-
Einrichtung zum Reinhalten von Wärmeaustauschflhchen, insbesondere
zum Verdampfen von Speisewasser Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Einrichtung zum Reinhalten von Verdampferheizflächen, insbesondere zum Verdampfen
von Speisewasser, mit einem um die waagerechte Achse sich drehenden Heizkörper.
Das wärmeabgebende Mittel, z. B.
-
Dampf, durchströmt hierbei das Innere des Heizkörpers, während das
vorzuwärmende oder zu verdampfende Wasser den Heizkörper umspült, Beim Wärmeaustansch
zweier Flüssigkeiten wird die Flüssigkeit durch den Heizliörper geführt, die beim
Wärmeaustausch keine Ablagerungen ergibt, beispielsweise reines Kondensat.
-
XVird Rohwasser auf eine Temperatur von über 700 C vorgewärmt oder
aber unter dieser oder einer noch höheren Temperatur verdampft, so fallen die in
ihm befindlichen Härtebildner im ersteren Falle zum Teil und im zeiten Falle restlos
während der Verdampfung bzw. Vorwärmung aus. Die Härtebildner setzen sich hierbei
vornehmlich an die wiirmeübertragende Heizwand ab, so daß die Leistung des Verdampfers
immer mehr abnimnit, und insbesondere bei der Verdampfung von Rohwasser wird dann
in verhältnismäßig kurzer Zeit überhaupt keine Wärmeübertragung bzw. Verdampfung
mehr möglich sein.
-
Es muß dann zur schwierigen Reinigung des Heizkörpers, was Betriebsunierbrechung
und Kosten verursacht, geschritten werden.
-
Es sind bereits verschiedene Vorseliläge zur Reinhaltung der wärmeübertragenden
Heizwand von Vorwärmern bzw. Verdampfern gemacht worden, mit denen zum Teil auch
das außerordentlich wichtige Problem der ununterbrochenen Verdampfung eines jeglichen
Wassers gelöst wurde. Diese Einrichtungen haben aber die Verwendung eines sehr teuren
gegossenen Bronzeheizkörpers erforderlich gemacht und ebenso ein sehr teures Reinigungsmittel.
-
Außerdem sind schon verschiedene Bauarten von Verdampfern und Vorwärmern
mit dem Ziel der Erreichung dauernd reiner Heizwandungen bekanntgeworden, bei denen
beispielsweise Kugeln auf der umlaufenden Heizfläche abrollen. Auch wurde bei Verdampfern
durch eine besondere Vorrichtung eine dauernde Sandwasserspülung der feststehenden
Heizfläche ausgeführt. AIit diesen Einrichtungen konnten jedoch die bei dem Verdampfen
und Wassererhitzen ausfallenden Härtebildner nicht von der Heizwand ferngehalten
werden, da entweder die hierzu erforderliche reibende Wirkung der Reinigungskörl)er
überhaupt nicht oder aber nicht in genügendem Maße vorhanden war. Bei ausfallenden
Härtebildnern auf Heizwandungen ist aber zu deren Reinhaltung eine kräftige reibende
Wirkung der Reinigungskörper auf denselben unerläßliche Bedingung wie die dauerude
Reinhaltung der Reinigungskörper selbst. Diese beiden Bedingungen werden iin Gegensatz
zu den bisher bekannten Einrichtungen bei der vorliegenden Erfindung
voll
und gazn erfüllt. Durch das Vorhandensein einer verhältnismäßig hohen Schicht von
keinigungskörpern üben dieselheu auf die zu reinigenden Pl;clien einen gewissen
Druck aus, so daß damit die erforderliche kräftige Reibung an der Heizwand entlang
gewährleistet ist. Andrerseits ist diese dauernde Reibung auch an der ganzen Ifeizfliiche
gewährleistet und ist nicht wie bei der Sandwasserspülung, abgesehen von dem hierbei
nicht genügenden Reibungsdruck, bezüglich der Berührung der Reinigungskörper mit
der zu reinigenden Heizwandung von Zuflligkeiten abhängig. Mit der gemäß vorliegender
Erfindung ferner erzielten dauernden Umwälzung der Reinigungskörper n sich ist dann
schließlich noch die erforderliche Auswaschung des Reinigungsmittel erreicht.
