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Echangeur thermique, particulièrement pour liquides tendant à former des incrustations.
Il est connu de traiter les liquides qui ont tendance à former des incrustations, particulièrement l'eau de mer, dans les évaporateurs comprenant un dispositif pour le raclage des faces d'échange thermique. Le raclage est réalisé soit par le fait que le systeme de chauffage est disposé de manière mobile et que les racloirs sont immobilisés par une tringle, ou analogue, soit par le fait que le système de chauffage est immobile, alors que le dis- positif de raclage tourne, par exemple sous forme d'une cage. Avec ces deux dispositions on rencontre des difficultés techniques con- sidérables dans l'admission de l'agent de chauffage et dans l'éva- cuation du produit de condensation.
Une difficulté importante rési- de dans le montage du système de chauffage rotatif et dans l'obten- tion de l'étanchéité de l'arbre à sa sortie de la chambre des va- peurs chaudes.
L'invention a pour but d'écarter ces difficultés et elle y parvient tout d'abord par le fait que les éléments composant l'é- changeur thermique sont exécutés sous forme de corps annulaires creux, présentant une ouverture par laquelle on peut faire passer un arbre tournant ou animé d'un mouvement alternatif et/ou réaliser l'admission du liquide ou du gaz à traiter. Lorsqu'on emploie pour le chauffage de l'évaporateur des éléments chauffés électriquement, ceux-ci peuvent être exécutés de la même manière que les éléments chauffés à la vapeur, de sorte qu'il est possible de disposer dans le même échangeur thermique aussi bien des éléments chauffés à la vapeur que des éléments chauffés électriquement, sans que cela en- traine la nécessité d'une irrégularité dans la construction ou le montage du dispositif de raclage.
Pour les éléments chauffés élec- triquement les tuyaux à vapeur, respectivement à eau de condensa- tion, sont remplacés par des tubes d'engainement, utilisés pour le placement des conducteurs électriques. Ces tubes d'amenée, respec- tivement de sortie, de courant sont raccordés, par exemple par sou- dure, d'une manière étanche aux liquides, aux éléments chauffés électriquement et au couvercle, par exemple amovible, du récipient
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ou de l'enveloppe. Pour pouvoir conserver les surfaces d'échange thermique des anneaux creux distincts exemptes d'incrustations, ces anneaux creux sont disposés à un certain écartement les uns des autres, de manière que des racloirs, ou leur équivalent, commandés par un arbre central ou intérieur, puissent se mouvoir dans les dits intervalles.
La vapeur de chauffage peut être admise de la périphérie des anneaux creux, particulièrement du fait que, dans le cas d'éléments disposés verticalement, l'admission se fait à la partie supérieure et l'évacuation du produit de condensation au point le plus bas de la périphérie. Il en résulte que l'agent de chauffage ou de réfrigération passe par l'elément en s'écoulant dans un seul sens, c'est-à-dire sans retour. Les éléments distincts peuvent être assemblés par des tuyaux ou des tiges ou boulons communs, disposés au voisinage du bord des plateaux, ces tuyaux pouvant servir simultanément, dans le cas d'une disposition adéquate, à l'admission et à l'évacuation dans le sens de ce qui précède.
La fixation de l'échangeur thermique à une paroi, par exemple amovible, du récipient ou de l'enveloppe de l'évaporateur est effectuée par exemple à l'aide des tuyauteries. Le soutènement de l'arbre, respectivement des tringles, nécessaires à la commande des racloirs peut être réalisé à l'intérieur de la chambre à vapeurs chaudes, et peut être supporté par les tuyauteries ou par les boulons de support. La commande des organes mobiles de l'échangeur thermique, logés dans cet espace clos de toute part, peut être réalisée par le fait que les organes de coismande extérieurs des organes mobiles intérieurs sont rendus étanches par rapport à l'intérieur du récipient ou de l'enveloppe par des dispositifs qui suivent les mouvements de commande (tubes ondulés, manches résistant à la pression, ou analogues).
