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Rotierender Vakuum-Flüssigkeitskühler Die Erfindung bezieht sich auf
einen rotierenden Vakuumkühler zum Rückkühlen von Kühlwasser für industrielle Betriebe
und Kühlen von anderen Flüssigkeiten.
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Das Vakuum zur Kühlung der Flüssigkeit wird innerhalb des Kühlers
durch dessen Drehbewegung bewirkt unter gleichzeitiger Abführung der sich bildenden
Kaltdämpfe.
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Es sind bereits rotierende Vakuum-Flüssigkeitskühler mit einem hohlen,
umlaufenden Achsenkranz bekannt, bei denen der Hohlarm von einem mit Einbuchtungen
versehenen Mantel eingeschlossen ist, in denen durch den Umlauf ein Vakuum entsteht,
durch w61-ches die Flüssigkeit infolge Verdunstung gekühlt wird. Das gekühlte Wasser
wird durch eine den umlaufenden Kühler umgebende Haube aufgefangen und abgeführt.
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Es bestehen solchen bekannten Kühlern gegenüber die die Neuheit kennzeichnenden
Merkmale der Erfindung darin, daß die Verdunstungsräume von einem mit dem hohlen
Achsenkreuz verbundenen Mantel derart umgeben sind, daß Verdunstungskammern gebildet
werden, die mit im Mantel selbst angebrachten Saugrohren mit eingebauten Luftdüsen
in unmittelbarer Verbindung stehen. Die Verdunstungskammern, deren Inneres mit blockartig
zusammengefügten Gitterwerken ausgefüllt ist, sind fernerhin durch besondere Kanäle
miteinander verbunden, so daß dauernd ein Teil der Flüssigkeit in dem Kühler umläuft.
Durch besondere Wasserspeier mit hohlem halbkugelförmigem Kopf und feinem schrägem
Schlitz wird die Flüssigkeit in die Verdunstungskammern eingeführt.
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Auf beiliegenden Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigen Abb. i einen Längsschnitt durch den Kühler, Abb. 2 einen Querschnitt
durch den Kühler, Abb.3 ein Teilstück des Mantels mit Saugrohren und Luftdüsen,
Abb. q. einen Wasserspeier in größerem Maßstab.
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Die Flüssigkeit wird in den hohlen Lagerzapfen a eingespritzt und
drängt sich nun durch die ihr infolge der starken Drehbewegung des Kühlers erteilte
Schleuderkraft, die fortwährend zunimmt, j e weiter die einzelnen Flüssigkeitsteilchen
sich von der Drehachse entfernen, in die Hohlwelle b, von wo aus sie durch die kleinen
öfFnungen c in den Hohlraum d der Nabe ,e dringt und von hier aus durch die Kanäle
f des Achsenkreuzes g in die Flüssigkeitskammer h gelangt. Die Wasserspeier i mit
feinem schrägem Schlitz vermitteln die Überführung der Flüssigkeit in Gestalt von
dünnen, fächerförmigen Schleiern in die Verdunstungskammern k, die ihrerseits wieder
durch die Kanäle l untereinander verbunden sind. Die Verbindungsstellen der Kanäle
Z mit dem Boden m der Verdunstungskammern k bzw. der Sammelbuchten ia bilden in
der ganzen
Breite des Bodens m eine Auffangrinne für die Flüssigkeit,
um so deren Übergang von den Sammelbuchten n in die Kanäle L zu erleichtern. Die
aus den Wasserspeiern i der Flüssigkeitskammern h und der Kanäle L austretende
Flüssigkeit wird von dem Boden m der Verdunstungskammern h infolge seiner Steigung
- die Bodenlinie bildet eine Evolvente - ohne Stoß nach den Sammelbuchten n geleitet,
denn bevor die aus den Wasserspeiern i austretende und dann in tangentialer Richtung
fortstrebende Flüssigkeit die äußere Peripherie der Verdunstungskammern k erreicht
hat, ist sie von dem sich im Kreislauf stets fortbewegten Boden na
längst
überholt, d. h. aufgefangen. Die Verdunstungskammern k werden mit blockartig zusammengefügten
Gitterwerken o aus leichtem weitmaschigem Drahtgewebe ausgestattet. Damit in der
durch die Schleuderkraft in die Sammelbuchten ia hineingepreßten Flüssigkeit keine
starke Wirbelungen entstehen können, werden in die Sammelbuchten n blockartige Gitterwerke
p eingefügt. Durch die in dem Boden der Sammelbuchten n angebrachten Wasserspeier
i werden zur Befeuchtung der Gitterwerke o kleine Mengen Flüssigkeit in die nächstfolgende
Verdunstungskammer k hinübergeleitet. In dem Mantel q sind die Saugrohre z- mit
eingebauten Luftdüsen s angebracht, mittels derer während des Betriebes des Kühlers
in den Verdunstungskammern k die zur Kühlung erforderliche Luftleere erzeugt wird.
