DE52816C

DE52816C - Processes and apparatus for the condensation of gases and vapors

Info

Publication number: DE52816C
Application number: DENDAT52816D
Authority: DE
Original assignee: J. GAM-GEE in London, England
Anticipated expiration: 1910-01-24

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Condensation und Verdichtung von Dämpfen und Gasen, sowohl solcher, welche aus Abscheidebehältern herrühren oder aus der Auspuffleitung von Dampfmaschinen oder anderen mit Dampf betriebenen Apparaten austreten, als auch solcher, die in Kühl- oder Gefrierapparaten verwendet werden, und besteht hauptsächlich darin, dafs die Condensation' und Verdichtung bewirkt wird, indem man den Dampf oder das Gas zwingt, bei dem Uebertritt in ein Sammelgefäfs den Widerstand von Flüssigkeitssäulen zu überwinden. The present invention relates to the condensation and compression of vapors and Gases, both those coming from separation tanks or from the exhaust pipe leak from steam engines or other apparatus operated with steam, as well as such, used in refrigerators or freezers, and consists mainly in dafs the condensation 'and compression is effected by the vapor or the gas forces to overcome the resistance of columns of liquid when it passes into a collecting vessel.

Der vorliegenden Erfindung gemäfs wird die Anwendung von Kühlwasser zur Verdichtung und Abkühlung von Destillaten und zur Condensation von Dämpfen — besonders von Aether, Ammoniak und anderen bei Motoren und Eismaschinen verwendeten Flüssigkeiten ·—-unnöthig. Die Verdichtung und Condensation solcher Stoffe erfolgt vielmehr äufserst wirkungsvoll und sparsam, indem man den Dampf zwingt, durch Windungen von Leitungsröhren oder durch Zickzack- oder spiralförmig angeordnete Rohre aufzusteigen, so dafs der Dampf oder das Gas nach und nach den Widerstand mehrerer Flüssigkeitssäulen überwinden mufs, bis die Expansionsfähigkeit desselben verschwindet und die Condensation vollendet ist.The present invention according to the use of cooling water for compression and cooling of distillates and for the condensation of vapors - especially of Ether, ammonia, and other liquids used in engines and ice machines - unnecessary. Rather, the compression and condensation of such substances is extremely effective and economically by forcing the steam through turns of conduit pipes or ascend through zigzag or spiral pipes, so that the Steam or gas gradually overcome the resistance of several columns of liquid must until its expandability disappears and condensation is completed is.

Bei einer Condensationsanlage dieser Art kommt man mit wenig Raum aus. Dieses Verfahren oder System hat keine Materialverluste zur Folge, was daraus hervorgeht, dafs man die Flüssigkeit und den Dampf in fest verschlossenen Apparaten auf einander einwirken lassen kann; auf diese Weise können lästige Gerüche, sowie das Entweichen von Kohlenwasserstoffen und der kostspieligen, bei Eismaschinen verwendeten Flüssigkeiten so beschränkt werden, dafs EntSättigungen und Verluste vermieden werden. Die für gewöhnlich erforderlichen Ausgaben für das Condensationswasser der Condensationsdampfmaschinen können gespart werden und gleichzeitig auch die Kosten für die Circulations- und die Luftpumpe. With a condensation system of this type, you get by with little space. This The process or system does not result in any loss of material, as can be seen from the fact that the liquid and the vapor act on each other in tightly closed apparatus can leave; This way, annoying odors can be prevented from escaping as well Hydrocarbons and the expensive liquids used in ice machines are so limited that desaturation and losses are avoided. The expenses usually required for the condensation water the condensation steam machines can be saved and at the same time also the costs for the circulation and air pumps.