Une disposition présentant les caractéristiques indiquées permet une exécution particulièrement avantageuse d'une installation poly-étagée, surtout par suite de la possibilité d'employer simultanément des éléments chauffés electriquement et des éléments chauffés à la vapeur. Une telle installation peut être exécutée par exemple de manière que le dernier étage constitue le condenseur pour les vapeurs chaudes de l'étage précédent. Son système d'échange thermique peut être constructivement identique à ceux des étages précédents.
L'eau de mer admise dans ce condenseur peut être préchauffée déjà à plusieurs reprises dans le réfrigérant du produit de condensation, dans le réfrigérant des eaux mères et/ou dans le réfrigérant des vapeurs chaudes détendues, ce qui est utile particulièrement dans les installations à haut rendement thermique. Si, par suite du montage décrit des réfrigérants, le produit de condensation, respectivement les eaux mères, provenant du réfrigérant du produit de condensation, du réfrigérant des vapeurs chaudes détendues et/ou du réfrigérant des eaux mères, possèdent des températures trop élevées, l'invention prévoit pour les eaux mères et le produit de condensation un réfrigérant commun à froid monté en aval des dits réfrigérants et pouvant être alimenté par l'excès d'eau de mer débité par la pompe d'alimentation.
L'eau de mer, ainsi préchauffée à plusieurs reprises, peut être tirée du dernier étage à un endroit aussi élevé que possible et servir à l'alimentation du premier étage. Pour raccourcir ou accélérer le processus de mise en marche d'une installation poly- étagée, l'invention prévoit un chauffage auxiliaire, par exemple électrique, qui est automatiquement coupé lorsque l'installation a atteint une certaine température, c'est-à-dire l'état dit permanent.
Ceci peut être réalisé avec emploi d'un thermomètre à contacts ou d'un thermostat et d'un relais, ou de dispositifs semblables connus.
Suivant ce qui a été déjà mentionné plus haut, le chauffage électrique des éléments et leur dispositif de raclage peuvent être exécutés dans ce cas utilement en un tout formant avec l'élément chauffé à la vapeur de l'étage correspondant un ensemble constructif.
Les dessins annexés représentent l'invention à titre
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d'exemples, à savoir: la Figure 1, l'intérieur, partiellement en coupe, d'un évaporateur d'eau de mer, composé d'éléments en forme de plateaux, suivant l'invention,
La,figure 2, une vue en bout du dispositif de la figure 1, avec coupe partielle suivant 2-2, figure 1,
La figure 3, une vue de derrière du dispositif suivant la figure 1, , .
La figure 4, une vue en élévation d'un racloir disposé entre les éléments de chauffage en forme de plateaux, , La figure 5, une coupe suivant 5-5, figure 2,
Les figures 6-et 7, deux exécutions différentes, partiellement en élévation, partiellement en coupe suivant 6-6, figure 1, relatives à l'admission de vapeur aux éléments chauffés à la vapeur,
La figure 8', une coupe verticale dans un élément, chauffé également à la vapeur, d'une autre exécution,
La figure 9, une coupe horizontale suivant 9-9, figure 8,
Les figures 10 et 11, un élément chauffé également à la vapeur, semblable au dispositif suivant les figures 8 et 9,
La figure 12, une vue schématique d'une installation d'évaporation d'eau de mer, poly-étagée, suivant l'invention.
Dans les dessins, 2 désigne trois tuyaux fermés chacun par un chapeau 3 à une extrémité. Ces chapeaux, dont un est représenté en coupe sur les figures 1 et 3, sont exécutés de manière à pouvoir être insérés latéralement dans des évidements angulaires d'un organe en--forme d'étoile 4. Sur les chapeaux sont prévus des prolongements filetés 3a et des épaulements 3b. Sur ces prolongements filetés sont montes' des capuchons de serrage 5 qui sont pressés par des écrous 6 contre l'organe en étoile 4, de sorte que l'organe 4 est serré entre les épaulements 3b et les capuchons de serrage 5. Par 7 sont désignés des éléments de chauffage en forme de plateaux, à la périphérie desquels des oeillets 8 sont fixés par soudure ou de manière analogue.