-
Die Erfindung sieht zuill Zwecke der Erreichung dauernd reiner Heizwandungen
einen sich drehenden, aus kreisrund gebogenen oder geraden Rohren zusammengesetzten
Heizkörper n vor, welcher entweder mit einer sich mitdrehenden. teilweise oder vollkommen
gelochten zylindrischen Trommel m umschlossen wird. in der die Reinigungskörper
o ruben, oder der sich drehende Röhrenheizkörper ist mit Schaufeln i. ausgerüstet.
durch welche die Reinigungskörper ò zum Zwecke der Reinhaltung der Heizwandungen
und zum Zwecke der Selbstreinigung mitbewegt bzw. gehoben werden. Hierbei dient
dann die Wandung des Verdampfergehäuses p als Trommel q für die reinigungskörper.
Älit der auf diese Weise erfolgenden dauernden Umwälzung des Reinigungsmittels wird
nicht nur die Heizwand reingelhalten, sondern es ist damit auch gleichzeitig ein
Auswaschen dieses Reinigungsmittels verbunden. so daß ein Festbacken desselben nicht
möglich ist.
-
Der sich ausscheidende Schlamm wird abgesondert und kann ins Freie
abgeführt werden.
-
Die gleichzeitige Reinigung und dauernde Auswaschung des Reinigungsmittels
muß also während der Reinigungsarbeit desselben gräßte Beachtung finden, wenn jegliche
Betriebsstörung und Unterbrechung vermieden werden soll. Diesem Erfordernis ist
durch die vorliegende Erfindung voll und ganz Rechnung getragen, so daß auch nicht
eine Betriebsunterbrechung zum Zwecke der zeitweiligen Reinigung des heizflächenreinigungsmittels
erforderlich wird und ein in jeder Beziehung ununterbrochener Dauerbetrieb durchführbar
ist.
-
Als Reinigungskörper können Kiese oder kleine Metallstücke mit scharfen
Kanten, beispielsweise die beim Stanzen von Blechen abfallenden kleinen Metallteilchen
beliebiger Form, Verwendung finden.
-
Ferner ist es auch erforderlich, ein Zusetzen der gelochten zylindrischen
Trommel zu verhüten. Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird das Zuwachsen
der Löcher in der gelochten Zylindertrmmel dadurch verhütet, tlaß die Löcher auf
der Innenseite, also auf der Seite der Reinigungskörper, flach versenkt werden.
Das auf der sich mitdrehenden Zylindertrommel umgewälzte Reinigungsmittel reinigt
somit hierbei auch gleichzeitig die versenkten Löcher der gelochten Trommel, da
es die schrägen in Flächen bis an die spitzen Außenkanten berührt.
-
Die Erfindung ist in eiiiigen Ausführungsbeispielen veranschaulicht,
und zwar zeigt Fig. I einen Längsschnitt dieser Ausführung, woraus die drehbare
Anordnung eines solchen Heizkörpers n mit umgelegter mitlaufender Trommel ni, welche
die Reinigungskörper o trägt, deutlich ersichtlich. ist, Fig. 2 ein solches kreisrund
gebogenes Heizrohr mit den verschiedenen Dampfeintrittslöchern und einer an der
Stoßstelle miteingelöteten Trennungswand. Die runden Rohre werden mit hohlen, beiderseits
entsprechend konisch gehaltenen Verbindungsstücken metallisch gegeneinander abgedichtet,
wobei der Zwischenraum zwischen den Rohren so groß gewählt wird, daß die Reinigungskörper
sich zwischen den Wandungen bewegen und diese restlos berühren können.
-
Fig. 3 den Querschnitt einer anderen Ausführung, wobei der umlaufende,
aus Kreisrunden Rohren zusammengesetzte Röhrenheizkörper ;£ mit mehreren bis dicht
an die Vandung reichentlen Schaufeln r ausgerüstet ist, welche die Reinigungskörper
dauernd hochheben, und wobei die Wandungen des Verdampfergehäuses p als Trommel
q für die Reinigungskörper o diencn. Bei gewisser Lage der Schaufeln fallen die
Reinigungskörper wieder an den Heizrohren cntlang auf den Boden, wodurch die Reinhaltung
der gesamten Heizfläche erfolgt. Die sich mitdrehende Trommel nach den Fig. I, 4
und 5 kommt bei dieser Ausführung also in Fortfail. Aus Fig. 3 geht auch die übrige
Gesamtanordnung der Anlage hervor, wie sie bei der Ausführung nach Fig. 1 sowie
nach den Fig. 4 und 5 in gleicher Weise inFrage kommt. Wesentlich ist, wie liereits
ausgeführt, daß die Reinigungskörper selbst in Bewegung gehalten werden. so daß
mit der durch diese erflgenden Reinigung des Heizkörpers aucll gleichzeitig eine
Reinigung der Reinigungskörper selbst verbunden ist. Die ausfallenden Steinbildner
oder Salze werden durch die Reinigungskörper sofort wieder von tlcr Heizwand entfernt.
