DE6204A - Kombination von Verdampfapparaten unter Benutzung komprimirten Dampfes - Google Patents

Description

1S78.

Klasse

SCHÄFFER & BUDENBERG in BUCKAU-MAGDEBURG. Combination von Verdampfapparaten unter Benutzung comprimirten Dampfes.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 6. December 1878 ab.

In den bekannten Verdampfapparaten mit zwei-, drei- oder mehrfachen Condensatoren, welche z. B. in der Zuckerfabrikation zur Concentrirung des Syrups zur Verwendung kommen, wird in den Condensator eines ersten Verdampfapparates Dampf eingelassen, welcher, sich condensirend, die Entwickelung einer gleich grofsen Menge Wasserdampf aus der zu concentrirenden Flüssigkeit veranlafst. Dieser neue Dampf begiebt sich in den Condensator des zweiten Apparates, hat dort ebenfalls die Entstehung einer neuen, aus der hierin befindlichen Flüssigkeit entweichenden gleichen Menge Dampf zur Folge u. s. w.

Diese wiederholten Verdampfungen können nur so weit ausgedehnt werden, als die in den aufeinanderfolgenden Kesseln bestehenden, immer abnehmenden Temperaturen die Flüssigkeiten noch zum Sieden bringen; zu diesem Ende wird in dem letzten Kessel vermittelst eines Oberflächencondensators oder eines Condensators mit Kaltwassereinspritzung und Luftpumpe ein relatives Vacuum hergestellt.

Als Grenzen, zwischen denen das Verfahren mittelst mehrfacher Condensatoren zur Anwendung gelangen kann, sind zu betrachten einerseits das vollständige Vacuum, welches in der Praxis nur annähernd erreicht wird, und andererseits der Druck, für welchen die Apparate ohne Gefahr und allzu grofse Kosten hergestellt werden können, und dann hauptsächlich auch die Temperatur, welcher die zu verdampfende Flüssigkeit, ohne Schaden zu nehmen, ausgesetzt werden darf.

Innerhalb der angegebenen Grenzen läfst sich praktisch nur eine beschränkte Anzahl aufeinanderfolgender Verdampfungen vornehmen.

Unsere, im nachfolgenden noch näher zu beschreibenden Verbesserungen bestehen darin, den mehrfachen Verdampfapparat in sofern zu vervollständigen, dafs Dampf mit hohem Druck verwendet werden kann, und zwar so, dafs derselbe vor seinem Eintritt in den mehrfachen Apparat zur Verdampfung einer gewissen Quantität Flüssigkeit benutzt wird, ohne die letztere hohen Pressungen und infolge dessen hohen Temperaturen auszusetzen.

Zu diesem Behufe comprimiren wir den Dampf mit Aufwand einer mechanischen Arbeit, wodurch seine Temperatur gesteigert wird und combiniren sodann dieses angedeutete Verfahren mit demjenigen der mehrfachen Condensatoren in folgender Weise:

In einem oder mehreren Dampfkesseln wird bei hoher Spannung Dampf von der Temperatur T⁰ erzeugt.

Derselbe wird dazu verwendet, ein Maschinensystem in Bewegung zu setzen, das aus einem Dampfcylinder C und einer doppelt wirkenden Dampf-Compressionspumpe p zusammengesetzt ist.

Nachdem der unter hohem Druck erzeugte Dampf im Cylinder C infolge der geleisteten Compressionsarbeit auf eine für die Verwendung in den Verdampfapparaten mit mehrfachen Condensatoren zweckmäfsige Spannung gesunken ist, schicken wir denselben mit der der jetzigen Spannung entsprechenden Temperatur T₁ ° durch das Rohr α £ in den ersten Condensator A des mehrfachen Apparates.

Der in dem Kessel A sich entwickelnde Dampf entweicht nach A' und so weiter bis zur Luftpumpe P.

Ferner benutzen wir nebst den Kesseln A, A' und A" des mehrfachen Verdampfapparates einen oder mehrere Kessel BB' B" etc., welche ebenfalls mit Condensatoren versehen sind und deren Form und Construction entsprechend den Eigenheiten der zu verdampfenden Flüssigkeit irgend wie beschaffen, aber auch ganz dieselbe sein kann wie die der mehrfachen Verdampfapperate.

