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Verdampfer Die bisherigen Verdampfer mit vertikalen Eindampfrohren
haben dein Nachteil, daß das Kochen der zu verdickenden Flüssigkeit nicht rasch
vonstatten geht, da die Wärmeüibertragung durch das Kondensat, welches sich an den
Wandungen der Rohre niederschlägt und einen zusammenhängenden Flüssigkeitsmantel
bildet, beträchtlich behindert wird. Insbesondere bei Zuckersaftkoch ern ist es
aber wichtig, daß das Kochen und Verdicken des Saftes sehr rasch vor sich geht,
damit durch einen langsamen Kochvorgang nicht die Möglichkeit einer Entwicklung
verschiedener schädlicher chemischer Prozessee in dem Saft geboten wird. Es wurden
wohl Verdampfer mit lotrechten Eindampfrohren, bei denen der Saft durch einen sowohl
von außen ,als, auch von innen mit Dampf erhitzten Zwis.chenrohrraum strömt, bereits
vorgeschlagen; indes im Hinblick darauf, daß der Dampf im inneren Rohr gar nicht
oder aber nur mit geringer Geschwindigkeit im der Richtung des herabfließenden Kondensatz
strömt, war es unmöglich, einen intensiven Wärmeaustausch zu erzielen, so daß das
Kochen nur langsam vorstatten geht.
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Die Erfindung betrifft Verdampfer jener Art, bei denen die zu verdickende
Flüssigkeit durch einen sowohl von außen als auch von innen mit Dampf beheizten
Zwischenrohrraum fließt, und beruht im wesentlichen darin, daß durch das innere
Heizrohr frischer, gegegebenenfalls schwach überhitzter Dampf mit großer Geschwindigkeit
nach oben geführt und durch die Mitte des inneren Heizrohres in den Kocherkörper
abgeleitet wird, woselbst er reit geringer Geschwindigkeit an den äußeren Heizrohren
entlang streicht. Dadurch wird erzielt, daß der Dampf an den Wänden des inneren
Heizrohres nichtkondensiert, sondern nur feucht wird, obgleich er beträchtliche
Wärme abgibt, und daß er erst in jenem Raum kondensiert, in welchem er mit geringer
Geschwindigkeit die äußeren Heizrohre bespült. Darum wird ein intensiver Wärmeaustausch
und somit ein rasches Kochen und Verdicken der Flüssigkeit erzielt.
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Die bauliche Anordnung ist derart getroffen, daß die inneren Heizrohre
an ihrem. oberen Ende verschlossen sind und die Ableitung des Dampfes durch die
Mitte mit Hilfe besonderer zentraler Rohre erfolgt, welche nahezu bis an den oberen
Boden der inneren Heizrohre herangeführt sind. Diese zentralen Rohre münden unten
in eine Kammer, mit welcher zusammen sie aus den Heizrohren herausgezogen werden
können und aus welcher der Dampf in den um die äußeren Heizrohre herum vorgesehenen
Raum bzw. vorgesehene Kammer abgeleitet wird. Die mit Frischdampf zu speisende Kammer
ist unter der Kammer für die Saftzufuhr angeordnet, und unter der Frischdampfkammer
ist
erst die Sammelkammer für den aus den inneren Heizrohren kommenden Dampf vorgesehen.
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Uni eine .gleichbleibende Siedefläche des inneren Heizrohres zu erhalten
und zugleich eine fortschreitende Vergrößerung des Durchflußquerschnittes für die
am Volumen zunehmende Flüssigkeit sowie eine fortschreitende Verringerung des Durchilußqu:erschnittes
für den Dampf zu erzielen, geht erfindungsgemäß. der Kreisquerschnitt des inneren
Heizrohres, unter Beibehaltung eines annähernd gleichen Querschnittsrunfangesauf
der ganzen Länge des Rohres, allmählich in einen sternförmig gewellten Querschnitt
über.
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Die erfindungsgemäße Anordnung sei an Hand eines in den Zeichnungen
angedeuteten Ausführungsbeispieles einer Eindampfvorrichtung für Zuckersaft näher
erläutert. In den Zeichnungen stellen dar die. Abb. i einen Schnitt durch einen
lotrechten Verdampfer, Abb.2 einen lotrechten Schnitt durch ein Heizelement, Abb.
