DE687810C - igter Gase mit tiefliegendem Siedepunkt in Druckgas - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
6. FEBRUAR 1940

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 17g GRUPPE 5

George Henry Zenner in Kenmore, Neuyork, V. St. A.,

ist als Erfinder genannt worden.

Aktiengesellschaft für Industriegasverwertung in Berlin-Britz

Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung verflüssigter Gase mit tiefliegendem Siedepunkt in Druckgas

Zusatz zum Patent 634

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Dezember 1936 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 25. Mai 1935 Patenterteilung bekanntgemacht am 18. Januar 1940

Die Priorität der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 24. Juni 1936

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Ausbildung des Verfahrens nach Patent 634 204 zur Erzeugung von Druckgasen aus verflüssigten Gasen mit tiefliegendem Siedepunkt, wie Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff u.dgl. Der Gegenstand dieses deutschen Patents ist bereits; vor dem Anmeldetag der vorliegenden Erfindung durch die amerikanische Patentschrift 2 035 399 bekanntgeworden.

Bei dem Verfahren nach vorgenanntem Patent wird der Druck der umgefüllten Flüssigkeit durch Vermischen mit dem Gasrest einer früheren Umfüllung gesteigert. Das bereits geschützte, aber auch bereits vorbekannte Verfahren besteht darin, daß das verflüssigte Gas nacheinander in zwei oder mehrere zwischen dem Sammel- oder Transportbehälter und dem Vergaser eingeschaltete Gefäß umgefüllt und das Restgas des zu füllenden nachgeschalteten Gefäßes durch die Flüssigkeit des zu entleerenden vorgeschalteten Gefäßes hindurchgeleitet und dadurch teilweise verflüssigt wird und daß das Umfüllen des Inhalts eines Gefäßes in das nächstfolgende und des Endgefäßes in den Vergaser durch je eine Druckausgleichleitung zwischen den beiden Gefäßen und zwischen dem Endgefäß und dem Vergaser unterstützt wird.

Bei dem Verfahren nach dem Patent 634204 ist das.Abblasen des vorgeschalteten Umfüllbehälters notwendig, wenn er neu) gefüllt werden soll. Dieser Nachteil wird duirch

das neue Verfahren beseitigt, indem die Restgase des einen Umfüllgefäßes nicht durch unmittelbare Berührung mit der Flüssigkeit des anderen Umfüllgefäßes kondensiert werden, wie dies bei dem Verfahren des Hauptpatents der Fall ist, sondern indem diese Restgase zuerst in einem Wärmeaustauscher in nur mittelbaren Wärmeaustausch mit der aus dem anderen Umfüllgefäß zum Vergaser strömenden Flüssigkeit gebracht und dann unter gleichzeitiger Kondensation in den Sammelbehälter hinein entspannt werden.

Auf den beiliegenden Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht, und es ist

Abb. ι eine Vorrichtung zur Ausführung des neuen Verfahrens im Schnitt,

Abb. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht des Wärmeaustauschers,

Abb. 3 die Draufsicht auf ein Ende des Wärmeaustauschers und

Abb. 4 der Querschnitt einer abgeänderten Ausführungsform des Wärmeaustauschers.

In Abb. ι ist mit ro ein isolierter Aufbewahrungsbehälter für das verflüssigte Gas bezeichnet. Ein Entnahmerohr 11 führt zu einer Sammelleitung 12, deren Z'weigrohre 13, 13' mit UmfüUgefäßen 14, 14' verbunden sind. Die Zweigrohre sind mit Ventilen 13°, 13^s versehen. Die Umfüllgefäße sind mit Abblasestutzen 15,15' ausgerüstet, in die Ventile 15° bzw. 15^s eingeschaltet sind.

Die Flüssigkeitsentnahmerohre für die Gefäße sind mit 16, 16' bezeichnet, in die Ventile i6^a, i6^& eingebaut sind. Diese Verbindungsrohre haben einen gemeinsamen Auslaufstutzen 17, welcher mit dem Einlaß des Flüssigkeitskanals der mit 18 bezeichneten Regeneratoreinrichtung verbunden ist. Von dem Auslaß des Flüssigkeitskanals führt ein Verbindungsrohr 19 zur Heizschlange der mit 20 bezeichneten Vergasereinrichtung, die in ein Rohr 21 endet, durch das das verdampfte Gas mit hohem Druck an die Verbrauchsstelle geleitet wird.