Die letzteren Kessel BB' etc. werden mit der zu concentrirenden bezw. abzudampfenden Flüssigkeit versehen, welche auf die Temperatur t" gebracht worden ist, bei der die Concentration bezw. Verdampfung vorgenommen werden soll. Vermittelst der Compressionspumpe /, welche den Dampf durch die Röhren cc' c" und d ansaugt, wird nun in den Kesseln B, B' und B" genau jene Pression oder jenes Vacuum hergestellt, welche oder welches dem Siedepunkte der Flüssigkeit bei der Temperatur t° entspricht.

Der Dampf, welcher sich aus der unter dem Drucke/ stehenden Flüssigkeit entwickelt, besitzt eine Temperatur 0°, welche, verglichen mit t°, um eine Anzahl Grade geringer ist, welche Anzahl von dem Grade der Concentration der Flüssigkeit abhängt.

Derselbe wird von der Compressionspumpe p ,angesaugt und bis zum Drucke p_t comprimirt, der höher ist als /; hierdurch geht seine Temperatur O" in die Temperatur O₁ ° über.

Die Compression wird auf die Weise regulirt, dafs die Temperatur O_x ° höher ist als t °.

Der auf den Druck P₁ comprimirte Dampf, welcher die diesem Drucke entsprechende Temperatur O₁ ° besitzt, wird durch die Röhre e und deren Verzweigungen /", /' und / in die Condensatoren der Kessel B", B' und B geprefst; hier berührt er die Wände der Condensatoren, welche von der zu concentrirenden Flüssigkeit von der Temperatur t° umspült werden. Weil nun die Temperatur O₁ des Dampfes jener der Flüssigkeit überlegen ist, condensirt sich der Dampf an den Wänden der Condensatoren und giebt so der Flüssigkeit seine ganze latente Wärme wieder zurück.

So lange daher die Pumpe p sich in Thätigkeit befindet, wird das Sieden der Flüssigkeit in den Kesseln B, B' und B" fortdauern.

Mit einer gegebenen Menge vom Dampfkessel herkommenden und im Cylinder C von der Temperatur T" auf T₁ ° gesunkenen Dampfes sind wir im Stande, die Temperatur einer um so gröfseren Quantität aus der zu concentrirenden Flüssigkeit sich entwickelnden Dampfes von 0° auf Oi ° zu bringen, als die Differenz von . T⁰ und T₁ ° bedeutend und jene von 0° und O₁ ° klein ist.

Es hält nicht schwer, die Temperaturunterschiede von T⁰ und T₁ °, sowie von O⁰ und O₁ ° einer gegebenen, durch den Cylinder C tretenden Dampfmenge so zu bestimmen, dafs die der Flüssigkeit entweichende Quantität Dampf das Dreifache der ersteren beträgt.

In diesem Falle hat man mit dem Dampfe nicht nur jenen Nutzeffect hervorgebracht, welchen er in dem eigentlichen mehrfachen Verdampfapparate erzeugte, sondern hat diesem noch einen zweiten und gleich grofsen hinzugefügt und zwar ohne andere Unkosten, als die des geringen Aufwandes an Brennstoff, welcher zur Druckerhöhung des im Dampfkessel erzeugten Dampfes erheischt wurde.

Der durch die Compression des Dampfes in den Kesseln hervorgebrachte Nutzeffect ist übrigens nur an praktische Bedingungen geknüpft und danach nach Belieben zu variiren.

Wollte man die Leistung der mehrfachen Verdampfapparate auf eine andere Weise vergröfsern, so liefse sich das Verfahren mittelst comprimirten Dampfes in der Art anwenden, dafs man die mit dem hochgespannten Kesseldampf getriebene Dampfmaschine aufserdem noch dazu benutzt, um eine doppelt wirkende Compressionspumpe zu bewegen, welche den Dampf aus dem letzten Kessel eines dreifachen Apparates ansaugen, seine Temperatur durch Compression erhöhen und denselben in comprimirtem Zustande in den ersten Condensator eines neuen mehrfachen Verdampfapparates J pressen würde.

