DK176830B1 - Væskeinddamper med dampkompression - Google Patents

Description

DK 176830 B1

BESKRIVELSE

Opfindelsen angår en væskeinddamper med et fordampningskammer med et væskeindløb, et kondenseringskammer med et væskeudløb, en varmeledende væg anbragt med en fordampningsflade i fordampningskammeret og en kondenseringsflade i kondense-5 ringskammeret, en pumpestruktur og en fluid forbindelsespassage mellem fordampningskammeret og kondenseringskammeret.

Væskeinddampere anvendes typisk til rensning af spildevand, separation af olie fra vand, oparbejdelse af procesvæsker eller afsaltning af havvand.

I kendte væskeinddampere tilføres en væske gennem væskeindløbet til fordampnings-10 kammeret, således at der i fordampningskammeret dannes en gaslomme, hvortil en delmænge af væsken fordamper under optagelse af varmeenergi. En kompressor pumper gas indeholdende damp fra gaslommen gennem forbindelsespassagen til kondenseringskammeret, hvor dampen kondenseres under afgivelse af varmeenergi. Den kondenserede væske, kondensatet, ledes bort fra kondenseringskammeret gennem væske-15 udløbet. Da trykket i kondenseringskammeret overstiger trykket i fordampningskammeret, kondenserer dampen i kondenseringskammeret ved en temperatur, som er højere end væskens kogepunkt i fordampningskammeret. Temperaturen i kondenseringskammeret er således højere end temperaturen i fordampningskammeret. En del af varmeenergien overføres derfor gennem den varmeledende væg fra kondenseringskamme-20 ret til fordampningskammeret og genbruges således til fordampning af væsken i fordampningskammeret. Herved opnås en energibesparelse på op til ca. 30 gange i forhold til anlæg uden varmegenvinding.

Kendte væskeinddampere fungerer effektivt og er rentable ved væskegennemløb på ca.

1001/h eller mere. De kan forholdsvis nemt skaleres op til større anlæg. Ved nedskale-25 ring bliver anlæggene derimod relativt dyre og tunge på grund af de mange komponen- DK 176830 B1 ter, de består af. Man ønsker derfor at forenkle væskeinddamperen, så den kan fremstilles af færre komponenter og dermed blive både billigere og lettere, Man ønsker især at undgå kompressoren, da den udgør en væsentlig del af anlæggets pris og vægt. Desuden har kompressorer typisk en begrænset levetid, hvilket formindsker serviceintervallet på 5 anlæggene.

Som udgangspunkt tages en væskeinddamper omfattende et fordampningskammer med et væskeindløb, et kondenseringskammer med et væskeudløb, en varmeledende væg anbragt med en fordampningsflade i fordampningskammeret og en kondenseringsflade i kondenseringskammeret, en pumpestruktur og en fluid forbindelsespassage mellem 10 fordampningskammeret og kondenseringskammeret, hvor fordampningskammeret er indrettet til at kunne opbevare en væske, hvis overflade afgrænser en gaslomme, og hvor forbindelsespassagen udmunder i gaslommen, Forenklingen opnås ved at forsyne forbindelsespassagen med en ventilindretning, som tillader fluid strømning fra gaslommen mod kondenseringskammeret, når trykket i gaslommen overstiger trykket i kondense-15 ringskammeret, og spærrer for fluid strømning i modsat retning, og ved at indrette pumpestrukturen til cyklisk at hæve og sænke trykket i gaslommen, således at det cyklisk overstiger trykket i kondenseringskammeret. Da det er forholdsvist nemt at opnå et oscillerende tryk, kan kompressoren fra de kendte væskeinddampere således erstattes af en simplere, billigere og lettere pumpestruktur.

20 Pumpestrukturen kan indrettes til at tilføre mekanisk energi til væsken i fordampningskammeret på en sådan måde, at væsken opvarmes herved. Når væskens temperatur øges, forøges væskens fordampningshastighed. Ved at benytte pumpestrukturen til opvarmning kan en anden varmekilde undværes i væskeinddamperen. Da varmen tilføjes i fordampningskammeret, formindskes desuden tidsrummet fra start af anlægget til, det 25 opnår sin driftstemperatur.

2 DK 176830 B1

Kondenseringskammeret kan indrettes, så det tillader kondensering af damp på den varmeledende vægs kondenseringsflade. Herved opnås en særlig god overførsel af kondenseringsvarmen til den varmeledende væg, hvilket øger anlæggets effektivitet.

Pumpestrukturen kan indrettes til at hæve og sænke trykket i gaslommen ved at kom-5 primere og ekspandere gaslommen. Herved kan trykket hæves og sænkes på særlig effektiv vis.

Pumpestrukturen kan indrettes til at komprimere og ekspandere gaslommen ved at bevæge væsken i fordampningskammeret. Da pumpestrukturen således skal bevæge væske og ikke gas, kan en simplere, billigere og lettere pumpestruktur benyttes.

10 Pumpestrukturen kan indrettes til at komprimere og ekspandere gaslommen ved at bevæge den varmeledende væg. Herved opnås en særlig effektiv måde at komprimere og ekspandere gaslommen.

Kondenseringskammeret kan være anbragt i fordampningskammeret og omsluttet af en ydervæg, som helt eller delvist er dannet af den varmeledende væg. Herved opnås en 15 særlig effektiv overførsel af varme fra kondenseringskammeret til fordampningskammeret. Med omsluttet menes, at kammeret har en tryktæt ydervæg, som dog kan være forsynet med gennemføringer for tilførsel eller bortledning af fluid, for måleindretninger eller lignende.

Kondenseringskammeret kan være anbragt for rotation omkring en rotationsakse i for-20 dampningskammeret. Herved opnås en endnu mere effektiv overførsel af varme fra kondenseringskammeret til fordampningskammeret.

3 DK 176830 B1

Kondenseringskammerets ydervæg kan indrettes til cyklisk at komprimere og ekspandere gaslommen ved sin rotation. Herved opnås at kondenseringskammerets ydervæg kan fungere som pumpestruktur, således at en særskilt pumpestruktur kan undværes.

Fordampningskammeret kan have et rundt tværsnit på tværs af rotationsaksen, og rota-5 tionsaksen kan være anbragt excentrisk i forhold til det runde fordampningskammer.

Herved kan kondenseringskammerets ydervæg i samvirke med fordampningskammerets ydervæg på særlig simpel måde fungere som pumpestruktur. Med rundt menes tilnærmelsesvist cirkulært.

Kondenseringskammerets ydervæg kan indrettes til at sætte væsken i fordampnings-10 kammeret i rotation på en sådan måde, at der dannes en væskering. Herved kan gaslommen på simpel måde optages i en fordybning i kondenseringskammerets ydervæg.

Med en væskering menes en roterende ring af væske, som drevet af centrifugalkraften lægger sig op ad fordampningskammerets ydervæg, og som har en tilnærmelsesvis cirkulær-cylindrisk overflade mod den centrale del af fordampningskammeret, som således 15 forbliver gasfyldt.

Den varmeledende væg kan danne et antal vinger. Herved kan væsken i fordampningskammeret på særlig simpel måde sættes i rotation, og samtidig kan varmeenergi særdeles effektivt overføres fra den varmeledende væg til væsken i fordampningskammeret.

Med en vinge menes en pladeagtig struktur med en flade der både har en tangent med 20 en væsentlig komponent i rotationsaksens retning og en tangent med en væsentlig radial komponent i forhold til rotationsaksen. Flere vinger kan samlet fx danne en skrueagtig struktur eller en vandmølleagtig struktur,

Kondenseringskammerets ydervæg kan i hver aksial ende danne en skiveformet plade, hvortil vingerne slutter tæt. Herved dannes i kondenseringskammerets ydervæg et antal 4 DK 176830 B1 kileformede fordybninger, som hver for sig er specielt godt egnet til at optage en gaslomme.

