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Vorrichtung zum Sieden von Flüssigkeiten.
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Beim Sieden von Flüssigkeiten, die nicht restlos verdampft werden
sollen, sondern von denen, zunächst wenigstens, nur ein Teil in Dampf umgewandelt
werden soll, empfiehlt es sich oft, sie in gleichmäßigem Strom durch den Siederaum
hindurchzuführen. Es ist bekannt, die hierzu erforderliche Flüssigkeitsbewegung
auch ohne Anwendung besonderer Umlaufvorrichtun gen nach dem Kestner-Verfahren dadurch
zu erreichen, daß man die Flüssigkeit zusammen mit dem entwickelten Dampf durch
ein langes aufsteigendes Rohr leitet. Die in diesem Rohr emporsteigenden Dampfblasen
reißen die Flüssigkeit mit, und in demselben Maße, wie sie oben aus dem aufsteigenden
Rohre ausfließt, dringt sie unten nach.
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Gemäß der Erfindung wird ein besonders gleichmäßiges Sieden dadurch
erzielt, daß das aufwärts führende Rohr mit Fangräumen für den Dampf versehen ist.
Eine derartige Vorrichtung ist besonders für solche Flüssigkeiten vorteilhaft, die
einen größeren Siedeverzug zeigen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. I dargestellt.
Die zu siedende Flüssigkeit befindet sich in einem Vorratsgefäß I, an das ein schraubenförmig
gewundenes Rohr 2 angeschlossen ist. Es liegt innerhalb eines Heizraumes 3, in den
die Heizgase bei 4 eintreten und den sie bei 5 verlassen. Beim Beginn des Siedevorganges
steht der Flüssigkeitsspiegel im Rohre 2 ebenso hoch wie im Gefäß I. Sobald jedoch
der Siedevorgang einsetzt, treiben die entstehenden Dampfblasen Flüssigkeit vor
sich her. Die Flüssigkeit wird auf diese Weise in das Gefäß IO hineingefördert,
aus dem der Dampf durch ein Rohr 6 entweichen kann.
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Gemäß der Erfindung ist das Rohr 2 mit Fangräumen 7, 8,9 versehen,
in denen der Dampf sich staut. Wie die Erfahrung zeigt, tragen diese Fangräume zur
Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Siedevorganges in entscheidender Weise bei,
ein Vorteil, der um so mehr zur Geltung kommt, je größer der Siedeverzug der Flüssigkeit
ist. Soll beispielsweise aus verdünnter Schwefelsäure Wasserdampf durch Erhitzung
ausgetrieben werden, so ist zunächst eine erhebliche Überhitzung erforderlich. Plötzlich
setzt dann das Sieden mit solcher Heftigkeit ein, daß die Flüssigkeit nicht nur
nach oben, sondern auch nach unten aus dem Rohre 2 hinausgeschleudert wird. Beim
Nachdringen kälterer Flüssigkeit aus dem Gefäß I würde darauf in einem glatten,
gleichmäßig aufsteigenden Rohr der Siedevorgang
wieder aufhören,
bis der nächste Siedestoß erfolgt. Von einem gleichmäßigen Siedevorgang und einem
gleichmäßigen Flüssigkeitsstrom durch das Rohr 2 aufwärts in das Aufnahmegefäß 10
würde unter solchen Umständen nicht die Rede sein können. Wenn jedoch gemäß der
Erfindung in Fangräumen, wie sie bei 7, 8, 9 dargestellt sind, Dampf festgehalten
wird, so wird augenscheinlich an den Berührungsstellen zwischen Dampf und Flüssigkeit
der Siedeverzug aufgehoben. Jedenfalls läßt sich deutlich beobachten, daß an den
Stellen, wo der Dampf gestaut ist, eine ununterbrochene, stoßfreie Dampfentwicklung
vor sich geht.
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Die aufsteigenden Dampfblasen nehmen in gleichmäßigem Strom die Flüssigkeit
in dem Rohr mit hinauf, und der Siedevorgang nimmt, genügende Wärmezufuhr vorausgesetzt,
einen ruhigen und stetigen Verlauf. Soll dieselbe Flüssigkeit mehrere Male dem Siedevorgang
ausgesetzt werden, so braucht man nur durch ein Verbindungsrohr die Flüssigkeit
aus dem Gefäß 10 in das Gefäß I zurücklaufen zu lassen.
