DE86456C

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Publication number: DE86456C
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KAISERLICHES A

PATENTAMT.

Um beim Erwärmen oder Abkühlen von Flüssigkeiten oder Gasen, z, B. beim Pasteurisiren, einen lebhaften Wärmeaustausch zwischen diesen Flüssigkeiten oder Gasen und der Erwärmungs- oder Abkühiungsflüssigkeit oder dem Gase zu erhalten, ohne Gefahr einer Uebcrhitzung, hat man. den beiden Flüssigkeiten bezw. Gasen die gröfstmögliche Geschwindigkeit gegeben oder, soweit die Erwärmung oder die Abkühlung einer Flüssigkeit in Betracht kam, in diese sich drehende Gegenstände eingeführt, welche die Flüssigkeit an den Wänden in Bewegung gegen die Wärmeelemente versetzen.

Bei der vorliegenden, besonders zum Pasteurisircn dienenden Vorrichtung wird bezweckt, auch die Gefäfse, weiche den Wärmeaustausch zwischen den Flüssigkeiten bezw. Gasen vermitteln, in der zu pästeurisirehden Flüssigkeit umlaufen zu lassen, während diese letzlere selbst mittelst zwischen die sich drehenden Gefäfse eingeführter Unbeweglicher Gegenstände durch .Vergrößerung der Reibung verhindert werden soll, an der Drehbewegung theilzunehmen; diese Reibung wird gleichzeitig zur Regelung der Durchflufsgeschwindigkeit vom Einlaufe an jeder der umlaufenden Flächen vorüber nach dein Auslaufe benuzt. Das Wasser bezw. der Dampf läuft innerhalb der Wände der sich drehenden Gefäfse um.

Auf diese Weise soll der Wärmeaustausch vermehrt und theilweiser Ueberhilzung mit den damit verbundenen Ablagerungen an den Wänden der Wärmeelemente und Veränderungen in der Zusammensetzung der Flüssigkeit vorgebeugt werden. Auch ist das Durchziehen der Flüssigkeiten ohne Berührung mit der äufseren Luft ermöglicht.

Fig. ι stellt die Vorrichtung in senkrechtem Durchschnitt dar.

Die' Horizdntalschnitte der Fig. 2, 3, 4, 5 und 6 verdeutlichen einige der verschiedenen Weisen, wie die Wärmeelemente angeordnet sein können.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch die zwischen den Wärmeelernenten angebrachten Bürsten und

Fig. 8 eine Abänderung der Gesainmtvorrichtung.

Die Vorrichtung besteht aus dem äufseren Gefäfs A, welches die Pasteurisirungsflüssigkeit einschliefst und entweder, wie dargestellt, cylindrisch oder auch konisch sein kann. Von den beiden Böden B und C des Gefäfses ist der untere C am Gefäfse fest und der obere B abnehmbar. Durch die Mitte der beiden Böden geht die sich drehende Welle D, welche innerhalb des Gefäfses A die Wasser oder Dampf enthaltenden Wärmeelemente E trägt. Die Elemente E, welche zweckmäfsig die Form von runden Scheiben haben, sind gegen einander durch um die Welle D gelegte Packungsringe abgedichtet und durch Keil D¹ gegen Drehung um D gesichert. Jedes zweite Gefäfs geht mit seinem Umkreis näher an die Wand des Gefäfses A heran als die anderen. Die Pasteurisirungsflüssigkeit wird bei F in das Gefäfs A durch den unteren Boden C desselben eingeleitet, geht aufwärts an den um-

laufenden Wärmeelementen E vorüber und verlafst das Gefäfs durch den oberen Boden B bei G. Die bis an die Wunde des' Gefäfses A reichenden Wärmeelemente haben in der Mitte Kanäle /f ,für den Durchtritt der aufwärts strömenden Pasteurisirungsfiüssigkeih An den übrigen Wärmeelementen kann die Flüssigkeit zwischen der Wand des Gefäfses A und dem Umkreis der Wä'rmeelemente vorüberkommen.

Wenn es sich um das Pasteurisiren gröfserer Mengen in verhältnifsmäfsig kurzer Zeit han-, delt, können alle Wärmeelemente mit Ausnahme des obersten mit durchgehenden Kanälen ff versehen sein und nur das unterste vollständig bis zur Peripherie reichen.