Ces oeillets sont essentiellement d'une largeur correspondant à la valeur que doit présenter la distance du centre d'un élément au centre de l'élément suivant. Après la fixation des tuyaux, de la manière décrite plus haut, à l'organe en étoile 4, les éléments de chauffage en forme de plateaux sont placés successivement sur les extrémités libres des dits tuyaux. Les éléments de chauffage 7 sont supposés être chauffés à la vapeur, alors que les éléments de chauffage 7a sont chauffés électriquement. Les éléments chauffés à la vapeur sont raccordés par des perforations transversales 9, 9a, 9b aux tuyaux 2, comme le montre la figure 1, en bas, à gauche et à droite.
Les éléments chauffés électriquement 7a sont munis chacun de deux raccords tubulaires 10 revêtus d'isolations 11.
Chaque série de ces tubes 10 porte un tube collecteur 12 (figures 1 et 2) muni d'une isolation 13. Dans ces tubes collecteurs sont insérés les fils conducteurs d'arrivée et de départ de courant électrique Chacun des tubes collecteurs porte à son extrémité qui n'est pas en regard de l'organe 4 une bride 14 dont il est rendu solidaire par soudure ou de manière analogue. 15 est un couvercle amovible d'un récipient 16 contenant de l'eau de mer. Ce couvercle 15 est également glissé sur les extrémités des tuyaux 2 et sur les extrémités de tubes collecteurs 12, après quoi le couvercle est relié aux autres parties à l'aide d'écrous de raccordement 17, respectivement d'une contre-bride 18, pour'constituer ensemble un tout.
Par 19 sont désignés des racloirs prévus entre les éléments de chauffage distincts 7, respectivement 7a et servart à protéger les éléments de chauffage en forme de plateaux contre la -=formation d'incrustations ou le dépôt de croûtes. Un racloir de cette espèce est représenté séparément sur la figure 4. Il peut avoir quatre pales ou ailes, ou plus. Ces racloirs peuvent être intercalés entre les éléments de chauffage dis-
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tincts 7, 7a suivant le procédé d'assemblage décrit jusqu'à présent, après quoi l'arbre 20, muni de la clavette 21, peut être introduit dans les ouvertures 19a des racloirs. L'arbre peut alors être introduit avec son extrémité dans l'organe 4 et y être retenu par l'écrou 22. De ce fait l'arbre est supporté aussi bien dans le couvercle 15 que dans l'organe 4.
A l'extrémité droite de l'arbre est prévue une roue à rochet 23 (figures 1 et 5) fixée à l'arbre et pouvant être mise en rotation intermittente dans le sens de la flèche (figure 5) par l'intermédiaire d'un cliquet 24. La rotation de la roue rochet en arrière est empêché par les ressorts d'arrêt 25. La fourche 26, mobile en sens alternatif avec le cliquet, passe à l'extérieur d'une manière étanche aux gaz et à l'eau dans un soufflet 27, la tige étant par exemple soudée au disque 28.
La vapeur de chauffage peut être admise dans l'appareil décrit jusqu'ici par les écrousde raccordement 17, alors que le produit de condensation de l'agent de chauffage peut être évacué par un écrou ou une tubulure de raccordement semblable. Par le dispositif de chauffage électrique on peut déjà procéder à un chauffage à un moment où l'on ne dispose pas encore d'une quantité suffisante de vapeur de chauffage. On y reviendra encore dans la suite. Les racloirs peuvent être actionnes de manière intermittente en sens unique au moyen du dispositif représenté. Il va de soi que l'arbre 20 pourrait aussi être actionné en sens alternatif par la tige 26. L'élément de chauffage entier, y compris le dispositif de commande pour les racloirs, peut être sorti du récipient 16 après desserrage du couvercle 19 et être éventuellement interchangé d'une pièce.
Avec cette forme d'exécution il est également facile de procéder à des réparations quelconques.
Sur la figure 6 le chiffre de référence 29 désigne une conduite d'amenée de vapeur disposée devant le couvercle 15 constituant la paroi d'extrémité ou frontale de l'appareil, cette conduite se bifurquant en deux conduites 30 et 31 raccordées, à leur tour, aux écrous de raccordement 17 des deux tuyaux supérieurs 2. Par 32 est désignée une conduite d'évacuation d'eau de condensation, disposée également devant la paroi d'extrémité de l'appareil et raccordée à l'écrou de raccordement correspondant 17 du tuyau. inférieur 2.