so tlali sie keine Zeit haben festzubacken. Die Besitigung erfolgt noch in einem
Zustand, wo es sich um lose anhaftenden Schlamm bandelt. Inflge
des
spezifisch höheren Gewichtes des hierdurch entstehenden Schlammwassers sammelt sich
dasselbe am tiefsten Punkte der Vorrichtung. Aus diesem Grunde ist hier ein Schlammsammelkasten
vorgesehen, mit dem eine Umwälzpumpe a in Verbindung gebracht ist. Diese Pumpe drückt
den Wasserinhalt der Vorrichtung über eine Leitung s durch einen Abscheider b wieder
zurück in den oberen Teil derselben. Im Abscheider bekommt infolge der hierin herrschenden
geringen Gesdiwindigkeit der im Wasser befindliche Schlamm Gelegenheit, sich abzusetzen,
so daß er von Zeit zu Zeit abgelassen werden kann.
-
Fig. 4 den Querschnitt eines Verdampfers mit umlaufendem Heizkörper
n und sich mitdrehender umgelegter Tragtrommel m für die Reinigungskörper o entsprechend
der Ausführung nach Fig. I, jedoch mit dem Unterschied, daß der Heizkörper aus geraden,
beilerseits eingewalzten Rohren besteht.
-
Fig. 5 entsprechend der Fig. I den Längsschnitt einer solchen Vorrichtung
mit dem Röhrenheizkörper n und der sich mitdrehenden gelochten Tragtrommel m. g
ist auch hier wieder Dampfeintritt, J Heizdampfkondensataustritt. Die Wände d1 und
d2 bzw. in und f fallen bei der Wasservormärmung fort, da hierbei das Wasser vom
Deckel k in Richtung nach Deckel c durchläuft und durch f ohne weiteres austritt.
Ein Ausschöpfen einer Flüssigkeit wie bei Heizdampfkondensat kommt hierbei alsdann
nicht in Frage, da das \Vasser den Röbrenheizkörper vollständig anfüllt und gleichmäßig
durch diesen von der Eintritts- zur Austrittseite durchläuft.
-
Fig. 6 die innere Abschrägung der Löcher der sich mitdrehenden Tragtrommel
nz für die Reinigungskörper o, wodurch eine gleichzeitige dauernde Reinigung dieser
Löcher mit den Reinigungskörpern erreicht und ein Zuwachsen derselben vermieden
wird. Da der Durchmesser der Löcher aus praktischen Gründen größer gehalten wird
als die I(orngröße der Reinigungskörper, so ist zum Schutze des Herausfallens der
Reinigungskörper ein Drahtgewebe mit reichlicher Mascllenweite um den Zylindermantel
gelegt Der Verdampfer besteht im wesentlichen aus dem Verdampfergehäuse p, welches
einen genügend großen Raum zum Einbau eines gut arbeitenden Wasserabscheiders besitzt,
um die mit den erzeugten Brüdendämpfen mitgerissenen Wasserteilchen zurückzuhalten.
-
Auf beiden Seiten besitzt das Verdampfergehäuse abnehmbare Deckel
mit in der Mitte befindlichen Lagern für den sich drehenden Heizkörper. Dieser besteht
aus den beiderseitigen Deckeln c und 7t, an denen sich auch die hohlen Wellen zur
Dampfeinführung und Kondensatabführung befinden, sowie aus den eigentlichen Heizrohren
11 sowie schließlich aus der gelochten Ummantelung m. Als Heizrohre kommen entweder
nach den Fig. I, 2 und 3 kreisrunde, nebeneinander angeordnete und in entsprechender
Weise miteinander in Verbindung gebrachte Rohre zwischen den Rohrböden c und h oder
gerade beiderseits in die letzteren eingewalzte Rohre nach den Fig. 4 und 5 zur
Anwendung. In beiden Fällen kann der gelochte Mantel m um den Heizkörper 1z gelegt
werden, der dann die Reinigungskörper o trägt. Es kann aber auch nach Fig. 3 diese
Ummantelung in Fortfall kommen und statt ihrer der Heizkörper mit den Schaufeln
r ausgerüstet werden. Die nebeneinander zu einem Heizkörper zusammengebauten Ringrohre
erhalten innerhalb eine Trennungswand, damit hierdurch eine Ansammlung des Heizdampfkondensates
und damit dessen Austritt aus Stutzen t erfolgt.