Um die Ausströmung der Flüssigkeit bei G zu'beschleunigen, sind unmittelbar'unter dem oberen Boden B an der Welle D Umrührer / befestigt, welche die Flüssigkeit an dieser Stelle zwingen, an der drehenden Bewegung theilzunehmen. Solche ,Umrührer können ebenfalls V- an der Welle D gleich oberhalb des unteren Bodens C befestigt werden, zu dem Zweck, das Einströmen der Flüssigkeit durch das Einlaufrohr F zu beschleunigen; letzteres wird in diesem Falle nach der Mitte verlegt.

Die Erwä'rmungsflüssigkeit oder der Dampf wird durch das obere Ende der zum Theil hohlen Welle- D eingeleitet und geht von dieser in die Gefäfse E; durch dieselben strömt die Flüssigkeit in der Richtung von oben nach unten und wird zuletzt durch das untere Ende der Welle D abgeleitet.

Die Wärmeelemente oder die Gefäfse E können verschiedenartig angeordnet sein.

Die sechs obersten Gefa'fse der Fig. ι bis 3 dienen zur Verwendung warmen oder kalten ' Wassers. Die drei untersten Gefäfse. in Fig. 1, 4 und 5 veranschaulichen die Gefäfse, wie sie für Dampf verwendet werden. In jedes der drei obersten Gefäfse (Fig. 1) ist eine Zwischenwand K eingesetzt, welche das Gefafs in zwei gleich grofse waagrechte Räume theilt, die mit einander durch am Umkreis der Zwischenwand befindliche Oeffhungen L in Verbindung stehen. Wenn solche Gefäfse verwendet werden, kommt die in die Welle D eingeleitete Erwärmungs-' -flüssigkeit durch den Kanal M in das oberste Gefafs und den obersten Raum desselben hinein und geht durch die Oeffnungen L in den unteren Raum, von wo die Flüssigkeit durch den Kanal M¹ nach dem nächst unten befindlichen Gefäfse u. s. w. durch alle übrigen Gefäfse niederströmen kann, ehe sie durch die Welle D abgeleitet wird. Bei den drei mittleren, in Fig. ι bezw. 3 dargestellten Gefäfsen ist mittelst eingesetzter Wände N ein spiralförmiger Kanal gebildet; in denselben tritt die Flüssigkeit bei O ein und geht durch Auslauf O¹ und durch die Welle D in das nächste darunter befindliche Gefafs u. s. w. Die drei untersten Gefäfse (Fig. 1 bezw. 4) sind für Dampf eingerichtet; derselbe tritt durch Einlauf P ein und zieht durch das dem Umkreis des Gefäfses folgende durchlochte Rohr Q. nach dem Auslauf R, um dann in der oben beschriebenen Weise in das nächste darunter befindliche Gefafs einzutreten. Den dürchlochten, dem Umkreis des Gefäfses folgenden Theil des 'Rohres Q. kann man auch durch den radialen Theil dieses Rohres ersetzen. Das Rohr Q ist an den Boden des Gefäfses verlegt, so dafs das in jedem Gefäfse gebildete Condensationswasser zusammen mit dem Dampf durch das Rohr abgehen kann. ·

Fig. 5 zeigt eine andere Construction der Gefäfse zur Benutzung von Dampf. Hier ist das Rohr Q durch einen sectorförmigen Raum X ersetzt, welcher mit dem Auslauf Y des Gefäfses in Verbindung steht. Dampf und Condensationswasser können in den envähnten Raum durch OefTnungen Z eintreten, welche in der einen Wand des Raumes so nahe dem Umkreis des Gefäfses wie möglich aufgenommen sind.

Bei der ähnlichen Construction nach Fig. 6 tritt der Dampf in ein Rohr B¹ ein, welches am -Umfang einer waagrechten, innerhalb des Gefäfses E angebrachten Scheibe .A¹ befestigt und durchlocht oder aufgeschnitten ist. Infolge der Drehbewegung der Gefäfse E wird der Dampf vom Condensationswasser gegen die Mitte hingedrängt, um durch das Rohr Q nach dem Auslauf in/ der Mitte von E gedrückt zu werden. Vom Räume oberhalb der Scheibe leitet eine kleine Bohrung C¹ in das Ablafsrohr hinein, um das Vertreiben der Luft zu ermöglichen. Diese Construction gestattet dem Dampf, ohne wesentliche Berührung mit den Aufsenwänden des Gefäfses in diesem umzulaufen, wobei der Wärmeaustausch durch das vom Dampf erwärmte Wasser vermittelt wird.