Ein Umlaufrohr zweigt von den Entnahmerohren 16 und 16' ab und ist mit dem Rohr 19 verbunden. Der Umlauf ist normalerweise durch einen Dreiwegehahn 28^C geschlossen, der an der Verbindungsstelle der beiden Rohre eingebaut ist, um die zum Regenerator 18 führende Zweigleitung 19 zu sperren, wenn die Verbindung zwischen den Leitungen 28 und 19 hergestellt ist.

Um >ein Entspannen des Gases aus dem Umfüllgefäß durch den Regenerator zu dem Aufbewahrungsbehälter zu ermöglichen, führt eine Leitung 30 zu dem Gaseinlaßkanal des Regenerators 18. Dieser Einlaß befindet sich in der Nähe des Flüssigkeitsauslasses. Die Verbindungsleitung 30 ist so ausgebildet, daß sie eine wahlweise Verbindung mit den Umfüllgefäßen durch eine Sammelleitung 31 ermöglicht, zu¹ welchem Zwecke Ventile 31° und 31* vorgesehen sind. Von dem Auslaß des Gaskanals des Regenerators 18 führt ein Verbinduögsrohr 32 zu dem Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Aufbewahrungsbehälters 10. Die Entleerung in diesen Raum geschieht bei einer Temperatur und unter einem Druck, die beträchtlich tiefer sind als diejenigen des Umfüllgefäßes, wobei die Druckverminderung durch Drosselung erzielt wird. Eine derartige Drosselvorrichtung ist mit 33 bezeichnet, die eine Bohrung 33' (Abb. 3) an einer Stelle unterhalb des Punktes, wo die Regulierung bewirkt wird, besitzt. Eine geeignete Hilfskontrollvomchtung 34 ist in dem Rohr 32 eingeschaltet. Der Aufbewahrungsbehälter besitzt einen Füllstutzen 3 5 und eine Sicherheitsvorrichtung 3 5*.

Die Arbeitsweise der veranschaulichten Einrichtung ist folgende: Eine vorher bestimmte Menge des flüssigen Gases wird aus dem Behälter 10 abgezogen und durch Öffnen des Ventils 13° in das entlüftete Umfüllgefäß 14 geleitet. Die Entlüftung wird kurz vor Beginn des Füllens durch Öffnen des Ventils ι ζ^α bewirkt. Das Gefäß 14' ist mit Gas gefüllt, das von der vorhergehenden Füllung zurück- go geblieben ist. Die Ventile 15^a und 1 y werden nach Beendigung des Füllens geschlossen, worauf die Entleerung in den Verdampfer erfolgen kann.

Sobald die Entleerung begonnen hat, wird Gas unter hohem. Druck aus dem Gefäß 14' durch den Gaskanal des Regenerators 18 geleitet. Dies geschieht durch öffnen des Ventils 31*. Das so befreite Gas strömt durch das Reduzier ventil 33 hindurch unter gleichzeitiger Verflüssigung in den Gasraum des Behälters 10. Das Überleiten wird fortgesetzt, bis die in den Gefäßen 14' und 10 herrschenden Drücke ausgeglichen sind oder bis es notwendig wird, mit dem Füllen des Gefäßes 14' zui beginnen, wobei ein Entlüften durch Öffnen des Ventils 15⁶ erfolgt, nachdem Ventil 31^s geschlossen worden ist. Mit dem entlüfteten Gefäß 14' wird der Arbeitskreislaiuf durch Füllen und Entleeren dieses Gefäßes wiederholt; auf diese Weise ist eine verhältnismäßig ununterbrochene Arbeitsweise der Anlage möglich.

Während an sich irgendwelche Gegenstromregeneratoren angewendet werden können, die getrennte Kanäle und die erforderliche Heizfähigkeit besitzen, hat sich gezeigt, daß Regeneratoren, die den durchgehenden Gasstrom in ein Vielfaches kleiner Ströme teilen, die von der in der anderen Richtung strömenden Flüssigkeit umgeben sind, die Wärmeübertragung beschleunigen.