Vingernes indre kan danne kamre, som hver udgør en del af kondenseringskammeret. Herved opnås at kondensat under kondenseringskammeret rotation kan slynges af kon-5 denseringsfladen, hvorved en mere effektiv overførsel af varme fra den kondenserende damp til den varmeledende væg opnås.

Vingerne kan være plane og rage radialt ud fra rotationsaksen. Herved opnås at kondensat kan slynges af kondenseringsfladen på en særlig effektiv måde, da centrifugalkraften vil være parallel med en stor del af kondenseringsfladen. Desuden opnås at væsken i 10 fordampningskammeret kan sættes i rotation på en særlig effektiv måde.

Ventilindretningen kan omfatte en række åbninger i kondenseringskammerets ydervæg anbragt omkring rotationsaksen. Herved er det særlig nemt at realisere flere ventiler med få komponenter.

Væskeudløbet kan omfatte en stillestående opsamlingsindretning med et åbent indløb 15 pegende mod rotationsretningen for kondenseringskammerets rotation i fordampningskammeret. Herved kan den kinetiske energi i kondensatet, der roterer sammen med kondenseringskammeret, anvendes til at pumpe kondensatet ud af kondenseringskammeret, selv hvis kondenseringskammerets tryk skulle være lavere end omgivelsernes tryk. Således kan en særskilt pumpe undværes.

20 Opfindelsen angår videre en fremgangsmåde til inddampning af en væske i et anlæg omfattende et fordampningskammer med et væskeindløb, et kondenseringskammer med et væskeudløb, en varmeledende væg anbragt med en fordampningsflade i fordampningskammeret og en kondenseringsflade i kondenseringskammeret, en pumpestruktur og en fluid forbindelsespassage mellem fordampningskammeret og kondense- 5 DK 176830 B1 ringskammeret. Fremgangsmåden forudsætter at der anbringes en ventilindretning i forbindelsespassagen. Fremgangsmåden omfatter at der tilføres en væske gennem væskeindløbet til fordampningskammeret, således at der i fordampningskammeret dannes en gaslomme, hvortil en delmænge af væsken fordamper under optagelse af varmeener-5 gi. Ved anvendelse af pumpeindretningen hæves og sænkes trykket i gaslommen cyklisk, således at det cyklisk overstiger trykket i kondenseringskammeret. Ved hjælp af ventil indretningen ledes gas indeholdende damp fra gaslommen gennem forbindelsespassagen til kondenseringskammeret, dampen kondenseres i kondenseringskammeret under afgivelse af varmeenergi, en del af varmeenergien overføres gennem den varmeledende 10 væg fra kondenseringskammeret til fordampningskammeret, og kondensatet ledes bort fra kondenseringskammeret gennem væskeudløbet. Herved opnås en særlig simpel væ-skeinddampning uden brug af en særskilt kompressor.

Fremgangsmåden kan yderligere forbedres ved, at kondenseringskammeret roterer omkring en rotationsakse i fordampningskammeret og sætter væsken i fordampnings-15 kammeret i rotation på en sådan måde, at der dannes en væskering, og at kondenseringskammeret cyklisk komprimerer og ekspanderer gaslommen ved sin rotation. Herved opnås at en særskilt pumpeindretning kan undværes under udførelse af fremgangsmåden, idet kondenseringskammerets ydervæg og fordampningskammerets ydervæg sammen kan fungere som pumpeindretning.

20 I det følgende beskrives opfindelsen ud fra tegningerne hvoraf fig. 1 viser et skematisk, lodret snit gennem en simpel udførelsesform af væskeinddamperen ifølge opfindelsen, fig, 2 viser et vandret snit (A-A i fig. 6) gennem en anden, foretrukken udførelsesform af væskeinddamperen ifølge opfindelsen, 25 fig. 3a viser et lodret snit (B-B i fig. 7) gennem væskeinddamperen fra fig, 2, fig. 3b viser et udsnit af fig. 3a, fig. 3c viser et andet udsnit af fig. 3a, 6 DK 176830 B1 fig. 4 viser væskeinddamperen fra fig. 2 i perspektiv, skåret vandret igennem, fig. 5 viser væskeinddamperen fra fig. 2 i perspektiv, skåret lodret igennem, fig. 6 viser væskeinddamperen fra fig. 2 set fra siden, fig. 7 viser væskeinddamperen fra fig. 2 set fra bunden, og 5 fig. 8 viser en eksplosionstegning af en ventilindretning i væskeinddamperen fra fig. 2.

I den følgende beskrivelse refererer retningsangivelser, som fx venstre, højre, op og ned, til figurerne, med mindre andet er angivet,

Den simple væskeinddamper 1 i fig. 1 omfatter et fordampningskammer 2 med et væskeindløb 3, et kondenseringskammer 4 med et væskeudløb 5, en varmeledende væg 6 10 anbragt med en fordampningsflade 7 i fordampningskammeret 2 og en kondenseringsflade 8 i kondenseringskammeret 4, en pumpestruktur 9 og en fluid forbindelsespassage 10 mellem fordampningskammeret 2 og kondenseringskammeret 4. Fordampningskammeret 2 indeholder en væske 11, hvis overflade 12 afgrænser en gaslomme 13. Forbindelsespassagen 10 udmunder i toppen af fordampningskammeret 2 og dermed i gas-15 lommen 13, idet denne på grund af tyngdekraftens virkning netop vil anbringe sig dér. Forbindelsespassagen 10 er forsynet med en ventilindretning 14 med en første kontraventil, som tillader fluid strømning fra gaslommen 13 mod kondenseringskammeret 4, når trykket i gaslommen 13 overstiger trykket i kondenseringskammeret 4, og spærrer for fluid strømning i modsat retning.

20 Pumpestrukturen 9 omfatter en cylinder 27 med et deri anbragt, forskydeligt stempel 28. Den første ende af cylinderen 27 er via en første fluid passage 29 forbundet med fordampningskammeret 2. Den anden ende af cylinderen 27 er via en anden fluid passage 30 forbundet med kondenseringskammeret 4, som indeholder et kondensat 26.

Væskeindløbet 3 er via en anden kontraventil 31 forbundet med en ikke vist væskekilde, 25 fx et spildevandsafløb fra en maskine. Den anden kontra ventil 31 tillader fluid strøm- 7 DK 176830 B1 ning fra væskekilden til fordampningskammeret 2, når trykket i væskekilden er større end trykket i fordampningskammeret 2, og spærrer for fluid strømning i modsat retning. Væskeudløbet 5 er via en fjederbelastet, tredje kontraventil 32 forbundet med en tank 33, som typisk vil være åben til atmosfærisk tryk. Den tredje kontraventil 32 tilla-5 der fluid strømning fra kondenseringskammeret 4 mod tanken 33, når trykket i kondenseringskammeret 4 overstiger trykket i tanken 33 med en forudbestemt værdi, og spærrer for fluid strømning i modsat retning.

Væskeinddampereren 1 i fig. 1 fungerer på følgende måde efter at have opnået en stabil driftstilstand. I fordampningskammeret 2 fordamper en del af væsken 11 ud i gaslom-10 men 13. Stemplet 28 bevæges cyklisk frem og tilbage i cylinderen 27 med en fast periode. Herved pumpes cyklisk væske 11 til og fra fordampningskammeret 2 gennem den første passage 29 samt i modsat takt kondensat 26 fra og til kondenseringskammeret 4 gennem den anden passage 30. Samtidig tilføres herved mekanisk energi til hhv. væsken 11 og kondensatet 26, hvorved disse opvarmes. Da væskens 11 kompressibilitet er meget min-15 dre end gaslommens 13, komprimeres og ekspanderes gaslommen 13 således cyklisk, hvorved trykket i gaslommen 13 stiger og falder. Tilsvarende gælder i kondenseringskammeret 4, hvor trykket dog forandrer sig i modtakt i forhold til trykket i fordampningskammeret 2.

