizdampf erzeugte Kondensat tritt bei e aus und
wird mittels einer Pumpe und Verbindungsleitung (beides nicht gezeichnet) bei j
in den Vorwärmeraum B gebracht wo es bis zu einer gewissen eingestell ten Höhe die
Heizrohre umspült uiid die in den Rohren herunt errieseln:e, in C schon etwas angewärmte
Verdampfungsflüssigkeit weiter vorwärmt. Der Überlauf des durch Wärmeabgabe ausgenutzten
Kondensats erfolgt bei g.
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Das im Raume Ü entstehende Kondensat mengt sich mit der Wärmeflüssigkeit
im Vorwärmer B und geht ebenfalls bei g ab, Bei h ist zweckmäßigerweise, besonders
bei Vakuumverdampfern, eine Luftpumpe (nicht gezeichnet) anzusetzen, um die nicht
kondensierten teile abzusaugen.
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Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Rohflüssigkeit direkt als
Kühlmittel im Kondensator verwendet und dabei selbstverständlich schon etwas angewärmt
wird, ferner, daß der' Erwärmangsvorgang bis zum Eindicken bzw. Ausdampfen von oben
nach nten steigend erfolgt. Die erzeugten Brüden werden bei i abgezogen. Ein weiterer
ganz wesentlicher Vorteil liegt bei dieser Anordnung darin, daß die bisher allgemein
für diesen Zweck verwendeten, neben dem Verdampfer gesondert aufgestellten Vorwärmer
und Kondensafor nicht mehr als gesonderte Apparate vorhanden sind, sondern in dem
Hauptapparat mituntergebracht werden wodurch selbstverständlich die Apparatur wesentlich
billiger, die Wärmeausnutzung infolge der geringeren Ausstrahlungsverluste eine
rvesentlich bessere und vor allem die ganzen bisher nötigen Verbeindungsleitungen
zwischen dem Verdampfer und diesen Nebenapparaten in Wegfall kommen. AuRer den Kosten
hahen diese auch Wärmeverluste zur Folge. Ihr Wegfall bedeutet aber insofern einen
Vorteil, besonders hei Flüssigkeiten, welche Ansätze bilden oder welche für Nahrungszwecke
bestimmt sind, als die zur Vermeidung des Verderbens öfter notwendige Reinigung
ganz wesentlich einfacher ist.
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Die beschriebene vereinfachte Bauart einer Verdampfereinrichtung
mit ihren Vorzügen sett, wie bereits erwähnt, die Verwendung langer Heizrohre, in
deren Inneren die zu verdampfende Flüssigkeit herabrieselt, voraus.
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Der unten zuströmende Heizdampf steigt im Gegenstrom aufwärts, umspült
die Rohre und verläßt den Heizraum unter lem mittleren Boden. Hierbei ist es schwierig.
eine überall gleichmäßige umspülung der Heizrohre zu sichern. dies läßt sich jedoch
durch eine Einrichtung erreichen, wie sie in den Abb. 3 (Längsschnitt) und 4 (Querschnitt)
der Zeichnung dargestellt ist, In diesen Abblidungen ist der Einfachheit wegen ein
Verdampfer ohne Vorwärmer und Kondensator gezeichnet; vorzugsweise kommt die Einrichtung
jedoch in Verbindung mit einem Ver lampfer gemäß den Abb, 1 und 2 der Zeichnung
zur Anwendung. V1 ist der Verdampfer mit den Heizröhren R1 and den Zwischenböden
K2 and K4.
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Die heizrohre R1 erhalten durch den Flüssigkeitszutritt j die zu verdeampfende
Flüssigkeit, die durch Überlauf in den Heizrohren nach anten rieselt und bei m aus
dem Verdampfer austritt. Bei o tritt der Heizdampf ein und hei p aus, bei q läuft
das Kondensat ab. und bei s werden lie entstandenen Dämpfe alNgeführt. Um die gleichmäßige
Beaufschlagung zu erzielen, wird erstens der Eintrittsstutzen o des Heizdampfes
tangential angesetzt. Noii einer gewissen Höhe ab ist dann in dem Verdampfer eine
blechschraube S nach oben führend eingesetzt, durch welche die Siederohre hindurchgesteckt
sind. Es ist nun ohne weiteres klar, daß der tangential eintretende Heizdampf am
Umfange des unteren Teiles der Heizrohre herumläuft, bis er in den ersten Schraubengang
dieser blechschraube S Ciiitritt, von da zieht er dann gleichmäßig im Schraubengang
bis nach oben, umspült also alle Rohre ganz gleichmäßig, und zwar im Gegenstrom
zu der in den Rohren verdampfenden Flüssigkeit.