Der Abdampf einer Maschine, welche einen nach diesem System angeordneten Condensator besitzt, führt das Betriebswasser selbstthätig oder doch fast selbstthätig dem Dampfkessel wieder zu, und dies Obendrein bei der höchstmöglichen Temperatur, und bewirkt infolge dessen eine grofse Kohlenersparnifs. Die Condensation tritt thatsächlich bei allen Temperaturen ein, so dafs ein der vorliegenden Erfindung gemäfs angeordneter Condensator in den meisten Fällen von einem schlechten Wärmeleiter umgeben und so construirt werden sollte, dafs auch nicht der geringste Verlust von Arbeitsflüssigkeit stattfinden kann. Ein solcher Condensator erzeugt eine Temperatur, welche niedriger ist als diejenige der Umgebung, und daher können Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt als Betriebsmittel benutzt werden, um hohe ^!Gas- oder Dampfspannungen mittelst der normalen Temperatur der Erdoberfläche zu erzeugen.The exhaust steam of a machine, which has a condenser arranged according to this system, automatically or almost automatically returns the service water to the steam boiler, and this on top of that at the highest possible temperature, and as a result causes a great saving of coal. Condensation actually occurs at all temperatures, so that a condenser arranged in accordance with the present invention should in most cases be surrounded by a poor heat conductor and so constructed that not the slightest loss of working fluid can take place. Such a condenser generates a temperature which is lower than that of the surroundings, and therefore liquids with a low boiling point can be used as operating medium to achieve high ^! To generate gas or steam tensions by means of the normal temperature of the earth's surface.

Auf den beiliegenden Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen eines der vorliegenden Erfindung gemäfs angeordneten Condensators dargestellt, und zwar zeigt die Fig. 1In the accompanying drawings, several embodiments are one of the present Invention shown in accordance with the arranged condenser, namely FIG. 1 shows

einen solchen in Verbindung mit einem Destillirapparat, während die Fig. 2 und 3 eine Ausführungsform in Verbindung mit einer Auspuffmaschine zeigen.such in connection with a still, while FIGS. 2 and 3 show an embodiment in connection with an exhaust machine demonstrate.

In der Fig. 1 bezeichnet α die Destillirblase und b ein.Rohr, durch welches der Dampf aus derselben emporsteigt, c ist ein Rückschlagventil in diesem Rohre. Zwischen der Destillirblase α und dem Rückschlagventil c kann, um einen zu hohen Druck in . der Destillirblase und dem Rohre zu vermeiden, ein Druckreducirventil angeordnet werden. Das an das Ventil c anschliefsende Rohr b endigt in eine Kammer oder eine Rohrerweiterung d, von deren oberem Ende ein in diese Kammer d hineinragendes Rohr e gestützt wird. Das obere Ende dieses Rohres e steht mit dem Zickzack- oder Schlangenrohr f in Verbindung, dessen anderes Ende in eine Kammer g mündet. Von einer Stelle der Kammer g, welche tiefer gelegen' ist als die Mündung des Rohres f, führt ein Rohr h zu einem tiefer stehenden Sammelgefäfs i. In Fig. 1, α denotes the distillation still and b denotes a pipe through which the steam rises from the same, c is a check valve in this pipe. Between the distillation still α and the check valve c can, in order to avoid too high a pressure in. To avoid the still and the tubes, a pressure reducing valve should be placed. The pipe b connecting to the valve c ends in a chamber or a pipe widening d, from the upper end of which a pipe e projecting into this chamber d is supported. The upper end of this tube e is connected to the zigzag or serpentine tube f , the other end of which opens into a chamber g. From a point in the chamber g, which is lower than the mouth of the pipe f, a pipe h leads to a lower collecting vessel i.

Beim Beginn des Arbeitsganges können die Kammer d, das Rohr e und ein Theil des zickzackförmigen Rohres f mit Spiritus angefüllt werden. Im Verlauf des Destillationsprocesses entwickelt sich in der Blase Dampf, der emporsteigt und — das Rückschlagventil c passirend — in die Flüssigkeitssäule eintritt, deren Widerstand überwunden wird, wobei sich der Dampf unter Mischung mit der Flüssigkeit condensirt oder niederschlägt.At the beginning of the operation, the chamber d, the tube e, and part of the zigzag tube f can be filled with alcohol. In the course of the distillation process, vapor develops in the bubble, which rises and - passing the check valve c - enters the column of liquid, the resistance of which is overcome, the vapor being condensed or precipitated while mixing with the liquid.

Die Flüssigkeit oder das Gemisch von Flüssigkeit und Dampf bewegt sich in den Windungen, hebt dabei die verschiedenen, dem Dampf entgegenwirkenden Flüssigkeitssäulen und condensirt vollends unter allmäligem Verlust der Expansionsfähigkeit. Bald fängt die Flüssigkeit an, in die Kammer g zu treten und in dem Rohr h hinab zu dem Sammelgefäfs i zu fliefsen. Im oberen Theil der Kammer d befindet sich stets ■ ein Dampfpolster, wodurch eine stetige Wirkung herbeigeführt wird.The liquid, or the mixture of liquid and steam, moves in the coils, lifting the various columns of liquid counteracting the steam, and condensing completely, with a gradual loss of the ability to expand. Soon the liquid begins to enter the chamber g and to flow in the tube h down to the collecting vessel i. In the upper part of chamber d there is always a cushion of steam, which produces a constant effect.