I en første del af perioden, hvor trykket i gaslommen 13 overstiger trykket i kondense-20 ringskammeret 4, ledes gas indeholdende damp fra gaslommen 13 gennem forbindelsespassagen 10 og den første kontraventil 14 til kondenseringskammeret 4.1 den resterende del af perioden lukker kontraventilen 14 for strømning. Herved skabes en pumpe-effekt, der bevirker at middeltrykket i kondenseringskammeret 4 overstiger middeltrykket i fordampningskammeret 2, mens temperaturen på grund af den varmeledende væg 25 6 næsten er ens i de to kamre 2,4. Da dampens koge-/kondenseringstemperatur er høje re ved højt tryk end ved lavt tryk, vil dampen i kondenseringskammeret 4 have en tendens til at kondensere. Kondenseringen sker overvejende på kondenseringsfladen 8, da 8 DK 176830 B1 denne typisk har den laveste temperatur i kondenseringskammeret 4. Dampen kondenseres også på kondensatets 26 overflade og eventuelt på kondenseringskammerets 4 øvrige ydervægge, men typisk med lavere hastighed, Ved dannelse af kondensatet 26 afgives varme, som via den varmeledende væg 6 ledes til fordampningskammeret 2 og bi-5 drager til at opvarme væsken 11 og gaslommen 13.

I en anden del af perioden, hvor trykket i fordampningskammeret 2 er lavere end trykket i væskekilden, suges væske ind gennem væskeindløbet 3 og den anden kontraventil 31. Denne væske erstatter den mængde gas og damp som i den første del af perioden blev pumpet over i kondenseringskammeret 4.

10 I en tredje del af perioden, hvor trykket i kondenseringskammeret 4 overstiger trykket i tanken 33 med en forudbestemt værdi, pumpes en del af kondensatet 26 ud af kondenseringskammeret 4 gennem væskeudløbet 5 og den tredje kontraventil 32 til tanken 33.

Den tredje del af perioden vil typisk overlappe den anden del af perioden. Den første del af perioden kan overlappe den anden og/eller den tredje del.

15 I den stabile driftstilstand er temperaturerne og middeltrykkene i fordampningskammeret 2 og i kondenseringskammeret 4 i en ligevægtstilstand, der afhænger af flere faktorer, herunder af væskens sammensætning, af temperaturen og trykket i væskekilden, af mængden af den gennemstrømmende væske, af trykket i tanken 33, af fjederkraften i den tredje kontraventil 32, af mængden af energi, som pumpeindretningen 9 tilfører 20 hhv. væsken 11 og kondensatet 26, af den varmeledende vægs 6 egenskaber, af omgivelsestemperaturen og af kamrenes 2,4 varmetab til omgivelserne. Ved passende dimensionering af væskeinddamperen 1 og dens komponenter kan temperaturer og middeltryk således reguleres optimalt i forhold til egenskaberne i den væske, der skal inddampes, og til den ønskede væskegennemstrømning. En sådan regulering kan også foregå adaptivt 25 under driften af væskeinddamperen 1. Energitabet fra overskydende varmeenergi i den del af kondensatet 26, der ledes til tanken 33, kan mindskes ved at føre denne del af 9 DK 176830 B1 kondensatet 26 gennem den varme side i en varmeveksler og samtidig føre væsken fra væskekilden gennem den kolde side i samme varmeveksler og således bruge en del af den ellers tabte varmeenergi til at opvarme væsken fra væskekilden, inden den kommer ind i fordampningskammeret 2. Varmetabet fra kamrene 2,4 til omgivelserne kan 5 mindskes ved isolering af disse og/eller ved at drive væskeinddamperen 1 ved lave mid deltryk, hvorved kogepunkterne og dermed også driftstemperaturerne i kamrene 2,4 sænkes. Middeltrykkene i de to kamre 2,4 kan sagtens være lavere end trykket i den omgivende atmosfære.

Væskeinddamperen 1 startes ved at sætte stemplet 28 i gang og derefter tilføre væske 11 10 fra væskekilden gennem væskeindløbet 3 og den anden kontraventil 31 til fordampningskammeret 2. For i startfasen at sikre, at der kommer en tilstrækkelig mængde væske ind i fordampningskammeret 2, kan trykket i væskekilden eventuelt forøges, eller den anden kontraventil 31 kan tvangsåbnes, Den stabile driftstilstand opnås, når mængden af energi, som pumpeindretningen 9 tilfører hhv. væsken 11 og kondensatet 26, sva-15 rer til nettovarmetabet til omgivelserne, fx fra væskeinddamperen 1, eller som overskydende varme i den del af kondensatet 26, der ledes til tanken 33. For at fremskynde opnåelsen af den stabile driftstilstand kan temperaturen i væsken fra væskekilden forøges.

Under driften skiller væskeinddamperen 1 væsken fra væskekilden i kondensat 26, som bortledes til tanken 33, og koncentrat, som forbliver i fordampningskammeret 2, og hvis 20 andel af væsken 11 heri vil stige. Afhængig af væskens sammensætning kan koncentratet bortskaffes automatisk, 6c gennem en passende ventilindretning med forbindelse til fordampningskammeret 2. Dette er fx muligt, hvis koncentratet er tungere end væsken 11 og derfor samler sig i den nederste del af fordampningskammeret 2. Alternativt kan fordampningskammeret 2 med jævne mellemrum gennemskylles manuelt eller automatisk 25 for at fjerne koncentratet herfra.

s 10 DK 176830 B1 I stedet for en pumpestruktur 9 omfattende en cylinder 27 og et stempel 28 kan pumpeeffekten dannes ved, at selve den varmeledende væg 6 bringes i bevægelse. Væggen, eller en del heraf, kan fremstilles af et bøjeligt materiale og cyklisk sættes til at udbøje mod hhv. fordampningskammeret 2 og kondenseringskammeret 4. Udbøjningen kan bevir-5 kes af ydre midler, som fx en motordrevet stempelstang, eller ved at den bøjelige del af væggen 6 helt eller delvist fremstilles af et materiale, som bøjer ved påtrykkelse af en elektrisk spænding, som fx piezokeramik.

Figurerne 2 til 8 angår en anden, foretrukken udførelsesform af en væskeinddamper ifølge opfindelsen.

10 Væskeinddampereren 101 i fig. 2 omfatter et fordampningskammer 102 med et væskeindløb 103 (fig. 3a), et kondenseringskammer 104 med et væskeudløb 105, en varmeledende væg 106 anbragt med en fordampningsflade 107 i fordampningskammeret 102 og en kondenseringsflade 108 i kondenseringskammeret 104, en pumpestruktur 109 og et antal fluide forbindelsespassager 110 mellem fordampningskammeret 102 og kondense-15 ringskammeret 104. Kondenseringskammeret 104 er anbragt for rotation om en lodret rotationsakse 116 i fordampningskammeret 102 og omsluttet af en ydervæg 115, som har en cylindrisk del, som er dannet af den varmeledende væg 106, Fordampningskammeret 102 har et rundt tværsnit 117 på tværs af rotationsaksen 116, og rotationsaksen 116 er anbragt excentrisk i forhold til det runde fordampningskammer 102. Den varme-20 ledende væg 106 danner et antal vinger 119, som er plane og rager radialt ud fra rotationsaksen 116. Mellem vingerne 119 dannes et antal kileformede rum 150. Vingernes 119 indre danner kamre 122, som hver udgør en del af kondenseringskammeret 104. Kondensat 126 i kondenseringskammeret 104 er vist i kamrenes 122 radialt ydre ender, hvor det vil samle sig på grund af kondenseringskammerets 104 rotation, 25 Fordampningskammeret 102 indeholder en væske 111, som ved kondenseringskammerets 104 rotation sættes i rotation omkring en lodret akse og derved danner en væske 11 DK 176830 B1 ring 118, hvis indre cylindriske overflade 112 radialt udad afgrænser et antal gaslommer 113, som befinder sig i rummene 150 mellem vingerne 119. En forbindelsespassage 110 udmunder i den radialt indre del af hvert rum 150 og dermed i hver gaslomme 113.

