FI61999C - Destillationsanordning som arbetar enligt termokompressorprincipen - Google Patents

Description

6Ί 999 l

Termokompressoriperiaatteella toimiva tislauslaite Destillationsanordning som arbetar enligt termokompressorprincipen

Keksinnön kohteena on termokompressoriperiaatteella toimiva tislauslaite, joka käsittää runko-osan, keittotilan tislattavaa nestettä varten, lämmityslaitteen tislattavan nesteen lämmittämiseksi mainitussa keittotilassa, syöttölinjan tislattavan nesteen johtamiseksi 5 mainittuun keittotilaan, laitteen, joka on sovitettu antamaan mainitussa keittotilassa tislattavasta nesteestä muodostuvalle höyrylle lisäenergiaa, jolloin höyryn lämpötila kohoaa mainitun laitteen pois-topuolella, ja poistolinjan tisleen poistamiseksi tislauslaitteesta.

10 Erään tunnetun termokompressoriperiaatteella toimivan tislauslaitteen toimintaperiaate on lyhyesti seuraava. Tislattavaa nestettä kuumennetaan keittotilassa, jolloin tislattava neste höyrystyy keittotilan yläosaan ja höyryn lämpötila on noin 96°C. Kompressori imee höyryä keitto-tilan yläosasta ja antaa höyrylle lisäenergiaa, jolloin höyryn läqipö-15 tila kohoaa kompressorin poistopuolella noin 105°C:een. Tämä kuumempi höyry johdetaan spiraalimaista putkea myöten keittotilan läpi, jolloin höyry lauhtuu tisleeksi ja tisle otetaan ulosvirtauksena pois tislauslaitteesta. Lauhtuva höyry luovuttaa luonnollisesti lämpönsä keitto-tilassa olevaan tislattavaan nesteeseen. Tämän tunnetun tislauslaitteen 20 hyvänä puolena on pieni energiakulutus, noin 4 kW 100 1/tunti tislattavaa nestettä kohden. Suurimpana epäkohtana on epäpuhtauksien pääsy kompressorin läpi virtaavaan höyrystyneeseen tisleeseen, jonka johdosta tällä tunnetulla tislauslaitteella ei ole mahdollista päästä ehdottoman puhtaaseen tisleeseen. Tislauslaite on lisäksi erittäin massiivi-25 nen ja isokokoinen ja aiheuttaa käydessään epämieluista melua.

Tätä tunnettua termokompressoriperiaatteella toimivaa tislauslaitetta on parannettu siten, että keittotilan yläosaan muodostuvan höyryn lämpötila on yli 100°C, tavallisesti noin 105°C, jolloin kaikkialla keit-30 totilassa vallitsee ylipaine. Kompressorin poistopuolella höyryn lämpötila kohoaa vastaavasti noin 120°C:een. Muutoin tämän parannetun tislauslaitteen hyvät ja huonot ominaisuudet ovat samat kuin edellä kuvatun tislauslaitteen.

61 999 2

Tunnetaan myös termokompressoriperiaatteella toimiva tislauslaite, jossa tislattavasta nesteestä muodostuvan höyryn lämpötilaa nostetaan lämpöpumpun avulla. Tässä tunnetussa ratkaisussa käytetään kahta erillistä lämmönvaihdinta, toista keittotilan yläosassa ja vastaavasti 5 toista keittotilan alaosassa. Ratkaisu on erittäin kallis ja vaatii monimutkaisen säätömekanismin.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus nykyisin tunnettuihin termokompressoriperiaatteella toimiviin tislauslaitteisiin.

10

Keksinnön päämäärät saavutetaan termokompressoriperiaatteella toimivalla tislauslaitteella, jolle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että tislauslaitteen sisälle on sovitettu ainakin yksi lämmönvaihto-putki, jota myöten tislattavan nesteen sekä hyöyryn muodostama seos 15 on sovitettu virtaamaan, että tislauslaitteen sisälle on sovitettu dynaamiseen keskipakoerotukseen perustuva pisaranerottaja, joka on sovitettu muodostamaan keittotilan seinämän kanssa keittotilan ja pi-saranerottajan väliin syöksyraon, jonka läpi mainitusta lämmönvaihto-putkesta purkautuva tislattavan nesteen ja höyryn muodostama seos on 20 sovitettu virtaamaan, jolloin tislattavan nesteen ja höyryn muodostaman seoksen virratessa mainitun syöksyraon läpi höyry on sovitettu virtaamaan mainitun pisaranerottajan läpi mainittuun laitteeseen, joka on sovitettu antamaan höyrylle lisäenergiaa, ja että mainittu laite on tislauslaitteen sisälle sijoitettu puhallinlaite.

25

Keksinnön mukaisen tislauslaitteen muut tunnuspiirteet on esitetty patenttivaatimuksissa 2-8.

Keksinnön mukaisella termokompressoriperiaatteella toimivalla tislaus-30 laitteella saavutetaan lukuisia merkittäviä etuja. Keksinnön mukaisessa tislauslaitteessa tarvitaan erittäin pieni vesitila ja tislattavan nesteen alkulämmitys on hyvin nopea. Keksinnön mukaisessa tislauslaitteessa hukkalämmöt palaavat prosessiin. Keksinnön mukaisessa tislauslaitteessa on tehokas pisaranerotus dynaamisen keskipakoerottimen ansiosta.