Die Drehrichtung des Kühlers ist durch einen Pfeil gekennzeichnet.
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Je nach der Umfangsgeschwindigkeit des Kühlers streicht die atmosphärische
Luft mit entsprechender Geschwindigkeit am Rande der Ausströmöffnungen der Saugrohre
vorbei und erzeugt damit in denselben eine mehr oder weniger starke saugende Wirkung,
welche noch durch die Luftdüsen erhöht wird. Bei den Umdrehungen des Kühlers preßt
sich die Luft in die vorn etwas erweiterten Düsenrohre und wirkt bei ihrem Austritt
aus denselben wie eine Dampfstrahl-oder Wasserstrahlpumpe ebenfalls saugend, so
daß nicht allein am Rande der Ausströmöffnungen der Saugrohre, sondern auch in dessen
Kern eine saugende Wirkung entsteht. Durch diese Saugwirkung entsteht schon bei
mäßiger Drehbewegung in den Verdunstungskammern eine starke Luftverdünnung, die
durch die Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit des Kühlers gesteigert werden kann,
bis die gewünschte Luftleere erreicht wird. Beim Durchfluß der Flüssigkeit durch
diese Luftleere bildet sich sofort Kaltdampf, wobei der Flüssigkeit Wärme entzogen
und ihre Kühlung erreicht wird. Durch die Einführung der Flüssigkeit in die Verdunstungskammern
in der Gestalt von dünnen, fächerförmigen Schleiern ist die Übertragung der Kälte
auf sie eine sehr intensive und schnelle, denn je dünner eine Masse und je größer
deren Oberfläche ist, j e schneller wird sie auch von der Kälte durchdrungen. Die
Verdampfung der Flüssigkeit wird noch durch die blockartigen Gitterwerke in den
Verdunstungskammern gefördert, und zwar dadurch, daß durch deren Befeuchtung, welche
durch die Einführung geringer Mengen Flüssigkeit vermittels der Wasserspeier aus
der jeweils vorgelagerten Sammelbucht erfolgt, der Flüssigkeit eine vermehrte Verdunstungsoberfläche
gegeben wird. Die dem Gitterwerk anhaftende Feuchtigkeit verdampft teilweise, wobei
nicht nur der restlichen Feuchtigkeit, sondern auch dem Material des Gitterwerkes
Wärme entzogen wird. Es ist somit die Oberfläche des Gitterwerkes auch als Kühlfläche
zu betrachten. Ebenso verhält es sich mit den Begrenzungsflächen der Verdunstungskammern.
Eine weitere Förderung der Verdampfung besteht darin, daß die aus den Wasserspeiern
i der Kanäle Z in die Verdunstungskammern eingeführte Flüssigkeit durch das Anschlagen
an die Gitterwerke zum Teil fein zerstäubt wird und dadurch dieser Flüssigkeitsmenge
die denkbar größte Verdampfungsoberfläche erhält, da jedes Flüssigkeitsstäubchen
seine eigene Verdampfungsoberfläche hat. Durch die teilweise Verdampfung wird diesen
Stäubchen und deren Umgebung Wärme entzogen, wodurch sich die Temperatur in den
Verdunstungskammern diesem Vorgang anpaßt. Die sich bildenden Kaltdämpfe werden
dauernd durch die Saugrohre mit eingebauten Luftdüsen abgesaugt. Hierbei ist auf
den freien Querschnitt der Saugrohre in bezug auf das große Volumen des Kaltdampfes
- spezifisches Volumen des Kaltdampfes von o° C ist ao6 cbm/kg - besonders Rücksicht
genommen. Während des Betriebes durchläuft ein Teil der abgekühlten Flüssigkeit
dauernd den Kühler und mischt sich in den Verdunstungskammern stetig mit der frisch
eingeführten Flüssigkeit, so daß letztere schon auf diese Weise eine Vorkühlung
erfährt. Der fortwährende Durchlauf eines Teiles der Flüssigkeit durch die Verdunstungskammern
wird dadurch erreicht, daß jeweils aus den gefüllten Sammelbuchten zz, in welche
die Flüssigkeit infolge der Schleuderkraft hineingepreßt wird, durch diese Pressung
Flüssigkeit in die Kanäle l gedrückt und durch die Wasserspeier in die jeweils nachfolgenden
Verdunstungskammern eingeführt wird. Die Sammelbuchten bleiben stets gefüllt, weil
ihr Zufluß größer als ihr Abfluß
durch die Kanäle l ist. Alle überschüssige
abgekühlte Flüssigkeitsmenge wird durch die den Sammelbuchten am nächsten liegenden
Saugrohre aus dem Kühler herausgeschleudert.