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Destillierapparat
Es ist bekannt, eine Destillieranlage und einen Wärmeaustauscher
von einem Dampferzeuger mit Frisch- oder Abdampf zu beschicken, wobei das Kondensat
des Dampfes in die Kesselanlage zurückgeführt wird. Bei solchen oder in anderer
Weise beheizten Destillieranlagen wird das verdampfte Destillat einem Kühler zugeführt,
in dem es niederschlägt und von dem es in einen Sammelbehälter geleitet wird. Alle
bekannten Destillieranlagen verbrauchen Wärme, die im Kühler der Anlage verlorengeht.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Destillieranlage,
die von einem Dampferzeuger mit Dampf gespeist wird, so auszubilden, daß die für
die Verdampfung des Destillats hineinzusteckende Wärme, abgesehen von auftretenden
geringen Strahlungsverlusten, wieder gewonnen wird, um dadurch ein Destillat zu
erhalten, welches ohne Kosten als Nebenprodukt anfällt.
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Die Erfindung geht von einer Gesamtanlage aus, in der eine Destillieranlage
und ein Wärmeaustauscher von einem Dampferzeuger mit Frisch- oder Abdampf beschickt
werden. Dabei soll der Wärmeaustauscher zur Erwärmung von Flüssigkeiten oder Gasen,
insbesondere zur Bereitung von Warmwasser, dienen. Solche Anlagen mit Wärmeaustauscher
zur Bereitung von Warmwasser sind in vielen Industriebetrieben mit großem Warmwasserbedarf
und auch in Krankenhäusern, Schlachthöfen, Konservenfabriken usw. vorhanden. Die
Erfindung besteht nun darin, daß bei den vorerwähnten Gesamtanlagen die Abwärme
der Destillieranlage bzw. die Wärme des Destillats dem Wärmeaustauscher zugeführt
wird, während das Kondensat des Kochdampfes für die
Destillieranlage
als auch für den Wärmeaustauscher in bekannter Weise zum Dampferzeuger zurückfließt
und das Destillat einem Sammelbehälter zugeführt wird.
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Das verdampfte Destillat gibt also erfindungsgemäß seine Wärme an
den Wärmeaustauscher, z. B. zur Bereitung von Warmwasser, wieder ab, wodurch die
sonst in den Wärmeaustauscher zu schickende Menge an Frisch- oder Abdampf entsprechend
gedrosselt werden kann. Unter Umständen kann die Beheizung des Warmwasserbereiters
durch Dampf aus der Kesselanlage auch vollständig in Wegfall kommen, falls die Destillieranlage
genügende Abmessungen und Leistungen aufweist. Das Destillat fällt also erfindungsgemäß
als kostenloses Nebenprodukt an.. Man kann hier selbstverständlich beliebige Flüssigkeiten
destillieren, vor allen Dingen Wasser, welches in fast allen Industriebetrieben
in mehr oder weniger großen Mengen benötigt wird und welches auch als Speisewasser
für die Kesselanlage Verwendung finden kann. Das. gewonnene Destillat kann je nach
Art der Destillieranlage auch für medizinische Zwecke od. dgl. als destilliertes
Wasser Verwendung finden, so daß die erfindungsgemäße Anlage besonders vorteilhaft
für Kesselanlagen, in Krankenhäusern od. dgl. ist, wo auch große Mengen an Warmwasser
verbraucht werden.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine schematische Darstellung
eines mit Dampf aus einem Dampfkessel beheizten Warmwasserbereiters mit Destillieranlage
dargestellt.
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Nach dem schematischen Ausführungsbeispiel wird einem Warmwasserbereiter
I über eine Rohrleitung 2 Frisch- oder Abdampf aus einer nicht dargestellten Dampfkesselanlage
zugeführt. Der Frisch-oder Abdampf gibt seine Wärme über ein im Unterteil des Warmwasserbereiters
angeordnetes Rohrsystem 3 an das zu erwärmende Wasser ab, und das Kondensat des
Dampfes wird über eine Rohrleitung 4 der Kesselanlage wieder zugeführt. Das bereitete
Warmwasser wird über Rohrleitungen 5 den einzelnen Verbrauchsstelien zugeführt.