Um wegen des vollständigen Entfernens, besonders des Condensationswassers, ein Saugen in jedem Geläfs nach dem Auslauf zu vermitteln, ist in Verbindung mit dem Auslauf am unteren Ende der Welle D ein Rohr S im Winkel gegen dieselbe Welle eingesetzt. Das äufsere und mit einer Oeflhung versehene Ende dieses Rohres läuft während der Drehung der Welle D im Kreise in einem an der/Seite aufgeschnittenen und an dem Umkreis entlang verlegten rinnenförmigen Rohre T, Das Saugen, welches zufolge der Drehung an der Mündung, des Rohres S entsteht (wozu S länger als der Halbmesser sein mufs), wird nach den sä'mmtliehen Gefäfsen fortgepflanzt und beschleunigt das Entfernen des Wassers, welches dann durch das an der Spitze gebogene Rohr 5 in das Rohr oder in die Rinne T ausgeworfen und von da abgeleitet werden kann. Anstatt die Erwärmungsflüssigkeit oder den Dampf bezw.

Claims

die Abkühlungsflüssigkeit je durch eins der Wärmeelemente E strömen zu lassen, kann sie in zwei oder mehrere Gefäfse gleichzeitig oder auch, wie in Fig. 8 dargestellt, in alle Gefäfse auf einmal eingeleitet werden. Hierbei wird die Welle aus einem Rohr gebildet und mittelst einer senkrechten Scheidewand in zwei Räume gelhcilt. Die Pastcurisirungsrlüssigkeit oder die abzukühlende oder zu erwärmende Flüssigkeit wird an der einen Seite, der Scheidewand der Welle D eingeleitet und tritt, nachdem sie die Elemente E in der in der Fig. 8 durch Pfeile kenntlich gemachten Weise durchströmt hat, aut der der Einströmung entgegengesetzten Seite der Welle D wieder in diese ein, um gänzlich fortgeleitet zu werden.

Will man die Flüssigkeit oder den Dampf gleichzeitig in gröfscre Gruppen von Gefäfsen einleiten, so werden die Räume in der Welle mit waagrechten Scheidewänden zwischen den Gruppen versehen. Um eine grofse Wirkung im Wärmeaustausch zwischen den Wärmeelementcn und der Pasteuris'irungsflüssigkcit zu vermitteln, wie auch theilweise Ueberhitzung und damit verbundene Ablagerung an den Wärmcelementen zu verhindern, sind feste Gegenstände zwischen denselben verlegt. Diese bestehen aus Bürsten U, welche aber durch blofse Arme oder Klötze ersetzt werden können. Die einen Enden der Bürsten sind an einer der Innenseiten des Gefäfses A entlang laufenden Leiste V (Fig. i) befestigt, während die anderen freien Enden derselben an jeder Seite der Welle D vortreten.

Fig. j stellt einen Querschnitt der Bürsten dar. Sie sind in diesem Schnitt dreieckig und hinsichtlich der Drehrichtung der Wärmeelemente so gewendet, dafs sie die Pasteurisirungsflüssigkeit verhindern, von denselben mitgenommen zu werden. Die Borsten sind an der Ober- und Unterseite der Bürsten so befestigt, dafs sie auf den Aufsenseiten der Wärmeelemente schleppen und in dieser Weise die oben erwähnten Ablagerungen verhindern. Die Bürsten haben ferner die Aufgabe, die PasteurisirungsflUssigkeit zu nöthigen, in fast radialer Richtung zwischen den Wärmeelementen zu strömen, und nehmen daher eine tangentiale Lage zur Welle D ein. Dies ist.durch das Verlegen der freien Enden der Bürsten ■ an , jeder Seite der Welle D vermittelt.