35 Keksinnön mukainen tislauslaite on kooltaan pieni ja rakenteeltaan yksinkertainen ja ennen kaikkea säätötekniikaltaan yksinkertainen. Keksinnön mukainen tislauslaite ei myöskään aiheuta haitallista melua. Keksin j 61 999 nön mukaisessa tislauslaitteessa ei haluttaessa tarvita lainkaan akselin läpimenoja, mikä mahdollistaa erittäin puhtaan tisleen aikaansaamisen. Keksinnön mukaisen tislauslaitteen kaikki hyvät ominaisuudet yhdistyvät vielä pieneen energian kulutukseen.

5

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuviossa esitettyyn keksinnön erääseen edulliseen suoritusmuotoon, johon keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa.

10 Piirustuksen kuvio esittää keksinnön mukaisen tislauslaitteen erästä edullista suoritusmuotoa kaaviomaisena poikkileikkauskuvana.

Piirustuksen kuvion mukaisessa suoritusmuodossa keksinnön mukaista tislauslaitetta on merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Tislauslaite 15 10 käsittää runko-osan 11, jonka sisällä on keittotila 12 tislattavaa nestettä varten. Lämmityslaite, esim. sähkökierukka 13 on sovitettu lämmittämään keittotilassa 12 olevaa tislattavaa nestettä. Pumppu 15 on sovitettu syöttämään tislattavaa nestettä syöttölinjaa 14 myöten keit-totilaan 12. Keittotilaan 12 on sovitettu hukkaputki 16, jota myöten 20 osa tislattavasta nesteestä poistuu jatkuvana virtauksena. Näin ollen hukkaputki 16 toimii erittäin tehokkaana ja yksinkertaisena pinnan korkeuden vakiona pitäjänä.

Tislauslaite 10 käsittää lisäksi lämmönvaihtoputket 17, joita myöten 25 tislattavan nesteen sekä höyryn seos on sovitettu virtaamaan ylöspäin. Viitenumerolla 18 on merkitty ns. syöksyrakoa, jonka kautta tislattavan nesteen ja höyryn muodostama seos virtaa alaspäin. Tislauslaitteen 10 yläosaan on sovitettu puhallinlaite 19, josta suuntautuu alaspäin spi-raalisiivillä 20 varustettu pisaranerottaja. Syöksyrako 18 muodostuu 30 siten keittotilan seinämän ja pisaranerottajan väliin. Viitenumerolla 21 on merkitty käyttölaitetta, joka on sovitettu käyttämään puhallin-laitetta 19.

Käyttölaitteena 21 on edullista käyttää tasomaisella ilmaraolla varus-35 tettua oikosulkumoottoria, joka tislauslaitteen 10 päädyn 22 läpi ns. magneettisena läpivientinä on sovitettu käyttämään puhallinlaitetta 19. Tällöin puhallinlaitteen 19 yläpinnassa on oikosulkupakat 23. Viitenume- 4 61999 rolla 24 on merkitty höyryn lauhtumistilaa ja vastaavasti viitenumerolla 25 putkimaista yhdettä, jonka kautta tisle poistetaan tislaus-laitteesta 10.

5 Keksinnön mukaisessa tislauslaitteessa 10 on lisäksi erikoista se, että lämmönvaihtoputket 17 on sijoitettu keittotilan 12 ympärille.

Edelleen on erikoista se, että lämmityslaite 13 on sijoitettu lämmön-vaihtoputken 17 alapuolelle siten, että lämmitetyn tislattavan nesteen sekä syntyneen höyryn muodostama seos lähtee virtaamaan lämmön-10 vaihtoputkea 17 myöten nuolella A merkittynä virtauksena.

Keksinnön mukaisen tislauslaitteen 10 toiminta on seuraava. Keittotilas-sa 12 olevaa tislattavaa nestettä lämmitetään esim. lämpötilaan noin 95°C, jolloin tislattavan nesteen ja muodostuneen höyryn seos nousee 15 lämmönvaihtoputkia 17 myöten ylöspäin, kuten nuolilla A on merkitty.

Lämmönvaihtoputkien 17 yläpäästä tislattavan nesteen ja höyryn muodostama seos purkautuu alaspäin syöksyraon 18 läpi ja höyry virtaa spiraa-lisiivillä 20 varustetun pisaranerottajan kautta nuolilla B merkittynä virtauksena puhallinlaitteelle 19. Puhallinlaitteen 19 puhaltaman höy-20 ryn lämpötila ja paine nousee, jolloin lämpötila nousee lämpötilasta 95°C noin lämpötilaan 105°C. Lauhtumistilassa 24 alaspäin virtaava höyry lauhtuu tisleeksi lämmönvaihtoputkia 17 vasten luovuttaen lämpönsä tislattavalle nesteelle. Tisle poistetaan lauhtumistilasta 24 putkimaisen yhteen 24 kautta.