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Aus der gleichen Dampfkesselanlage wird über eine Rohrleitung 6 ein
Kochapparat 7 einer Destillieranlage mit Frisch- oder Abdampf beschickt, der seine
Wärme im Kochapparat über entsprechend verlegte Rohre 8 an die zu destillierende
Flüssigkeit, z. B. Wasser, abgibt. Das Kondensat des Dampfes wird über die Leitung
g oder Dampfkesselanlage wieder zugeführt.
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Der Kochapparat 7 wird beispielsweise über die Leitung 10 mit Kaltwasser
aus einer beliebigen Warmwasserversorgungsanlage beschickt. Die Rohrleitung 10 verläuft
zwecks Vorwärmung des zu destillierenden Wassers bei II durch den Warmwasserbereiter
und verläuft über die Rohrleitung 12 in ein Gehäuse I3 mit Schwimmerventil, von
dem es über die Rohrleitung Iq in den Kochapparat 7 geleitet wird. Durch das Schwimmerventil
im Gehäuse I3 wird das zu destillierende Wasser im Kochapparast 7 auf bestimmte
Höhe gehalten. Sowohl das Schwimmergehäuse als auch der Kochapparat können mit einem
Wasserstandsglas 15 versehen sein, um hierdurch eine Kontrolle über den Wasserspiegel
im Gehäuse I3 und im Kochapparat 7 zu erhalten.
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Durch den in entsprechenden Mengen zugeführten Frisch- oder Abdampf
wird das zu destillierende Wasser im Kocher 7 verdampft und bei I6 abgenommen. Der
Dampf des Destillats wird sodann über die Rohrleitung I7 einer Rohrschlange I8 im
Unterteil des Warmwasserbereiters zugeführt, wo er seine Wärme an das Wasser des
Warmwasserbereiters abgibt, so daß er kondensiert und über die Rohrleitung 19 als
Destillat einem Sammelbehälter 20 zugeführt wird. Um zu vermeiden, daß mit dem Dampf
des Destillats aus dem Kocher 7 Wasserteilchen durch die Rohrleitung I7 mitgenommen
werden, ist zwischen den Leitungen I6 und I7 ein Beruhigungsraum 2I geschaltet,
der z. B. kugelförmige Gestalt besitzt. Die kugelförmige Gestalt hat den Vorteil,
daß bei größtem Inhalt die kleinste Oberfläche vorhanden ist, wodurch übermäßige
Strahlungsverluste vermieden werden. Die Dampfleitung I6 mündet mit einer oder mehreren
Windungen I6a in den Beruhigungsraum 2I, und zwar so, daß das Mündungsende nach
unten oder schräg nach unten gerichtet ist. Etwaige mitgerissene kleine Wasserteilchen
setzen sich daher im Unterteil des Raumes 21 ab, wo sie durch die Rohrleitung 22
abgenommen werden, die bei 23 in die Zufuhrleitung 14 des zu destillierenden Wassers
mündet. Wenn die Destillieranlage außer Betrieb gesetzt wird, kann es eintreten,
daß sich in den Leitungen I6, 17 und im Raum 21 durch das Kondensieren des Dampfdestillats
ein Vakuum ausbildet. Dieses Vakuum könnte dazu führen, daß sich der Kocher 7 als
auch die Leitung I6 mit dem Beruhigungsraum 21 durch den dadurch auftretenden Sog
übermäßig stark mit Frischwasser anfüllen. Um diese Wirkung des eintretenden Vakuums
zu vermeiden, ist an die Rohrleitung 16 ein Belüftungsventil 24 angeschlossen, dem
vorteilhaft ein Lnftfiker 25 vorgeschaltet ist. Durch zdsieses Belüftungsventil
wird der etwa auftretende Unterdruck in der Anlage sofort aufgehoben. Damit bleibt
der AATasserstand im Kocher weitgehend konstant, wie durch das Schwimmerventil I3
eingestellt ist.
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Als weitere Sicherung ist das Schwimmergehäuse I3 mit einem Überlauf
26 versehen, durch den bei eintretenden Störungen am Schwimmerventil ein übermäßiges
Füllen des Kochers 7 mit zu destillierender Flüssigkeit verhindert wird.