3 einen Querschnitt des Heizelementes nach der Ebene III-III in Abb. 2, Abb. q.
einen Querschnitt nach der Ebene IV-IV in Abb. 2, Abb. 5 einen Querschnitt nach
der Ebene V-V in Abb.2. Abb.6 einen Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführung,
ebenfalls nach der Ebene V-V in Abb.2. Abb.7 den Oberteil des Heizelementes im Schnitt.
Das Heizelement des Verdampfers (Abt. i und 2) besteht aus drei ineinanderges,chobenen,
unten offenen Röhren i 1, 12, 13,, von denen das äußere Rohr i i und das zentrale
Rohr 13 oben offen sind, wogegen das nuttlere Rohr i2 oben durch einen Boden 1q.
verschlossen ist. Dadurch entstehen drei Kanäle 15, 16, 17, und z-,var ein äußerer,
15, für das behandelte Medium (Saft) S, welches von unten nach oben strömt, und
ein mittlerer, 16, für das Hei7anedium (Frischdampf) P, welches mit großer Geschwindigkeit
ebenfalls. von unten nach oben strömt und durch den zentralen Kanal 17 nach unten
zurückkehrt.
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Die :äußeren Heizrohre i i sind in die Böden 3o, 36 der Heizkammer
18 eingewalzt, unterhalb welcher die untere Saftkammer 22 für die Zufuhr
des Zuckersaftes S angeordnet ist, welch letzterer durch die Heizelemente in die
Oberkammer 23 aufsteigt.. Die Saftkammer 22 schließt ein abnehmbarer Boden 33 ab,
in welchem die inneren Heizrohre 12 befestigt sind, so daß sie mit diesem Boden
aus dem Verdampfer herausgezogen werden können. Die zentralen Ableitungsrohre 13
sind mit ihren unteren Enden in einem schrägen Boden 37 befestigt, der die Kammer
32 unterteilt und in derselben einerseits einen Raum.26 für die Zuleitung van Frischdampf
und andererseits einen Sammelraum 27 für den aus den Rohren 13 kommenden feuchten
Dampf ausbildet. Die Kamrner 32 ist mittels einer Flansche 34 gemeinsam mit dem
Boden 33 an der Flansche 35 der Heizkammer i8 befestigt. Aus dem Raum 27 wird der
Dampf mittels eines Steigrohres 28 in den Heizraum i g der Heizkammer i 8 umgeleitet,
wo er mit geringer Geschwindigkeit die äußeren Heizrohre i i umspült und unter Wärmeabgabe
kondensiert. Das Kondensat I( wird durch einen Stutzen 29, die Abgase A durch den
Stutzen 31 abgelassen.
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Um das Strömen des Zuckersaftes durch das Heizelement zu erleichtern,
verjüngt sich der Durchmesser des inneren Heizrohres 12 nach oben hin, wodurch eine
allmähliche Vergrößerung des Durchflußquerschnittes für den Saft in der Richtung
der Volumenzunahme des letzteren erzielt wird. Gleichzeitig damit wird auch der
Durchflußquerschnitt für den durch das Rohr 12 strömenden feucht werdenden Dampf
verringert.
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Da mit der Verjüngung des mittleren Rohres 12 auch die Fläche für
den Wärmeaustausch sich verringert, wird diese Einbuße an Fläche vorteilhaft dadurch
ausgeglichen, daß man den Querschnitt des Rohres 12 von dem Kreisquerschnitt am
unteren Ende nach und nach in -einen steinförmig gewellten Querschnitt an dem verschlossenen
Ende übergehen läßt, -wie in Abb.6 veranschaulicht, wobei der Querschnittsumfang
des Rohres 12 auf der ganzen Länge annähernd gleichbleibt. Diese Ausgestaltung wird
durch Längswalzen oder -pressen des Kreisrohres 12 erreicht.
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Dampfwirbel am übergange von dem Rohr 12 in das Ableitrohr 13 werden
durch einen Gleichrichter in Form eines Dornes 2o (Abb.7) verhindert.