25

Tislattava neste voidaan luonnollisesti lämmittää keittotilassa 12 myös korkeampaan lämpötilaan esim. lämpötilaan noin 110°C, jolloin vastaavasti puhallinlaitteesta 19 purkautuvan höyryn lämpötila on noin 120°C. Keksinnön mukaisessa tislauslaitteessa 10 on erikoisesti 30 huomattava, että lämmönvaihtoputkissa 17 virtaavan tislattavan nesteen ja höyryn muodostaman seoksen virtausnopeus on erittäin suuri, suuruusluokkaa noin 20 m/s. Vastaavasti spiraalisiivillä 20 varustetun pisaranerottajan läpi virtaavan höyryn virtausnopeus on noin 30 m/s. 1

Keksinnön mukaisessa tislauslaitteessa 10 voidaan luonnollisesti käyttää tavanomaista akseliläpimenoa puhallinlaitteelle 19, mikäli tislat- 61999 •j tavalta nesteeltä el vaadita ehdotonta puhtautta. Mikäli kuitenkin on kysymyksessä sairaaloihin ym. sellaisiin toimitettava tislauslaite 10, on tällöin edullista käyttää magneettista läpivientiä, jolloin päästään ehdottoman puhtaaseen tisleeseen.

5

Edellä on esitetty ainoastaan eräs keksinnön edullinen suoritusmuoto ja alan ammattimiehelle on selvää, että siihen voidaan tehdä lukuisia modifikaatioita oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (7)

1. 6 619 9 9
2. 1. Termokompressoriperiaatteella toimiva tislauslaite (10), joka käsittää runko-osan (11), keittotilan (12) tislattavaa nestettä varten, lämmityslaitteen (13) tislattavan nesteen lämmittämiseksi mainitussa keittotilassa (12), syöttölinjan (14) tislattavan nesteen johtamiseksi 5 mainittuun keittotilaan (12), laitteen (19), joka on sovitettu antamaan mainitussa keittotilassa (12) tislattavasta nesteestä muodostuvalle höyrylle lisäenergiaa, jolloin höyryn lämpötila kohoaa mainitun laitteen (19) poistopuolella, ja poistolinjan (25) tisleen poistamiseksi tislauslaitteesta (10), tunnettu siitä, että tislauslaitteen 10 (10) sisälle on sovitettu ainakin yksi lämmönvaihtoputki (17), jota myöten tislattavan nesteen sekä höyryn muodostama seos on sovitettu virtaamaan, että tislauslaitteen (10) sisälle on sovitettu dynaamiseen keskipakoerotukseen perustuva pisaranerottaja, joka on sovitettu muodostamaan keittotilan (12) seinämän kanssa keittotilan (12) ja pisaran-15 erottajan väliin syöksyraon (18), jonka läpi mainitusta lämmönvaihtoput-kesta (17) purkautuva tislattavan nesteen ja höyryn muodostama seos on sovitettu virtaamaan, jolloin tislattavan nesteen ja höyryn muodostaman seoksen virratessa mainitun syöksyraon (18) läpi höyry on sovitettu virtaamaan mainitun pisaranerottajan läpi mainittuun laitteeseen (19), 20 joka on sovitettu antamaan höyrylle lisäenergiaa, ja että mainittu laite (19) on tislauslaitteen (10) sisälle sijoitettu puhallinlaite.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tislauslaite, tunnettu siitä, että pisaranerottaja on spiraalisiivillä (20) varustettu pisa- 25 ranerottaja. 1 2 Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tislauslaite, tunnettu siitä, että pisaranerottaja on yhdistetty mainitun puhallinlaitteen (19) alapintaan. 30 2 Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen tislauslaite, tunnettu siitä, että keittotilaan (12) on sovitettu hukkaputki (16), jota myöten osa tislattavasta nesteestä poistuu keittotilasta (12) jatkuvana virtauksena, jolloin mainittu hukkaputki (16) on sovitettu toimimaan 35 keittotilan (12) pinnan korkeuden vakiona pitäjänä. 61 999 7
4. 5. Jonkin patenttivaatimuksien 1-4 mukainen tislauslaite, tunnettu siitä, että lämmönvaihtoputki (17) on sijoitettu keittotilan (12) ympärille.
5. 6. Jonkin patenttivaatimuksien 1-5 mukainen tislauslaite, tunnettu siitä, että lämmityslaite (13) on sijoitettu läta-mönvaihtoputken (17) alapuolelle.
6. 7. Jonkin patenttivaatimuksien 1-6 mukainen tislauslaite, 10 tunnettu siitä, että puhallinlaitteen (19) käyttölaitteena (21) on oikosulkumoottori, joka on sovitettu tislauslaitteen (10) päädyn (22) läpi magneettisena läpivientinä käyttämään mainittua puhallinlaitetta (19).
7. 8. Jonkin patenttivaatimuksien 1-7 mukaine tislauslaite, tunnettu siitä, että höyryn lauhtumistila (24) on sovitettu ympäröimään mainittua lämmönvaihtoputkea (17). 61999 8