Die Flüssigkeit könnte auch in der Weise concentrirt werden, dafs man einfach Kessel verwendet, welche von den aus ihnen entweichenden, nachher comprimirten Dämpfen geheizt würden. In diesem Falle würde in dem Cylinder C die gesammte nutzbare Wärme des unter Hochdruck stehenden Dampfes dazu verwendet, um den aus sämmtlichen Verdampfungsapparaten entnommenen Dampf zu comprimiren.

Die oben eingehend beschriebene und mit Plan begleitete Disposition ist in jeder Beziehung den beiden letzteren vorzuziehen.

Immerhin behalten wir uns vor, an der Disposition alle jene Einzelmodificationen treffen zu können, welche das Wesen des Apparates nicht verändern.

Auf diese Weise können wir statt der in der Zeichnung angegebenen, von comprimirtem Dampf geheizten drei Kesseln B B' B" deren mehr oder weniger anbringen, selbst nur einen einzigen, weil die Vertheilung der Condensätionsflächen auf mehr oder weniger grofse Condensatoren ohne Einflufs auf die Arbeitsvermehrung des im Dampfkessel erzeugten Dampfes ist.

Um die Deutlichkeit der Beschreibung sowohl als der Zeichnung zu fördern, setzten wir einerseits eine Kesselgruppe A, A' und A" voraus, welche nach dem Princip der mehrfachen Verdampfapparate arbeitet und andererseits eine Kesselgruppe B, B' und B", welche mit comprimirtem Dampf geheizt wird.

Da die Construction aller dieser Kessel ganz genau dieselbe sein kann, so können auch letztere bald auf die eine, bald auf die andere Art verwendet werden. Man braucht zu diesem Behufe nur dafür Sorge zu tragen, dafs die Dampfrohranlage derart angeordnet wird, dafs die Kessel unter sich und mit der Pumpe p je nach Bedürfhifs in Beziehung zu einander gebracht werden können.

Die durch das an den Condensationsflächen der Verdampfungskessel gebildete Condensationswasser fortgeführte specifische Wärme benutzen wir, um die zur Speisung der Verdampfungskessel benutzte Flüssigkeit oder auch das Dampfkesselspeisewasser vorzuwärmen, so dafs ein wirklicher Wärmeverlust nur durch Ausstrahlung von den verschiedenen Apparaten und Leitungen stattfinden kann.

Die Constructionseinzelheiten der Kessel sowohl als deren unvermeidliche Nebenbestandtheile, als: Ein- und Austrittsröhren für die concentrirte Flüssigkeit, Sicherheitsgefäfs gegen Schaumbildung, Wasserstandzeiger, Manometer u. s. w. sind in der Zeichnung nicht angegeben, obschon sie nothwendig. sind, denn sie beeinflussen die oben beschriebene Disposition nicht wesentlich und haben nichts Neues an sich. Dasselbe gilt von dem Dampfcylinder und der Saug- und Druckpumpe, von denen wir mit Weglassung aller Nebentheile blos die hauptsächlichsten Partien angedeutet haben.

Ό °b

Der Hauptsache nach besteht unser Verfahren darin, dafs wir den Apparat, welchen wir mit dem aus demselben entweichenden und nachher comprimirtem Dampf heizen, in Verbindung mit dem mehrfachen Apparate bringen, und zwar zu dem Zwecke, den bis jetzt erreichten Verdampfungs- oder Concentrations-Nutzeffect einer gegebenen Dampfmenge durch Verwendung derselben in zwei Reihen von Apparaten zu erhöhen. Genannter Zweck wird erreicht, ohne dafs die Flüssigkeit zu hohen Temperaturen ausgesetzt wird und ohne dafs die Verdampfungskessel durch grofsen Druck zu stark beansprucht werden.

Im Gegentheil ist man bei Anwendung der durch comprimirten Dampf geheizten Apparate in der Lage, die durch die Fabrikation vorgeschriebenen Bedingungen über Temperatur und Druck genau befolgen zu können, ohne auf die durch Anwendung eines Hochdruckkessels gebotenen Vortheile verzichten zu müssen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch·

   Die oben beschriebene Combination und Construction unseres Compressionsapparates in Verbindung mit dem mehrfachen Verdampfapparat und deren Anwendung zur Verdampfung und Concentration von Flüssigkeiten, sowie zur Scheidung von Flüssigkeiten mit verschiedenen Siedetemperaturen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.