La vapeur entre dans les chambres ou compartiments des éléments distincts en forme de plateaux 7 par les perforations supérieures 9b, 9a, 9 et s'y répartit par exemple de la manière indiquée par les flèches, le produit de condensation étant évacué par les perforations inférieures 9, 9a, 9b et par le tuyau inférieur 2 vers la conduite d'évacuation 32.
Une autre forme d'exécution est représentée sur la figure 7 ; dans ce cas les oeillets 8, disposés d'une autre manière convenable, servent à recevoir seulement des boulons ou tiges pleines 2a, au lieu des tuyaux 2. Il y est prévu une conduite d'amenée de vapeur 29a. Cette dernière est également disposée devant la paroi d'extrémité. Les éléments distincts en forme de plateaux 7 sont munis de tubulures supérieures 33 et de tubulures inférieures 34, raccordées respectivement à une tuyauterie supérieure commune 35, et à une conduite inférieure commune 36 d'évacuation du produit de condensation. Dans ce cas l'amenée et le passage de la vapeur ont lieu suivant un mouvement dirigé franchement de haut en bas, comme indiqué par des flèches.
Les figures 8 et 9 représentent des dispositions conformément auxquelles les éléments 7 et les oeillets 8 sont supposés être exécutés similairement à ceux représentés sur les figures précédentes. Cependant, suivant cette forme d'exécution, les éléments 7 renferment des tuyaux 81, 82, dans lesquels de la vapeur eut être admise suivant les flèches indiquées, par des tuyaux
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d'admission 83 fermés à l'extrémité, alors que la vapeur d'échappement, respectivement le produit de condensation, sont évacués par un tuyau 84, également fermé à l'extrémité. Les intervalles entre les tuyaux 81, 82, 83 et 84, dont les deux derniers possèdent une section transversale rectangulaire, comme représenté, sont supposés être remplis d'une poudre métallique, ou analogue, bonne conductrice de la chaleur.
Au lieu de la poudre métallique, ou analogue, et de l'élément ou boite 7, on peut aussi prévoir une enveloppe de tuyaux, coulée d'une manière homogène autour des tuyaux, les oeillets pouvant être obtenus également simultanément par coulée.
La disposition représentée sur les figures 10 et 11 prévoit également des tuyaux correspondant aux tuyaux 81 et 82 raccordés à des tuyaux d'admission et d'évacuation de vapeur 83a, 84a.
Mais les tuyaux d'admission et d'évacuation de vapeur s'étendent plus vers le centre du plateau; ce dernier ne présentant, dans ce cas, pas d'ouverture centrale. Les oeillets de support sont supposés dans ce cas être les mêmes que dans l'exemple d'exécution suivant les figures 8 et 9. Le mode d'exécution suivant les figures 10 et 11 prévoit des racloirs 85 qui s'engagent latéralement dans les intervalles entre les plateaux. De cette manière l'arbre des racloirs peut être facilement enlevé, avec les racloirs, du réchauffeur, par exemple par l'enlèvement du couvercle du récipient 16 rendant étanche la sortie de l'arbre des racloirs, ce qui est avantageux, surtout dans le cas de réchauffeurs de dimensions relativement grandes.
Sur la figure 12 le chiffre de référence 37 désigne une pompe d'alimentation aspirant de l'eau de mer de gauche et la refoulant à droite. Le chemin parcouru par l'eau de mer est indiqué par une ligne non interrompue, croisée d'abord par des traits transversaux fortement espacés les uns des autres, et ensuite, après la concentration de l'eau de mer, par des traits transversaux très rapprochés les uns' des autres. L'eau sous pression, par exemple à2, atmosphères relatives, entre d'abord dans un condenseur 38, puis dans un réfrigérant 39, puis dans un réfrigérant 40 et ensuite dans un récipient 41 d'une exécution par exemple telle que représentée sur les figures 1 à 7. D'ici l'eau sous pression est amenée, à travers un régulateur de niveau 42, dans un récipient chauffé 43. Ce récipient est chauffé électriquement, comme indiqué.