Wenn der Behälter i hinreichend gefüUt ist, wird die Mündung des Rohres h durch ein Schwimmerventil k geschlossen. An dem oberen Theil des Sammelbehälters i befindet sich eine mit demselben in Verbindung stehende Kammer /, welche mit einem Ein- und einem Ausblaseventil m η ausgerüstet ist und durch diese Ventile mit der freien Atmosphäre in Verbindung gesetzt werden kann. Wird der Druck im Apparat zu grofs, so öffnet sich das Auslafsventil n, wird andererseits dieser Druck zu niedrig und entsteht ein Vacuum, so öffnet sich das Einlafsventil m. When the container i is sufficiently filled, the mouth of the tube h is closed by a float valve k. On the upper part of the collecting container i there is a chamber / communicating with the same, which is equipped with an inlet and an outlet valve m and can be connected to the free atmosphere through these valves. If the pressure in the apparatus is too high, the outlet valve n opens; on the other hand, if this pressure becomes too low and a vacuum is created, the inlet valve m opens.

In der Fig. 2 ist mit b¹ das Auspuffrohr eines Motors und mit c¹ ein Rückschlagventil in demselben bezeichnet. Bei hohem 'Druck wird . in dem Rohr b^l ein Reducirventil angebracht. Mit d^l d² sind Kammern bezeichnet, welche eine Fortsetzung' des Rohres b¹ bilden. Ueber der zweiten dieser Kammern ist ein Verlängerungsrohr e¹ angeordnet, welches die Verbindung mit dem Schlangenrohr f² herstellt, das in der Fig. 2 a in einer Seitenansicht dargestellt ist. Dieses Schlangenrohr steht am oberen Ende mit einem Zickzackrohr f¹ in Verbindung, dessen Mündung in einer Kamm erg·¹ sich befindet; q¹ ist ein Abflufsrohr, welches von der Kammer g¹ nach einem Sammelgefäfs V- reicht, von dem ein Rohrp¹ zu dem Kessel führt.. Mit h¹ ist eine andere Rücklaufleitung bezeichnet, die an einem tieferen Punkt der Kammer g¹ angeschlossen ist als die Leitung q¹. Dieses Rohr h¹ führt zu der Kammer d^l, so dafs ein steter Umlauf durch die Kammern d¹ d², die Schlange f², das Zickzackrohr f^l und das Rohr h¹ stattfindet, während die überfliefsende Flüssigkeit, welche der condensirten Dampfmenge entspricht, durch das Rohr q^l nach dem Sammler i¹ und von diesem nach dem auf der Zeichnung nicht besonders dargestellten Kessel strömt.In FIG. 2, b ¹ denotes the exhaust pipe of an engine and c ¹ denotes a check valve therein. At high 'pressure. a reducing valve is installed in the tube b ^l. With d ^l d ² chambers are designated, which form a continuation 'of the tube b ¹ . Above the second of these chambers, an extension tube e ^{1 is} arranged, which establishes the connection with the serpentine tube f ² , which is shown in a side view in FIG. 2a. This serpentine tube is connected at the upper end to a zigzag tube f ¹ , the mouth of which is located in a comb erg · ¹ ; q ¹ is a drain pipe which extends from chamber g ¹ to a collecting vessel V- , from which a pipe ¹ leads to the boiler. With h ¹ , another return line is designated, which is connected to a lower point in chamber g ¹ than the line q ¹ . This tube h ¹ leads to the chamber d ^l , so that there is constant circulation through the chambers d ¹ d ² , the snake f ² , the zigzag tube f ^l and the tube h ¹ , while the overflowing liquid, which corresponds to the amount of condensed steam, takes place , flows through the pipe q ^l to the collector i ¹ and from this to the boiler, not specifically shown in the drawing.