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Es ist vorteilhaft, den Kocher, in dessen Unterteil sich Schlamm
od. dgl. aus der zu destillierenden Flüssigkeit ansammelt, zu säubern. Zu diesem
Zweck wird der Kocher durch eine absperrbare Leitung 27 mit der Wasserleitung 12
verbunden und im Unterteil des Kochers ein absperrbarer Ablauf 28 angeschlossen,
durch den der Schlamm mittels des Spülwassers aus der Leitung 27 abgenommen wird.
Beim Spülen wird selbstverständlich die Zufuhr von zu destillierender Flüssigkeit
über die Leitung 14 abgesperrt.
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Wenn dem Wärmeaustauscher I z. B. bei zu geringem Verbrauch an Warmwasser
zu viel Wärme zugeführt wird, kann es eintreten, daß der Dampf des Destillats in
der Kühlschlange IS.nicht kondensiert,
so daß Wärme verlorengeht.
Um dies zu vermeiden wird am Ausgang der Kühlschlange I8 ein Thermostat angeordnet,
der bei Erreichen einer bestimmten Temperatur anspricht und auf ein Drosselventil
in der Dampfzuleitung 6 des Kochers 7 derart einwirkt, daß die Dampfzufuhr zum Kocher
mehr oder weniger stark oder vollständig gedrosselt wird. Es wird dadurch weniger
oder gar keine Flüssigkeit im Kocher verdampft und dementsprechend auch dem Wärmeaustauscher
I weniger Wärme zugeführt.
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Umgekehrt öffnet sich das Drosselventil in der Dampfleitung 6, wenn
die Temperatur im Unterteil des Wärmeaustauschers I absinkt, so daß ihm wieder Wärme
durch das Dampfdestillat zugeführt wird.
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Es kann eintreten, daß sich im Sammelbehälter 23 zu viel Destillat
ansammelt. Um dies zu verhindern, wird im Behälter 20 ein Schwimmer vorgesehen,
der bei zu hohem Flüssigkeitsstand Kontakte eines Stromkreises betätigt, durch den
ein Drosselventil in der Dampfzuleitung 6 zum Kocher 7 gesperrt wird. Damit wird
der Destilliervorgang unterbrochen.
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Durch die Führung des Dampfdestillats im Unterteil des Warmwasserbereiters
wird, abgesehen von geringfügigen Strahlungsverlusten, die durch entsprechende Isolierung
der Leitungen I6 und I7 und des Beruhigungsraumes 2I auf ein Mindestmaß herabgedrückt
werden können, die gesamte Wärme des Dampfdestillats über die Kühlschlange I8 an
das Wasser im Warmwasserbereiter abgegeben. Entsprechend den Abmessungen uiid Leistungen
der Destillieranlage wird nun die Frisch- oder Abdampfzufuhr über die Leitung 2
und die Heizschlange 3 entsprechend gedrosselt und kann unter Umständen vollständig
abgedrosselt werden, falls die Destillieranlage entsprechend große Leistungen besitzt,
so daß mittels der Wärme aus dem Dampfdestillat die gewünschte Menge an Warmwasser
bereitet werden kann. Es ergibt sich daraus, daß erfindungsgemäß das gewonnene Destillat
als kostenloses Nebenprodukt in einer Dampfkesselanlage mit Warmwasserbereiter anfällt
und daß die Destillieranlage vollautomatisch arbeitet.
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Es ist selbstverständlich, daß die gleiche Anlage und Anordnung des
Destilliergerätes auch bei anderen Wärmeaustauschern zur Erwärmung von anderen Flüss,iglçeiten
oder Gasen angewendet werden kann.
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PATENTANS Pn i Cl-lE: I. Destillieranlage und Wärmeaustauscher, die
von einem Dampferzeuger mit Frisch- oder Abdampf beschickt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abwärme der Destillieranlage bzw. die Wärme des Destillats dem Wärmeaustauscher
zugeführt wird, während das Kondensat des Kochdampfes für die Destillieranlage und
den Wärmeaustauscher zum Dampferzeuger zurückfließt und das Destillat einem' Sammelbehälter
zugeführt wird.