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Die Fangräume können kugelig ausgebildet sein wie bei 7 oder lediglich
in Ausbauchungen bestehen wie bei 8 und 9.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Abb. 2 dargestellt. Das Siederohr
I2 ist hierbei in einer Ebene aufwärts geführt, aber schlangenförmig gebogen, so
daß aufwärts führende Teile mit abwärts führenden abwechseln. An den Stellen I7,
I8, I9, 20, an denen das Rohr sich nach abwärts wendet, bleiben beim Hindurchströmen
der siedenden Flüssigkeit Dampfblasen stehen und sorgen für einen stetigen Verlauf
des Siedevorganges, wie bei Abb. I näher beschrieben. Bei der Wendestelle 17 sammelt
sich kein Dampf an, wenn die Flüssigkeit bis dahin noch nicht die genügende Temperatur
erreicht hat. Das Rohr 12 liegt in einem Heizraum I3; die Heizgase treten bei 14
ein. und bei 15 aus.
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Die siedende Flüssigkeit wird in ein Gefäß 22 entleert und strömt
aus einem Vorratsgefäß 21 nach. Siedevorrichtungen dieser Art eignen sich beispielsweise
zum Austreiben des Wassers aus verdünnter Schwefelsäure, zum Eindicken von Salzlösungen
u. dgl.
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In Abb. 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeichnet, bei dem die Vorrichtung
gemäß der Erfindung dazu dient, um verdünnte Schwefelsäure zum Zwecke des Betriebes
einer Absorptionskältemaschine zu entwässern. Die Kälte entsteht in einem Verdampfer
3I dadurch, daß hierin Wasser bei geringem Druck verdampft.
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Der Dampf gelangt durch das Rohr 32 in einen Absorber 33, der durch
das Rohr 34 mit wasserarmer Schwefelsäurelösung beschickt wird. Der Wasserdampf
wird im Absorber von der Schwefelsäure aufgenommen, und die bei der Absorption frei
werdende Wärme wird an die Umgebung abgegeben. Zu diesem Zweck ist der Absorber
33 mit Kühlrippen 44 versehen.
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Die mit Wasser angereicherte Schwefelsäurelösung gelangt in das Sammelgefäß
35 und fließt durch das Rohr 36 dem unteren Ende des Siederohres 37 zu. Dieses Siederohr
wird durch einen elektrischen Heizkörper 38 beheizt. Es ist ein glattes schraubenförmig
aufgewundenes Rohr, dessen Achse aber so schräg gelegt ist, daß jede einzelne Windung
aus einem aufwärts und einem abwärts führenden Teil besteht. An den Wendestellen-wird
in derselben Weise, wie in Abb. 2 dargestellt, Dampf festgehalten und dadurch für
eine gleichmäßige Dampfbildung und Flüssigkeitsförderung gesorgt. Die einfache Herstellungsmöglichkeit
eines derartigen Rohres und die große Zahl der gebildeten Fangräume machen diese
Ausführungsform besonders wertvoll. Das aufsteigende Gemisch von Dampf und Flüssigkeit
gelangt in einen Gasabscheideraum 39, aus dem die Flüssigkeit durch die Rohre 40
und 34 wieder in den Absorber 33 gelangt. Der ausgetriebene Wasserdampf sammelt
sich im Dampfdom 41 und wird in einen Kondensator geleitet, der durch ein schlangenförmiges,
geripptes Rohr 42 gebildet wird. Das in diesem Kondensator niedergeschlagene Wasser
wird in ein Rohr 43 geleitet, durch das es in den Verdampfer 3I emporsteigt, um
hier von neuem verdampft zu werden.
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PATENT-ANSPRÜCHE : I. Vorrichtung zum Sieden von Flüssigkeiten, dadurch
gekennzeichnet, daß ein aufwärts führendes Rohr, in dem die Flüssigkeit mit dem
erzeugten Dampf emporsteigen kann, mit Fangräumen für den Dampf versehen ist.