-
Der Heizdampf tritt bei g ein und gelangt durch die am ganzen Umfang
gleichmäßig verteilten Verbindungsmuffen in den Ringheizkörper, von wo aus dann
die Wärmeübertragung erfolgt. Das sich ergebende Heizdampfkondensat gelangt zwangsläufig
in den Deckel c und wird durch zwei Wände dl und d2 in den inneren Ringraum e gehoben,
aus dem es durch kleine Löcher in den Austrittstutzen f ausfließt. Der gesamte Heizkörper
mit der Ummantelung nt oder den Schaufeln r wird dauernd in drehender Bewiegung
gehalten, so daß auf diese Weise die Reinigungskörper o an den Wandungen der Rohre,
also an den Heizwandungen, vorbeibewegt werden, womit eine kräftige Reibung und
damit auch eine stetige Reinhaltung der Wandungen verbunden ist. Da aber auch hierbei
eine stetige Umwälzung und Reibung innerhalb der Reinigungskörper o erfolgt, ist
auch gleichzeitig eine dauernde Reinigung und Auswaschung der Reinigungskörper erzielt,
so daß die ausfallenden Steinbildner somit als Schlamm von dem Heizkörper entfernt
werden. Damit diese Auswaschung aber noch eine genügende Steigerung erfährt, wird
der Verdampferinhalt mittels der Pumpe a durch den Abscheider b umgewälzt.
-
In letztcrem setzt sich somit infolge der hier vorhandenen geringen
Wassergeschwindigkeit der Schlamm, also die aus dem Wasser sich abscheidenden Steinbildner,
am tiefsten Punkte ab, die von Zeit zu Zeit während des Betriebes abgelassen werden
können. Die Gefahr einer Verkrustung des Heizkörpers, der Reinigungskörper sowie
des Verdampfergehäuses ist also somit ausgeschaltet. Die Reinigungswirkung kann
durch beliebige Steigerung der Umdrehung des Heizkörpers erhöht werden.
-
Je nachdem es sich um Rohwasser von hoher
oder geringerer
Härte handelt, ist also diese Umdrehungszahl größer oder kleiner zu wählen. Die
Reinhaltung der Ummantelung m ist durch die vorher beschriebene Ausgestaltung derselben
ebenfalls gesichert und somit ein ununterbrochener Verdampfungsbetrieb möglich.
-
Handelt es sich lediglich um die Vorwärmung von Wasser oder um den
Wärmeaustausch zweier beliebiger Flüssigkeiten, so werden stets, beispielsweise
bei Dampf oder reinem heißen Wasser (Kondensat), als Heizmittel oder auch Kühlwasser
bei geringer Wärmeaufnahme, also bei niedriger Austrittstemperatur, diese iNlittel
durch den Stutzen g dem Wärmeanstauscher zugeführt, damit sie durch das Heiz- bzw.
Kühlsystem umlaufen, da sie keine Krustenbildung ergeben, um aus Stutzen f wieder
auszutreten.
-
In diesem Falle kommt natürlich der obere Aufbau für den bei der Verdampfung
erforderlichen Wasserabscheider in Fortfall.
-
Im übrigen ist die Arbeitsweise hierbei genau die gleiche. Die bei
der Erwärmung oder auch Kühlung (Öl) der Flüssigkeit sich ergebende Kruste oder
Schlamm wird durch die Reinigungskörper von den Wäremaustauschwandungen ferngehalten
und können, wenn erforderlich, von Zeit zu Zeit am tiefsten Punkt des Gehäuses oder
auch des Schlammabscheiders abgelassen werden.
-
Selbstverständlich können auch statt der dargestellten Ringrohre
oder der beiderseits eingewalzten geraden Rohre als Heiz- bzw.
-
Wärmeaustauschfläche ineinander angeordnete Rohrschlangen oder Spiralrohre
Verwendung finden.