Hver forbindelsespassage 110 er forsynet med en ventilindretning 114 med en første 5 kontraventil, som tillader fluid strømning fra den respektive gaslomme 113 mod kondenseringskammeret 104, når trykket i gaslommen 113 overstiger trykket i kondenseringskammeret 104, og spærrer for fluid strømning i modsat retning. Hver ventilindretning 114 omfatter en åbning 123 i kondenseringskammerets ydervæg 115, og åbningerne 123 er anbragt omkring rotationsaksen 116. Ventilindretningerne 114 omfatter yder-10 ligere et fælles stjerneformet ventilelement 134 (fig. 8), hvis fjedrende flige 135 er indrettet til at lukke og åbne de enkelte åbninger 123.

Som vist i fig. 3a danner kondenseringskammerets ydervæg 115 i hver aksial ende 120 en skiveformet plade 121, hvortil vingerne 119 slutter tæt. De to skiveformede plader 121 afgrænser således rummene 150 mellem vingerne 119 aksialt. Kondenseringskam-15 merets ydervæg 115 danner i hver aksial ende 120 yderligere en tallerkenformet skive 136, som i sin periferi er sammenføjet med den respektive skiveformede plade 121, Herved dannes to skiveformede kamre 137, som gennem radialt orienterede slidser 185 (fig.

5) i de skiveformede plader 121 står i fluid forbindelse med kamrene 122 i vingernes 119 indre og dermed udgør en del af kondenseringskammeret 104.

20 Fordampningskammerets ydervæg 138 er udført i to dele, som er samlet ved hjælp af bolte 139 gennem flanger 140 på delene. En O-ring 153 er anbragt mellem flangerne 140, Fordampningskammeret 102 er fastgjort til en nedre hovedaksel 141 og en øvre støtteaksel 142. Hovedakslen 141 er lejret i et hovedleje 143 og ført gennem den neder-ste del af fordampningskammerets ydervæg 138 i forlængelse af rotationsaksen 116.

25 Uden for fordampningskammeret 102 er hovedakslen 141 forbundet med et tandremshjul 146, der via en tandrem 145 er forbundet med et andet tandremshjul 154 monteret på en elektromotors 144 drivaksel. Elektromotoren 144 er monteret på væskeinddampe 12 DK 176830 B1 ren 101 via et hængslet beslag 148 (fig. 4). En fjeder 149 presser det hængslede beslag 148 udad, således at tandremmen 145 holdes stram. Støtteakslen 142 er lejret i et støtteleje 147.

Væskeudløbet 105 omfatter en stillestående opsamlingsindretning 124 med et aksialt rør 5 151 og to radiale rør 152. Det aksiale rør 151 er ført ud gennem støtteakslen 142 og an bragt, så støtteakslen 142 kan dreje i forhold til det. De to radiale rør 152 er anbragt i det øverste skiveformede kammer 137 og hovedsageligt radialt orienteret i forhold til rotationsaksen 116. Hvert radiale rør 152 er i sin radialt indre ende fastgjort til og fluidt forbundet med det aksiale rør 151 og har i sin radialt ydre ende et åbent indløb 125 pegen-10 de mod rotationsretningen for kondenseringskammerets 104 rotation i fordampningskammeret 102. De åbne indløb 125 er anbragt radialt yderst i det øverste skiveformede kammer 137.

Væskeindløbet 103 er via en ikke vist, anden kontraventil forbundet med en ikke vist væskekilde. Den anden kontraventil tillader fluid strømning fra væskekilden til for-15 dampningskammeret 102, når trykket i væskekilden er større end trykket i fordampningskammeret 102, og spærrer for fluid strømning i modsat retning. Væskeudløbet 105 er forbundet med en ikke vist tank, som typisk vil være åben til atmosfærisk tryk. Forbindelsen til tanken kan omfatte en tredje kontraventil, som tillader fluid strømning fra væskeudløbet 105 mod tanken, når trykket i det aksiale rør 151 overstiger trykket i tan-20 ken, og spærrer for fluid strømning i modsat retning. Alternativt kan forbindelsen være indrettet på en måde, så der kun kan suges luft ind - og ikke kondensat 126 - i væskeudløbet 105, når trykket i det aksiale rør 151 er lavere end i tanken, Væskeinddamperen 101 er forsynet med en fyldeåbning 155 nær centrum af den øverste del af fordampningskammerets ydervæg 138. Væskeinddamperen 101 er yderligere for-25 synet med ikke vist ultralydssensor, som er anbragt i en sensoråbning 156 i fordampningskammerets ydervæg 138. Sensoråbningen 156 er i forhold til fordampningskam- 13 DK 176830 B1 merets 102 centrum anbragt modsat rotationsaksen 116 og lidt under midten af fordampningskammerets 102 højde.

Som vist i fig. 3b omfatter hovedakslen 141 en nedre hovedakseldel 157 og en øvre ho-vedakseldel 158. Den nedre ende af den øvre hovedakseldel 158 er formet som en konus 5 og med en mellemliggende O-ring 164 anbragt i en tilsvarende fordybning i den øvre ende af den nedre hovedakseldel 157. Hovedakseldelene 157,158 er spændt sammen med en spændholt 160, hvis gevind er i indgreb med et gevind i en spændblok 159, som er fastgjort til en radialt indre, rørformet del af den varmeledende væg 106. Den øvre hovedakseldel 158 har en skiveformet del, som med en mellemliggende O-ring 165 er 10 fastgjort til den nedre tallerkenformede skive 136 ved hjælp af et antal bolte 161. En skiveformet hoveddækplade 162 er med en mellemliggende O-ring 166 fastgjort til bunden af fordampningskammerets ydervæg 138. Hoveddækpladen 162 er forsynet med en central åbning, hvorigennem hovedakslen 141 er ført, og på hvis radiale inderside en pakning 163 er anbragt, som slutter tæt mod både hoveddækpladen 162 og hovedakslen 15 141. Hovedlejet 143 omfatter et dobbeltradet kugleleje, hvis indre lejeskål er fastgjort til den nedre hovedakseldel 157, og hvis ydre lejeskål er fastgjort til et hovedlejehus 167, som er fastgjort til fordampningskammerets ydervæg 138. Hovedlejehuset 167 er på sin overside forsynet med en central åbning, hvorigennem hovedakslen 141 er ført, og på hvis radiale inderside en pakning 168 er anbragt, som slutter tæt mod både hovedlejehu-20 set 167 og hovedakslen 141. Væskeinddamperen 101 er dimensioneret således, at hovedakslens 141 gennemføring gennem hoveddækpladen 162 befinder sig radialt inden for væskeringens overflade 112. Herved sikres det, at pakningerne 163,168 holdes tørre under drift af væskeinddamperen 101, hvorved levetiden for pakningerne 163,168 og hovedlejet 143 forlænges kraftigt, idet disse således beskyttes mod slibende partikler 25 samt korrosive eller kemisk aggressive stoffer i væsken 118.