Bei der in der Fig. 3 dargestellten Anordnung gelangt der in einem Kessel a² erzeugte Dampf durch ein Rohr t² zum Cylinder r² des Motors. Nachdem der Dampf in dem letzteren gearbeitet hat, strömt derselbe durch eine -— mit einem Druckreducirventil c² ausgerüstete — Leitung b² zu einer Kammer d^B, welche — abweichend von den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnungen —■ horizontal angenommen ist. Von dieser Kammer d^z gelangt der Dampf in eine Rohrleitung f³, in welcher derselbe condensirt wird. An diese Leitung/³ schliefst sich eine Kammer g² an, an welche ·— ebenso wie bei der Anordnung Fig. 2 die Leitungen h' und q* — zwei Leitungen ft² und <jf² angeschlossen sind. Diese Leitung h² mündet in die Kammer d^&, die Leitung q² dagegen in ein Sammelgefäfs i², weldhes analog demjenigen i*, Fig. 2, angeordnet ist. Aus diesem Sammelbehälter!² wird mittelst einer Pumpe s² der niedergeschlagene Dampf durch eine Leitung j>² zum Kessel zurückbefördert. Anstatt horizontal kann die Kammer d^s auch schräg angeordnet werden. Für besondere Zwecke kann ein solcher Condensator in Verbindung mit einem gewöhnlichen Wassercondensator benutzt werden, eine Combination, welche dort von Werth ist, wo grofse Mengen von Destillationsproducten für besondere .Verwendungszwecke in kurzer Zeit gekühlt werden sollen, beispielsweise wenn der Dampf von destillirtem Wasser mit Gasen vermischt werden soll, um künstliches Mineralwasser herzustellen, oder wenn destülirtes Wasser schnell und andauernd auf eine möglichst niedrige Temperatur zu bringen ist, um die Zellen einer Eismaschine damit zu versorgen.In the arrangement shown in FIG. 3, the steam generated in a boiler a ² passes through a pipe t ² to the cylinder r ^{2 of} the engine. After the steam has been working in the latter, the same flows through a - c with a Druckreducirventil ² Equipped - line b ² to a chamber d ^B, which - is assumed ■ horizontal - deviating from the embodiments shown in Figures 1 and 2 arrangements. . From this chamber d ^z the steam passes into a pipe f ³ in which it is condensed. This line / ³ is followed by a chamber g ² to which two lines ft ² and <jf ^{2 are} connected, as in the arrangement in FIG. 2, lines h 'and q *. This line h ² opens into the chamber d ^& , the line q ^2, on the other hand, into a collecting vessel i ² , which is arranged analogously to that i *, FIG. 2. From this collection container! ² the precipitated steam is conveyed back to the boiler through a line j> ² by means of a pump s ^2. Instead of being horizontal, the chamber d ^{s can} also be arranged at an angle. For special purposes such a condenser can be used in conjunction with an ordinary water condenser, a combination which is of value where large quantities of distillation products are to be cooled in a short time for special purposes, for example when the steam of distilled water with gases should be mixed to produce artificial mineral water, or if distilled water is to be brought to the lowest possible temperature quickly and continuously in order to supply the cells of an ice machine with it.

Claims

If the distillate should not be cooled down completely, use a steam generator is to be supplied again or to be used for other purposes, the latter is recommended Connection not.

A condensation can therefore not be achieved faster than with one of the present Invention according to the arranged condenser, and only if one is a condensation product at a low temperature, this can be facilitated by using cold water, by evaporation or other known means. Radiation losses in exhaust machines can be avoided by using a heater of some kind.

Patent claims:

i. A method of compressing or condensing liquids and vapors, consisting in the fact that they can be passed through in zigzag or spiral tubes, which with the spaces from which the liquids or vapors to be compressed or condensed come, and the rooms into which the received products are brought into a hermetic manner Form a closed whole, existing columns of liquid rise or circulate running. -

To carry out the under i. specified method a hermetically sealed apparatus, consisting of one or more. Chambers (d Cl ¹ Cl ² Cl ^3), in which an outgoing from a boiler or distilling apparatus pipe (bb ¹ b ²⁾ extends, and to which a zigzag or spirally bent tube (ff ^{^{^1/2/3),}} anschliefst what the latter protrudes from below into a chamber (gg ¹ g ' ² ) , whereby either the chamber (g) through a line (7zj with a collecting container (i) or the chambers (g ¹ g ² ) through a line (h ¹ Ir ¹ ) are in communication with the chamber fd ¹ d ^s ) and through a line (q ^l q ² ) with a collecting container (i ^l P).

For this purpose 2 sheets of drawings.