L'eau de mer est amenée ensuite, à travers un régulateur de niveau 44, dans un autre récipient chauffé 45 et à travers un régulateur de niveau 46 dans un récipient chauffé suivant 47. De ce dernier l'eau de mer, concentrée entretemps sur son parcours, est amenée dans le réfrigérant 39, et de là dans un condenseur complémentaire 48, pour être ensuite transportée par une autre pompe 49. Les récipients 43, 45, 47 sont munis de dômes dits à vapeurs chaudes 43a, 45a, 47a. Les vapeurs chaudes du récipient 43 sont envoyés, en qualité de vapeur de chauffage, dans les éléments de chauffage du récipient 45. Les vapeurs' chaudes du récipient 45 sont envoyées, en qualité de vapeur de chauffage, dans l'élément de chauffage du récipient 47.
Les vapeurs chaudes du récipient 47 sont envoyées, en qualité de vapeur de chauffage, dans les éléments chauffés à la vapeur du dispositif de chauffage du récipient 41. Le produit de condensation de l'élément de chauffage du récipient 45 est passé à travers un dispositif d'évacuation de produits de condensation 50, alors que les vapeurs chaudes, formées par la détente à cet endroit et possédant la même tension que les vapeurs chaudes du dôme 45a, sont envoyées dans .la conduite des vapeurs chaudes alimentant l'élément de chauffage du récipient 47.
De même, l'eau de condensation de l'élément de chauffage du récipient 47 passe par un dispositif d'évacuation de produits de condensation 51, dans lequel est amenée simultanément, comme représenté, l'eau de condensation
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détendue provenant du dispositif d'évacuation de produits de condensa. tion 50. L'eau de condensation est envoyée ensuite, ensemble avec l'eau de condensation du dispositif de chauffage du récipient 41, dans un autre dispositif d'évacuation de produits de condensation 52, les vapeurs chaudes détendues à cet endroit étant envoyées dans le condenseur 38.
Les récipients 43, 45, 47 et 41 peuvent être vidés ou purgés à l'aide de soupapes 43b, 45b, 47b et 41b.
Dans cette installation l'eau de mer est réchauffée élec- triquement d'abord dans le récipient 41 et sert alors à l'alimenta- tion du récipient 43 chauffé électriquement, comme mentionné. Les vapeurs chaudes formées en 43 servent alors déjà au chauffage du ré- cipient 45, les vapeurs chaudes formées dans ce dernier et possédant une tension inférieure chauffent le récipient 47, alors que les va- peurs chaudes formées dans ce dernier, d'une tension encore moindre, servent au chauffage du récipient 41. Par 53 est désigné un thermostat qui coupe, au moyen d'un relais 54, le courant alimentant les par- ties électriquement chauffées de l'élément de chauffage du récipient 41, après un certain temps de mise en marche, lorsque l'eau de mer contenue dans le récipient 41 atteint une température déterminée.
Ainsi, l'eau de mer est préchauffée dans le récipient 41 et est éva- porée dans les récipients 43, 45, 47 en trois étages. Les eaux mères formées sont évacuées du récipient 47, comme décrit, en passant par les réfrigérants 39 et 48. Le produit de condensation provenant du dispositif d'évacuation de produits de condensation 52 est amené dans le réfrigérant 40, d'ou il est d'abord passé par le condenseur complémentaire 48 et ensuite évacué ensemble avec le produit de con- densation provenant du condenseur 38. Le condenseur complémentaire 48 est refroidi à l'eau de mer, débitée par la pompe d'alimentation 37 et détendue par une soupape de surpression 55.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Elément pour échangeurs thermiques composés de pla- teaux, particulièrement pour liquides tendant à former des incrusta- tions ou des croûtes, comme l'eau de mer ou le jus de sucre, caracté- risé en ce qu'il est exécuté sous une forme annulaire creuse avec une ouverture préférablement centrale permettant le passage d'un arbre rotatif ou à mouvement alternatif et/ou l'admission du liquide ou du gaz à traiter.
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Heat exchanger, particularly for liquids which tend to form encrustation.