Som vist i fig, 3c omfatter støtteakslen 142 en skiveformet del, som med en mellemliggende O-ring 169 er fastgjort til den øvre tallerkenformede skive 136 ved hjælp af et an- 14 DK 176830 B1 tal bolte 170. En skiveformet støttedækplade 171 er med en mellemliggende O-ring 172 fastgjort til toppen af fordampningskammerets ydervæg 138. Støttedækpladen 171 er forsynet med en central åbning, hvorigennem støtteakslen 142 er ført, og på hvis radiale inderside en pakning 173 er anbragt, som slutter tæt mod både støttedækpladen 171 og 5 støtteakslen 142. Støttelejet 147 omfatter et sfærisk rulleleje, hvis indre lejeskål er fastgjort til støtteakslen 142, og hvis ydre lejeskål er fastgjort til et støttelejehus 174, som er fastgjort til fordampningskammerets ydervæg 138. Rullelejet tillader mindre variation af støtteakslens 142 retning i forhold til fordampningskammeret 102. Støttelejehuset 174 er på sin underside forsynet med en central åbning, hvorigennem støtteakslen 142 er ført, 10 og på hvis radiale inderside en pakning 175 er anbragt, som slutter tæt mod både støttelejehuset 174 og støtteakslen 142. Analog til hovedakslens 141 gennemføring gennem hoveddækpladen 162 - og af samme hensyn - befinder støtteakslens 142 gennemføring gennem støttedækpladen 171 sig radialt inden for væskeringens overflade 112.

Støttelejehuset 174 er opadtil forbundet med en endeplade 176. Det aksiale rør 151, som 15 udgør en del af opsamlingsindretningen 24, er fastgjort til endepladen 176 og er således fast i forhold til fordampningskammeret 102. Det aksiale rør 151 er med en mellemliggende O-ring 177 ført gennem en central åbning i endepladen 176, aksialt gennem støtteakslen 142 og videre ned i det skiveformede kammer 137, hvor det er forbundet med de to radiale rør 152, som således også er faste i forhold til fordampningskammeret 102.

20 Øverst i støtteakslen 142 er anbragt en pakning 179, som slutter tæt til både støtteakslen 142 og det aksiale rør 151, men tillader støtteakslen 142 at rotere omkring det aksiale rør 151. Nederst i støtteakslen 142 er anbragt et glideleje 178, som støtter det aksiale rør 151.

Et dæksel 180 er med en mellemliggende O-ring 181 fastgjort vha. et gevind til en rørformet del 182 af endepladen 176, og danner dermed et udløbskammer 183 over den 25 øvre ende af det aksiale rør 151. Dækslet 180 er forsynet med en studs 184 for tilslutning af en slange eller lignende til væskeudløbet. Ventilindretningen 114 er fastgjort til en radialt indre, rørformet del af den varmeledende væg 106 15 DK 176830 B1 I fig. 4 ses en nedre del af væskeinddamperen 101, som er gennemskåret i et vandret snit. Her ses det tydeligt, hvordan kondenseringskammeret 104 med vingerne 119 er anbragt excentrisk i fordampningskammeret 102. Væskeringen 118 er fordelt langs fordampningskammerets ydervæg 138 og danner en radialt indre, tilnærmet cirkulær-5 cylindrisk overflade 112. Væskeringens overflade 112 gennemskæres af vingerne 119, således at hvert af rummene 150 mellem vingerne 119 i sin radialt ydre del indeholder væske 111 og i sin radialt indre del en gaslomme 113. Gaslommernes 113 rumfang varierer fra rum 150 til rum, således at det største rumfang findes i det rum 150, der er anbragt længst væk fra den cylindriske del af fordampningskammerets ydervæg 138, mens 10 det mindste rumfang findes i det rum 150, der er anbragt tættest på denne del af væggen 138.

I fig. 5 ses en halvdel af væskeinddamperen 101, som er gennemskåret i et lodret snit.

Her ses de radiale slidser 185 i de skiveformede plader 121, som forbinder kamrene 122 i vingernes 119 indre med de skiveformede kamre 137. På hhv. den øvre og den nedre del 15 af fordampningskammerets ydervæg 138 er anbragt et antal ribber 186 som forstærkning for at undgå deformation af disse ved trykforskelle mellem fordampningskammeret 102 og den omgivende atmosfære.

I fig. 6 og 7 ses væskeinddamperen 101 udefra hhv. fra siden og fra bunden. Desuden ses placeringen af snittene A-A og B-B, som er vist i hhv. fig, 2 og fig. 3a. Nummereringen 20 af figurernes henvisninger svarer til nummereringen i de øvrige figurer.

Ventilindretningen 114, som i fig. 8 ses adskilt, har et ventilsæde 187, et stjerneformet ventilelement 134 og en holdeplade 192. Ventilsædet 187 har et antal tilnærmet trekantede åbninger 188, som er fordelt langs dets periferi. Ventilindretningen 114 er monteret i kondenseringskammeret 104 ved hjælp af ikke viste bolte, der er ført gennem huller 25 194,196, 197 i hhv, holdepladen 192, ventilelementet 134 og ventilsædet 187, således at ventilsædet 187 ligger an mod den øverste skiveformede plade 121 (fig. 3a), som danner 16 DK 176830 B1 en del af kondenseringskammerets ydervæg 115. Til holdepladen 192 er et lodret centreringsrør 193 fastgjort, som er ført gennem tilsvarende centrale huller i hhv. ventilelementet 134, ventilsædet 187 og den øverste skiveformede plade 121. Centreringsrøret 193 sikrer at ventilindretningens dele 192,134, 187 monteres centreret på den øverste 5 skiveformede plade 121, og er på sin inderside udformet som et glideleje til yderligere støtte for det aksiale rør 151 (fig. 3c), Ventilelementet 134 har et antal fjedrende flige 135, som i hvilestilling, dvs. når de ikke påvirkes af tryk, dækker hver sin åbning 188. Åbningerne 188 korresponderer med de tilsvarende åbninger 123 i pladen 121 og danner sammen med disse fluide forbindelser mellem de enkelte flige 135 og de tilsvarende 10 gaslommer 113 i fordampningskammeret 102. Ventilsædet 187 har i hver åbning 188 et antal vægge 189, som er egnede til at støtte den tilsvarende flig 135, når trykket i den tilsvarende gaslomme 113 er lavere end trykket i kondenseringskammeret 104, og dermed fastholde fligen 135 i sin hvilestilling. I denne situation lukker fligen 135 for fluid strømning mellem gaslommen 113 og kondenseringskammeret 104. Undersiden af hol-15 depladen 192 er udformet således at den nærmere holdepladens 192 yderkant er højere end ved holdepladens 192 radiale midte. Der er således plads til at fligene 135 kan bøje opad, når trykket i de tilsvarende gaslommer 113 er højere end trykket i kondenseringskammeret 104.1 denne situation bevæger fligene 135 sig således væk fra deres hvilestillinger og åbner dermed for fluid strømning fra de respektive gaslommer 113 til konden-20 seringskammeret 104. Holdepladen 192 er langs sin yderkant forsynet med et antal ned-adrettede tappe 198, som ved sammenspænding af ventilindretningen 114 befinder sig radialt uden for både ventilelementet 134 og ventilsædet 187. Tappene 198 er dimensioneret således, at de efter sammenspændingen ligger an mod den øverste skiveformede plade 121 og dermed sikrer en forbestemt aksial afstand mellem holdepladen 192 og den 25 øverste skiveformede plade 121, hvorved en optimal aksial sammenspænding af ventilsædet 187 sikres. Mellemrummene 195 mellem tappene 198 er placeret ud for åbningerne 188 i ventilsædet 187, således at en optimal strømning gennem ventilindretningen 114 opnås.