Eine zweckmäßige Anordnung dieser Art ist in den Abb. 2 und 3 dargestellt und in Verbindung mit der Anordnung nach Fig. 1 angedeutet. Eine Anzahl kleiner Röhren 36, durch die das Gas strömt, ist zwischen Verteilern 37 angeordnet. Jedes Rohr 36 befindet sich innerhalb eines Rohres 38, wobei die Gruppe der letztgenannten Röhren sich zwischen den Verteilern 39 befinden, die parallel zu den Verteilern 37 angeordnet sind. Eine andere Form eines anzuwendenden Regenerators ist in Abb. 4 veranschaulicht und bestem" aus einem äußeren Metallgehäuse 38' für den Flüssigkeitsdurchgang, innerhalb dessen eine Mehrzahl kleiner Röhren 36' eingeschlossen ist, die in Verteilern endigen, die sich in den Gehäuseenden befinden. Die Röhren werden zweckmäßig durch Drahtumwicklungen 3y^x in einem gewünschten Abstand auseinandergehalten.

Der Regenerator bewirkt den Austausch eines verhältnismäßig großen Teils der Wärme des Hochdruckgases, das in dem Umfüllgefäß bei Beendigung einer Flüssigkeitsentleerungsperiode zurückbleibt, mit der Kälte der aus dem anderen Gefäß entleerten Flüssigkeit, ungeachtet, ob Gas und Flüssigkeit gleichzeitig durch den Austauscher strömen. Dementsprechend ist die Metallmasse, aus der das Röhrensystem für den Gasstrom bestellt, ein bedeutender Faktor, so daß es erwünscht ist, hinreichend Metall in den Röhren zu haben, um von dem Augenblick an, wo die Flüssigkeit aufhört, aus dem einen Umfüllbehälter zu .strömen, bis das Strömen aus dem anderen beginnt, die von dem Gas abgegebene Wärme aufzuspeichern, oder um Kälte aus der Flüssigkeit von dem Augenblick an aufzuspeichern, wo das Gas aus dem einen Umfüllbehälter zu strömen aufhört, bis es einen anderen Behälter zu durchströmen beginnt. Während es erwünscht ist, daß genug Metall vorhanden ist, um dem Regenerator die erwünschte Aufnahmefähigkeit zu geben und Rücksicht auf diese Zwischenräume zu nehmen, ist es ebenso wichtig, daß ein Übermaß von Metall vermieden wird, um zu verhindern, daß die Vorrichtung ein unerwünscht hohes Gewicht erreicht.

Claims (3)

Patentansprüche: 5"

1. Verfahren zur Umwandlung eines verflüssigten Gases in Druckgas, bei dem das verflüssigte Gas aus einem Sammelbehälter über zwei parallel geschaltete, abwechselnd gefüllte und entleerte Umfüllgefäße in einen Vergaser fällt, wobei das Restgas des einen Umfüllgefäßes durch die Kälte der unter niedrigerem Druck stehenden Flüssigkeit des anderen Umfüllgefäßes abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Restgase des einen Umfüllgefäßes zuerst in einem Wärmeaustauscher in mittelbaren Wärmeaustausch mit der aus dem anderen Umfüllgefäß zum Vergaser strömenden Flüssigkeit gebracht und dann unter gleichzeitiger Kondensation in den Sammelbehälter hinein entspannt werden.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahren« nach Anspruch 1, bestehend aus Vorratsbehälter, Umfüllgefäßen und Vergaser, gekennzeichnet durch einen Wärmeaustauscher (18), dessen Gaskanal mit den Gasräumen der Umfüllgefäße sowie mit ·/';; dem Gasraum des Aufbewahrungsbehälters (10) bzw. mit einem anderen isolierten Gefäß und dessen Flüssigkeitskanal mit den Flüssigkeitsräumen der Umfüllgefäße und dem Vergaser verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (18) aus einem von einer äußeren Hülle (38') umschlossenen, aus Röhren (36') sich zusammensetzenden Röhrenbündel besteht, wobei die einzelnen Röhren (36') zum Durchströmen des Gases und die Zwischenräume zwischen den einzelnen Röhren und der Außenhülle zum Durchströmen der Flüssigkeit dienen. g₀

Hierzu ι Blatt Zeichnungen