Ρλ τ ε ν τ -A ν s ρ r ü c η ε :

ι. Eine Wärmeaustauschvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dafs der einen das Gefäfs A durchströmenden Flüssigkeit im Gegenstrom "eine zweite Flüssigkeit durch eine Reihe von scheibenförmig ausgebildeten, mit der durchgehenden Welle (D) sich drehenden Einzelgefäfsen (E) entgegengeführt wird, die unter einander durch Kanäle, welche die WeIIeYZ)J umschliefsen, verbunden sind.
2. Eine Vorrichtung nach Anspruch i, bei der ah der Wand des Gefäfses (A) Arme (U) befestigt sind, die in tangehtialer Richtung zur Welle (D) iti die Zwischenräume zwi- ■ sehen den Gefäfseh (E) eingesetzt sind, um eine Strömung der Flüssigkeit , in radialer Richtung herbeizuführen.
3. Eine Vorrichtung nach Anspruch ι mit der Einrichtung, dafs jedes zweite der an der Welle (D) befestigten Gefäfse (E) mit dem Umkreis bis an die Wand des Gefäfses (A) reicht, dafs dagegen der Umkreis der übrigen in der Mitte mit Durchgangskanälen (H) versehenen Gefäfse (E) sich in einem gewissen Abstande von dieser Wand befindet, damit die durchströmende Flüssigkeit zu einem zickzackförmigen Wege innerhalb des Gefäfses (A) gezwungen wird.
4. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Gefäfse (E) mit Zwischenwänden (N) ausgestattet sind, die die durchströmende Flüssigkeit zu einem spiralförmigen Wege innerhalb der Gefäfse (E) zwingen (Fig. 3).
5.- Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 mit Einrichtung der Gefäfse (E) für Dampfumlauf in der¹ Weise, dafs der Dampf durch ein mit zahlreichen Oeffnungen versehenes und zu dem an der Welle (D) gelegenen Austritt (R) führendes Rohr YQJ strömt (Fig. 4).
6. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 mit Einrichtung der Gefäfse (E) für Dampfumlauf in der Weise, dafs der Dampf, der durch die an der Welle (D) liegende Oeffnung (P) eintritt, behufs Austritts zunächst durch die nahe am Umfange des Gefäfses (E) liegenden Oeffnungen (Z) in den Raum (X) und aus diesem durch die an der Welle (D) gelegene Oeffnung (Y) strömt (Fig. 5).
7. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, bei der das Rohr (Q) mit dem Einlauf des Dampfes in Verbindung gesetzt und an deni Umkreise einer von der Mitte in das Gefäfs (E) reichenden runden Scheibe (A¹, Fig. 6) befestigt ist, damit der Dampf derselben Scheibe gegen die Mitte hin bewegt werde, wohin der Auslauf verlegt ist, ohne mit den Aufsenwänden des Gefäfses (E) in Berührung zu kommen, an denen das die Scheibe umgebende Niederschlagwasser den Wärmeaustausch zwischen dem Dampfe und der Flüssigkeit im Gefäfse (A) vermittelt. ■. .
8. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4 bis 7 mit einer Einrichtung zum Erleichtern des Entfernens des Wassers aus den Gefäfsen, bestehend aus einem oder mehreren an cine.rn Ende der Welle (D) im Winkel gegen diese eingesetzten und am äufseren freien Ende offenen Rohre (S),

zum Zwecke, in dem durch Drehung der Welle (D) in · Umschwung versetzten Rohre (S) eine saugende Gegenwirkung zu dem durch die Fliehkraft veranlafsten Druck des Wassers oder Niederschlagwassers gegen den Umfang der Gefa'fse (E) zu ermöglichen. _v

Eine Vorrichtung nach Anspruch i, dahin abgeändert, dafs die Welle (D) aus einem Rohre besteht, das durch eine senkrechte Scheidewand .in zwei. Räume getheilt ist, deren- einer mit den Gefäfsen (E) durch deren Einlaufe verbunden ist, während die Verbindung der Gcfüfse mit dem zweiten Räume durch die Ausläufe der Gefäfse vermittelt wird, zum Zwecke, der in den erstgenannten Raum eingeleiteten Flüssigkeit (Dampf) die Möglichkeit zu gewähren, bei ihrer Strömung nach dem zweiten Räume alle Gefäfse auf einmal zu durchlaufen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.