17 DK 176830 B1 Væskeinddampereren 101 i fig. 2-8 fungerer på følgende måde efter at have opnået en stabil driftstilstand. Kondenseringskammeret 104 roterer i fordampningskammeret 102 omkring rotationsaksen 116 med en rotationshastighed, der er tilstrækkelig høj til at sætte væsken 111 i en så hurtig rotation, at den danner en væskering 118 op ad for-5 dampningskammerets ydervæg 138. Derved dannes et antal gaslommer 113 mellem væskeringens indre cylindriske overflade 112 og kondenseringskammerets ydervæg 115, nærmere bestemt i den radialt indre del af rummene 150 mellem vingerne 119. På grund af, at væskens 111 inerti er meget større end gaslommens 113, ogat væskens 111 kompressibilitet er meget mindre end gaslommens 113, og at rotationsaksen 116 er pla-10 ceret excentrisk i forhold til der runde fordampningskammer 102 og dermed i forhold til væskeringen 118, vil rumfanget af hver gaslomme 113 i løbet af en omdrejning af kondenseringskammeret 104 aftage og tiltage. Således vil trykket i de enkelte gaslommer 113 stige og falde cyklisk med en periode der svarer til tiden for en omdrejning af kondenseringskammeret 104, Samtidig tilføres mekanisk energi til væsken 111, hvorved 15 denne opvarmes. En del af væsken 111 fordamper ud i gaslommerne 113.

I en del af perioden, hvor trykket i en gaslomme 113 overstiger trykket i kondenseringskammeret 104, forårsager trykforskellen, at den tilsvarende flig 135 i ventilindretningen 114 åbnes, og at der ledes gas indeholdende damp fra gaslommen 113 gennem den tilsvarende åbning 123 i den øverste skiveformede plade 121 og gennem ventilindretnin- 20 gen 114 til kondenseringskammeret 104.1 den resterende del af perioden vil fligen 135 dække åbningen 188 i ventilsædet 187 og dermed lukke for strømning mellem gaslommen 113 og kondenseringskammeret 104. Da alle gaslommer 113 cyklisk gennemløber denne proces, opstår en pumpe virkning, der bevirker, at middeltrykket i kondenseringskammeret 104 overstiger middeltrykket i fordampningskammeret 102. Pumpe-25 strukturen 109 dannes af kondenseringskammeret 104 og væskeringen 118 i fællesskab.

På grund af den varmeledende væg 106 er temperaturen næsten ens i de to kamre 102, 104. Da dampens koge-/kondenseringstemperatur er højere ved højt tryk end ved lavt tryk, vil dampen i kondenseringskammeret 104 have en tendens til at kondensere. Ved 18 DK 176830 B1 dannelse af kondensatet 126 afgives varme, som via den varmeledende væg 106 ledes til fordampningskammeret 102 og bidrager til at opvarme væsken 111 og gaslommerne 113, Når middeltrykket i fordampningskammeret 102 bliver lavere end trykket i væskekil-5 den, suges væske ind gennem væskeindløbet 103 og den anden kontraventil. Denne væske erstatter den mængde gas og damp som løbende pumpes over i kondenseringskammeret 104.

Kondenseringen sker overvejende på kondenseringsfladen 108, På grund af centrifugalkraften, som forårsages af kondenseringskammerets 104 rotation, slynges kondensatet 10 126 af kondenseringsfladen 108, hvorved kondenseringshastigheden øges, og det samler sig i de radialt ydre dele af kondenseringskammeret 104, dvs, i de radialt ydre ender af vingernes kamre 122 og i de radialt ydre dele af de skiveformede kamre 137, hvor det vil rotere sammen med kondenseringskammeret 104, En del af kondensatet 126 vil ramme den stillestående opsamlingsindretnings 124 åbne indløb 125 og blive fanget af disse. På 15 grund af kondensatets 126 inerti, vil der opstå et væsketryk, som forplanter sig gennem de radiale rør 152 og det aksiale rør 151. Herved vil kondensatet 126 blive pumpet ud af kondenseringskammeret 104 gennem væskeudløbet 105, selv hvis trykket i kondenseringskammeret 104 understiger omgivelsernes tryk, I den stabile driftstilstand er temperaturerne og middeltrykkene i fordampningskamme-20 ret 102 og i kondenseringskammeret 104 i en ligevægtstilstand, der afhænger af flere faktorer, herunder af væskens sammensætning, af temperaturen og trykket i væskekilden, af mængden af den gennemstrømmende væske, af trykket i tanken, af udformningen af opsamlingsindretningen 124, af mængden af energi, som kondenseringskammerets 104 rotation tilfører væsken 111, af den varmeledende vægs 106 egenskaber, af om-25 givelsestemperaturen og af fordampningskammerets 102 varmetab til omgivelserne.

Ved passende dimensionering af væskeinddamperen 101 og dens komponenter kan 19 DK 176830 B1 temperaturer og middeltryk således reguleres optimalt i forhold til egenskaberne i den væske, der skal inddampes, og til den ønskede væskegennemstrømning. En sådan regulering kan også foregå adaptivt under driften af væskeinddamperen 101. Energitabet fra overskydende varmeenergi i den del af kondensatet 126, der ledes til tanken, kan mind-5 skes ved at føre denne del af kondensatet 126 gennem den varme side i en varmeveksler og samtidig føre væsken fra væskekilden gennem den kolde side i samme varmeveksler og således bruge en del af den ellers tabte varmeenergi til at opvarme væsken fra væskekilden, inden den kommer ind i fordampningskammeret 102. Varmetabet fra fordampningskammeret 102 til omgivelserne kan mindskes ved isolering af dette og/eller ved at 10 drive væskeinddamperen 101 ved lave middeltryk, hvorved kogepunkterne og dermed også driftstemperaturerne i kamrene 102, 104 sænkes. Middeltrykkene i de to kamre 102,104 kan sagtens være lavere end trykket i den omgivende atmosfære.

Væskeinddamperen 101 startes ved at sætte kondenseringskammeret 104 i rotation og derefter tilføre en tilstrækkelig mængde væske 111 fra væskekilden gennem væskeindlø-15 bet 103 og den anden kontraventil til fordampningskammeret 102 til, at en væskering 118 dannes. For i startfasen at sikre, at der kommer en tilstrækkelig mængde væske ind i fordampningskammeret 102, kan trykket i væskekilden eventuelt forøges, eller den anden kontraventil kan tvangsåbnes. Alternativt kan der tilføres væske gennem fyldeåb-ningen 155. Tilførselen af væske styres både under opstart og under drift af væskeind-20 damperen 101 automatisk af en ikke vist styreenhed, der modtager signaler fra en ultralydssensor, som er anbragt i sensoråbningen 156, og dermed kan måle væskeoverfladens 112 position.

Bestemmelsen af væskeoverfladens 112 position foretages på følgende måde. Ultralydssensoren sender en lydbølge ind i væsken 111. Lydbølgen reflekteres fra væskeoverfla-25 den 112 og rammer derefter ultralydssensoren, som sender et tilsvarende signal til styreenheden. Tidsforsinkelsen i forhold til den udsendte lydbølge afhænger af afstanden fra ultralydssensoren til væskeoverfladen 112 og kan derfor bruges direkte som et mål for 20 DK 176830 B1 væskeringens 118 radiale tykkelse og dermed for mængden af væske i fordampningskammeret 102. Da lydhastigheden i en væske afhænger af dennes egenskaber, bl.a, dens sammensætning, tryk og temperatur, kan der være behov for at kompensere for variationer af disse, som fx kan opstå ved, at væskens 111 indhold af koncentrat øges under 5 driften af væskeinddamperen 101. Den udsendte lydbølge vil imidlertid også reflekteres af vingernes 119 radialt ydre kanter, hvilket vil fremgå af signalet fra ultralydssensoren.