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Diese Art der Heizdampfführung ist auch anwendbar bei gewöhnlichen
Verdampfern, in denen die Flüssigkeit in den Heizrohren steht und diese ganz oder
teilweise ausfüllt.
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Es sei erwähnt, daß eine Schlangenführung des Heizdampfes in horizontaler
Richtung utn die Rohre durch Einbau von Führungswänden bekannt ist. Eine solche
Einrichtung hat jedoch gegenüber stehenden Schraubengängen gemäß der Erfindung,
die den Dampf in senlrechter Richtung um die Heizrohre herumführen, den Nachteil,
daß zwischen den vom Heizdampf zuerst getroffenen Heizrohren und
den
Heizrohren, die am Ende des Heizdampfweges sich befinden, naturgemäß eine Temperaturdifferenz
vorhanden ist, die eine ungleichmäßige Erhitzung der in den Heizrohren hefin. ilichen
Flüssigkeit hedingt.
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ITm nun die Heizwirkung des Dampfes voll auszunutzen, ist neben einer
gleichmäßisgen Umspülung der Rohre auch ihre gleichmäßige Berieselung mit der zu
verdampfenden Flüssigixeit erforderlich. Es ist dabei von besonderer Wichtigkeit,
die Überlaufkante der einzelnen rohre möglichst genau nach dem Flüssigkeitsspiegel
einstellen zu können. Bei seitlich vom Verdampfermantel aus zulaufender Flüssigkeit
wird sich der Spiegel gegen die mittleren Rohre hin senken. Es wird also notwendig
sein, gegen die NI itte hin die Überlaufkante der Heizrohre dieser Senkung entsprechend
niedriger einstellen zu können.
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Bei einer bekannten Einrichtung geschieht dies dadurch, daß die obere
Mündung der Heizrohre um so tiefer gelegt ist, je weiter sie von der Zuflußstelle
der einzudampfenden Flüssigkeit entfernt ist. Im Gegensatz hierzu werden gemäß der
Erfindung verstellbare Regelungsvorrichtungen an den oberen Enden der Heizrohre
verwendet, um mit ihrer Hilfe sich jeweiligen, besonderen Verhältnissen, die sich
aus der Lage der Zufiußstelle oder der Art der Flüssigkeit ergehen, besser anpassen
zu können.
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In den Abb. 5, 6, 7 und 8 sind beispielsweise vier verschiedene Ausführungen
und Anordnungen veranschaulicht. In allen diesen Abbildniigen stellt M ein Stück
des oberen Rohrbodens und N das darin eingewalzte und etwas vorstehende Heizrohr
dar. In der Ausführungsform nach Abb. 5 ist das Heizrohr AT am oberen Teile mit
einem Gewinde Y (nur ar, gedeutet) versehen und über dieses eine an der Kante Z
genau abgedrehte Rohrmuffe W geschraubt. Die Flüssigkeit rieselt über die Kante
Z der Muffe hinüber in das Innere des Heizrohres. Es ist nun klar, daß man durch
Einstellen der Muffe W jedes einzelnen Rohres, und zwar indem man sie entweder herauf-oder
herunterschraubt, in leichter und einfacher Weise der Überlaufskante Z jede beliebige
Höhenlage entsprechend dem Flüssigkeitsspiegel geben kann. Abb. 6 zeigt eine andere
Ausführungsform, bei der die MuffeW1 innerhalb des Rohres sitzt und höher und tiefer
geschraubt werden kann. In Abb. 7 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der
in an sich bekannter Weise das obere Ende des Rohres N zecks besserer Verteilung
der Flüssigkeit beim Überrieseln in das Rohrinnere mit Aussparungen X versehen ist.
Die Einstellung der Überlaufkante zum Flüssigkeitsspiegel erfolgt dort wieder durch
eine außenliegende Muffe -, deren Überlaufkante einen größeren Teil der Aussparungen
des Heizrohres freiläßt, so daß unter allen Umständen die überlaufende Flüssigkeit
nicht über die ganze rohrkante. sondern nur durch die Aussparungen X in das Innere
des Heizrohres läuft. Abb. 8 zeigt ein ebenfalls mit Aussparungen versehenes Rohr
N, bei dem die Muffe W3 innen, wie in Abb.2 angeordnet ist, selbst aber über dem
Flüssigkeitsspiegel heraussteht, so daß der Durchlauf in das Innere des Rohres nur
durch die freigelassenen Öffnungen der Aussparungen X1 erfolgen kann.
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Der ganze Zufluß ist dann aber vollständig unabhängig von der Stellung
des Flüssigkeitsspiegels selbst.