Da afstanden fra ultralydssensoren til den nærmeste position af vingernes 119 radialt ydre kanter er konstant, kan væskeringens 118 radiale tykkelse bestemmes nøjagtigt ved at sammenligne tidsforsinkelserne mellem signalet fra den reflekterede bølge, der stam-10 mer fra væskeoverfladen 112, og signalet fra den første reflekterede bølge, der stammer fra en vinges 119 radialt ydre kant. Elektroniske filtre kan anvendes til at forstærke signalerne eller fremhæve de ønskede målesignaler. Signalet fra ultralydssensoren vil i øvrigt ændre sig markant, når væskeoverfladen 112 ved stillestående kondenseringskammer 104 rammer ultralydssensoren under fyldning af fordampningskammeret 102. Ul-15 tralydssensoren er derfor anbragt i en højde over bunden af fordampningskammeret 102, så denne ændring kan bruges som signal til, at der er en tilstrækkelig mængde væske i fordampningskammeret 102 til, at væskeinddamperen 101 kan fungere.

Den stabile driftstilstand opnås, når mængden af energi, som kondenseringskammerets 104 rotation tilfører væsken 111, svarer til nettovarmetabet til omgivelserne, fx fra 20 væskeinddamperen 101, eller som overskydende varme i den del af kondensatet 126, der ledes til tanken. For at fremskynde opnåelsen af den stabile driftstilstand kan temperaturen i væsken fra væskekilden forøges.

Under driften skiller væskeinddamperen 101 væsken fra væskekilden i kondensat 126, som bortledes til tanken, og koncentrat, som forbliver i fordampningskammeret 102, og 25 hvis andel af væsken 111 heri vil stige. Afhængig af væskens sammensætning kan koncentratet bortskaffes automatisk, fx gennem en passende ventilindretning med forbindelse til fordampningskammeret 102. Dette er fx muligt, hvis koncentratet er tungere 21 DK 176830 B1 end væsken 11 og derfor samler sig i den nederste, radialt yderste del af fordampningskammeret 102. Alternativt kan fordampningskammeret 102 med jævne mellemrum gennemskylles manuelt eller automatisk for at fjerne koncentratet herfra. For manuel rengøring af fordampningskammeret 102 og ydersiden af kondenseringskammeret 104 5 løsnes boltene 139, der holder flangerne 140 sammen, den øverste del af fordampnings-kammerets ydervæg 138 med støttelejet 147 fjernes, spændbolten 160 løsnes og kondenseringskammeret 104 fjernes fra fordampningskammeret 102. Herefter kan de af væskeinddamperens 101 komponenter, der kommer i kontakt med væsken 111, let skylles og/eller rengøres mekanisk.

10 Væskeinddamperen 101 er fremstillet af rustfri stål (fx AISI 316) for at opnå størst mulig modstandsdygtighed mod aggressive komponenter i væsken 111. På grund af den enkle konstruktion kan væskeinddamperen 101 dog også fremstilles af fx titan, uden at den af den grund bliver væsentlig dyrere. Ventilsædet 187 er fremstillet af et kunststof, fx PEEK, eller et andet materiale, som er egnet til at yde tætning mod stål og samtidig 15 kan modstå aggressive væsker og høje temperaturer. Ventilsædet 187 er limet på den øverste skiveformede plade 121 for at hindre lækage mellem disse to dele.

Væskeinddamperen 101 har en højde på ca. 60 cm og en diameter på ca. 70 cm. Rumfanget af væskeringen er ca. 631. Væskeinddamperen 101 fungerer effektivt ved en rotationshastighed for kondenseringskammeret 104 på mellem 300 og 1000 RPM, og speci-20 elt effektivt ved ca. 500 RPM. Ved denne hastighed sikres både en stabil væskering 118, en tilstrækkelig tilførsel af mekanisk energi til væsken 111, en effektiv pumpning af gas fra gaslommerne 113 til kondenseringskammeret 104 og en effektiv afslyngning af kondensat 126 fra kondenseringsfladen 108.

Ved inddampning af vand, fungerer væskeinddamperen 101 effektivt ved temperaturer 25 mellem 30 og 130 °C, hvor en højere drifttemperatur medfører en højere inddamp- 22 DK 176830 B1 ningskapacitet. Ved en drifttemperatur på 30 °C er det absolutte driftstryk ca. 0,045 bar, og ved 130 °C ca. 2,7 bar.

Væskeinddamperen 101, som er vist i figurerne 2-8, er beregnet til at drives som vist i figurerne med lodret rotationsakse 116 og støtteakslen 142 vendende opad. Fx er både 5 hovedlejet 143 og støttelejet 147 konstrueret til lodret drift. Desuden bør væsken 111 holdes borte fra ventilindretningen 114 for at undgå, at væsketrykket presser væske 111 gennem ventilindretningen 114 og ind i kondenseringskammeret 104. Dette gælder både, når kondenseringskammeret 104 roterer, og når det står stille. I førstnævnte tilfælde vil ventilindretningen 114 i den viste væskeinddamper 101 befinde sig radialt indenfor 10 væskens indre cylindriske overflade 112 og dermed ude af kontakt med væsken. I det andet tilfælde vil ventilindretningen 114 befinde sig ovenfor væskens vandrette overflade 112 og dermed ligeledes ude af kontakt med væsken. Væskeinddamperen 101 kan forsynes med en styreenhed, som fx ved hjælp af signaler fra ultralydssensoren sikrer, at der ikke fyldes mere væske 111 i fordampningskammeret 102 end, at ventilindretningen 15 114 altid befinder sig ude af kontakt med væsken lll.Væskeinddamperen 101 kan imidlertid - ved passende dimensionering af lejerne 143,147 m.m., ved passende placering af ventilindretningen 114 og ved passende brug af styrealgoritmer - anvendes i en vilkårlig orientering, fx med vandret eller skrå rotationsaksel, eller ”på hovedet”. Væskeinddamperen 101 er således i princippet egnet til brug i vægtløs tilstand.

20 Begge væskeinddampere 1,101 - eller anlæg - omfatter således et fordampningskammer 2,102 med et væskeindløb 3,103, et kondenseringskammer 4,104 med et væskeudløb 5, 105, en varmeledende væg 6,106 anbragt med en fordampningsflade 7, 107 i fordampningskammeret 2,102 og en kondenseringsflade 8,108 i kondenseringskammeret 4, 104, en pumpestruktur 9,109 og en fluid forbindelsespassage 10,110 med en ventil -25 indretning 114 mellem fordampningskammeret 2,102 og kondenseringskammeret 4, 104. Den i disse anlæg benyttede fremgangsmåde til inddampning af en væske 11,111 omfatter, at der tilføres en væske 11,111 gennem væskeindløbet 3,103 til fordamp- 23 DK 176830 B1 ningskammeret 2,102, således at der i fordampningskammeret 2,102 dannes en gaslomme 113, hvortil en delmænge af væsken 11,111 fordamper under optagelse af varmeenergi. Ved anvendelse af pumpestrukturen 9,109 hæves og sænkes trykket i gaslommen 113 cyklisk, således at det cyklisk overstiger trykket i kondenseringskammeret 5 4, 104. Ved hjælp af ventilindretningen 114 ledes gas fra gaslommen 113 gennem for bindelsespassagen 10,110 til kondenseringskammeret 4,104. Gassen kondenseres i kondenseringskammeret 4, 104 under afgivelse af varmeenergi, en del af varmeenergien overføres gennem den varmeledende væg 6,106 fra kondenseringskammeret 4,104 til fordampningskammeret 2,102, og kondensatet 26 ledes bort fra kondenseringskamme-10 ret 4, 104 gennem væskeudløbet 5,105.

Den i væskeinddamperen 101 (eller anlægget), som er vist i fig. 2-8, anvendte fremgangsmåde omfatter yderligere at kondenseringskammeret 104 roterer omkring en rotationsakse 116 i fordampningskammeret 102 og sætter væsken 111 i fordampningskammeret 102 i rotation på en sådan måde, at der dannes en væskering 118, og at kondense-15 ringskammeret 104 cyklisk komprimerer og ekspanderer gaslommen 113 ved sin rotation.

24

Claims (19)

1. En væskeinddamper (1,101) omfattende et fordampningskammer (2,102) med et væskeindløb (3, 103), et kondenseringskammer (4,104) med et væskeudløb (5,105), en varmeledende væg (6,106) anbragt med en fordampningsflade (7,107) i fordampnings- 5 kammeret (2,102) og en kondenseringsflade (8, 108) i kondenseringskammeret (4,104), en pumpestruktur (9,109) og en fluid forbindelsespassage (10,110) mellem fordampningskammeret (2,102) og kondenseringskammeret (4,104), hvor fordampningskammeret (2,102) er indrettet til at kunne opbevare en væske (11,111), hvis overflade (12, 112. afgrænser en gaslomme (13,113), og hvor forbindelsespassagen (10,110) udmun-10 der i gaslommen (13, 113), kendetegnet ved at forbindelsespassagen (10,110) er forsynet med en ventilindretning (14,114), som tillader fluid strømning fra gaslommen (13,113) mod kondenseringskammeret (4,104), når trykket i gaslommen (13,113) overstiger trykket i kondenseringskammeret (4, 104), og spærrer for fluid strømning i modsat retning, og at pumpestrukturen (9,109) er indrettet til cyklisk at hæve og sænke trykket i 15 gaslommen (13,113), således at det cyklisk overstiger trykket i kondenseringskammeret (4,104).

2. En væskeinddamper ifølge krav 1, kendetegnet ved at pumpestrukturen (9,109) er indrettet til at tilføre mekanisk energi til væsken (11, 111) i fordampningskammeret (2, 102. på en sådan måde, at væsken (11,111) opvarmes herved.

3. En væskeinddamper ifølge kravene 1 eller 2, kendetegnet ved at kondenserings kammeret (4,104) er indrettet, så det tillader kondensering af gas på den varmeledende vægs kondenseringsflade (8,108).

4. En væskeinddamper ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved at pumpestrukturen (9,109) er indrettet til at hæve og sænke trykket i gaslommen 25 (13,113) ved at komprimere og ekspandere gaslommen (13,113). 25 DK 176830 B1

5. En væskeinddamper ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved at pumpestrukturen (9, 109) er indrettet til at komprimere og ekspandere gaslommen (13, 113) ved at bevæge væsken (11,111) i fordampningskammeret (2,102).

6. En væskeinddamper ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet 5 ved at pumpestrukturen (9,109) er indrettet til at komprimere og ekspandere gaslommen (13,113) ved at bevæge den varmeledende væg (6,106).

7. En væskeinddamper ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved at kondenseringskammeret (4,104) er anbragt i fordampningskammeret (2,102) og omsluttet af en ydervæg (115), som helt eller delvist er dannet af den varmeledende væg 10 (6,106).

8. En væskeinddamper ifølge krav 7, kendetegnet ved at kondenseringskammeret (4, 104. er anbragt for rotation omkring en rotationsakse (116) i fordampningskammeret (2, 102).

9. En væskeinddamper ifølge krav 8, kendetegnet ved at kondenseringskammerets 15 ydervæg (115) er indrettet til cyklisk at komprimere og ekspandere gaslommen (13,113) ved sin rotation,

10. En væskeinddamper ifølge krav 9, kendetegnet ved at fordampningskammeret (2, 102. har et rundt tværsnit (117) på tværs af rotationsaksen (116), og at rotationsaksen (116) er anbragt excentrisk i forhold til det runde fordampningskammer (2,102).

11. En væskeinddamper ifølge kravene 9 eller 10, kendetegnet ved at kondenserings kammerets ydervæg (115) er indrettet til at sætte væsken (11,111) i fordampningskammeret (2,102) i rotation på en sådan måde, at der dannes en væskering (118). 26 DK 176830 B1

12. En væskeinddamper ifølge et hvilket som helst af kravene 9 til 11, kendetegnet ved at den varmeledende væg (6,106) danner et antal vinger (119).

13. En væskeinddamper ifølge krav 12, kendetegnet ved at kondenseringskammerets ydervæg (115) i hver aksial ende (120) danner en skiveformet plade (121), hvortil vin- 5 gerne (119) slutter tæt.

14. En væskeinddamper ifølge kravene 12 eller 13, kendetegnet ved at vingernes (119) indre danner kamre (122), som hver udgør en del af kondenseringskammeret (4,104).

15. En væskeinddamper ifølge et hvilket som helst afkravene 12 til 14, kendetegnet ved at vingerne (119) er plane og rager radialt ud fra rotationsaksen (116). 10

16, En væskeinddamper ifølge et hvilket som helst afkravene 8 til 15, kendetegnet ved at ventilindretningen (14,114) omfatter en række åbninger (123) i kondenseringskammerets ydervæg (115) anbragt omkring rotationsaksen (116).

17. En væskeinddamper ifølge et hvilket som helst afkravene 8 til 16, kendetegnet ved at væskeudløbet (5,105) omfatter en stillestående opsamlingsindretning (124) med et 15 åbent indløb (125) pegende mod rotationsretningen for kondenseringskammerets (4, 104. rotation i fordampningskammeret (2, 102).

18. En fremgangsmåde til inddampning af en væske (11, 111) i et anlæg (1,101) omfattende et fordampningskammer (2,102) med et væskeindløb (3,103), et kondenseringskammer (4,104) med et væskeudløb (5,105), en varmeledende væg (6,106) anbragt 20 med en fordampningsflade (7,107) i fordampningskammeret (2, 102) og en kondenseringsflade (8,108) i kondenseringskammeret (4,104), en pumpestruktur (9,109) og en fluid forbindelsespassage (10,110) med en ventilindretning (14,114) mellem fordampningskammeret (2,102) og kondenseringskammeret (4, 104), hvilken fremgangsmåde 27 DK 176830 B1 omfatter, at der tilføres en væske (11,111) gennem væskeindløbet (3,103) til fordampningskammeret (2,102), således at der i fordampningskammeret (2, 102) dannes en gaslomme (13,113), hvortil en delmænge af væsken (11,111) fordamper under optagelse af varmeenergi, ved anvendelse af pumpestrukturen (9,109) hæves og sænkes trykket i 5 gaslommen (13,113) cyklisk, således at det cyklisk overstiger trykket i kondenseringskammeret (4,104), ved hjælp af ventilindretningen (14,114) ledes gas fra gaslommen (13,113) gennem forbindelsespassagen (10,110) til kondenseringskammeret (4,104), gassen kondenseres i kondenseringskammeret (4,104) under afgivelse af varmeenergi, en del af varmeenergien overføres gennem den varmeledende væg (6,106) fra konden-10 seringskammeret (4, 104) til fordampningskammeret (2,102), og kondensatet (26) ledes bort fra kondenseringskammeret (4,104) gennem væskeudløbet (5,105).

19. En fremgangsmåde ifølge krav 18, kendetegnet ved at kondenseringskammeret (104) roterer omkring en excentrisk anbragt rotationsakse (116) i fordampningskammeret (102) og sætter væsken (111) i fordampningskammeret (102) i rotation på en sådan 15 måde, at der dannes en væskering (118), og at kondenseringskammeret (104) cyklisk komprimerer og ekspanderer gaslommen (113) ved sin rotation. 28