It is known to treat liquids which tend to form encrustations, particularly sea water, in evaporators comprising a device for scraping the heat exchange faces. Scraping is achieved either by the fact that the heating system is movably arranged and the scrapers are immobilized by a rod, or the like, or by the fact that the heating system is stationary, while the scraper device. scraping rotates, for example in the form of a cage. With these two arrangements considerable technical difficulties are encountered in the admission of the heating medium and in the discharge of the condensation product.
A major difficulty resides in the assembly of the rotary heating system and in obtaining the tightness of the shaft as it leaves the hot vapor chamber.
The object of the invention is to overcome these difficulties and it achieves this first of all by the fact that the elements making up the heat exchanger are made in the form of hollow annular bodies, having an opening through which it is possible to pass. a rotating shaft or driven by a reciprocating movement and / or carrying out the admission of the liquid or the gas to be treated. When electrically heated elements are used for heating the evaporator, these can be executed in the same way as the steam-heated elements, so that it is possible to have in the same heat exchanger as well. elements heated by steam and elements heated electrically, without this causing the need for any irregularity in the construction or mounting of the scraping device.
For electrically heated elements, steam pipes, respectively condensing water pipes, are replaced by casing tubes, used for the placement of electric conductors. These supply, respectively outlet, current tubes are connected, for example by welding, in a liquid-tight manner, to the electrically heated elements and to the cover, for example removable, of the receptacle.
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or envelope. In order to be able to keep the heat exchange surfaces of the separate hollow rings free from incrustations, these hollow rings are arranged at a certain distance from each other, so that the scrapers, or their equivalent, controlled by a central or internal shaft, can move in said intervals.
The heating vapor can be admitted from the periphery of the hollow rings, particularly since, in the case of elements arranged vertically, the admission is at the top and the discharge of the condensation product at the lowest point. from the periphery. As a result, the heating or cooling agent passes through the element flowing in only one direction, that is to say without return. The separate elements can be assembled by pipes or common rods or bolts, arranged in the vicinity of the edge of the trays, these pipes being able to serve simultaneously, in the case of an adequate arrangement, for the admission and the evacuation in the meaning of the above.
The fixing of the heat exchanger to a wall, for example removable, of the receptacle or of the casing of the evaporator is carried out for example by means of the pipes. The support of the shaft, respectively of the rods, necessary for the control of the scrapers can be carried out inside the hot vapor chamber, and can be supported by the pipes or by the support bolts. The control of the movable parts of the heat exchanger, housed in this enclosed space on all sides, can be achieved by the fact that the outer control parts of the inner movable parts are sealed with respect to the interior of the container or of the envelope by devices which follow the control movements (corrugated tubes, pressure-resistant handles, or the like).
An arrangement having the characteristics indicated allows a particularly advantageous execution of a multi-stage installation, above all owing to the possibility of simultaneously using electrically heated elements and steam-heated elements. Such an installation can be carried out, for example, so that the last stage constitutes the condenser for the hot vapors of the preceding stage. Its heat exchange system can be constructively identical to those of the previous floors.
The seawater admitted to this condenser can already be preheated several times in the condenser cooler, in the mother water cooler and / or in the hot expanded vapor cooler, which is particularly useful in installations with high thermal efficiency. If, as a result of the described installation of the refrigerants, the condensation product, respectively the mother liquor, coming from the condenser refrigerant, the condensed hot vapor refrigerant and / or the mother liquor refrigerant, have too high temperatures, l The invention provides for the mother liquors and the condensation product a common cold refrigerant mounted downstream of said refrigerants and which can be fed by the excess seawater delivered by the feed pump.
Seawater, thus preheated several times, can be drawn from the top floor to as high a place as possible and be used to supply the first floor. To shorten or accelerate the start-up process of a multi-stage installation, the invention provides an auxiliary heating, for example electric, which is automatically cut off when the installation has reached a certain temperature, that is to say say the so-called permanent state.
This can be done with the use of a contact thermometer or thermostat and relay, or similar known devices.
According to what has already been mentioned above, the electric heating of the elements and their scraping device can be carried out in this case usefully as a whole forming with the steam-heated element of the corresponding stage a constructive whole.
The accompanying drawings show the invention by way of
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examples, namely: Figure 1, the interior, partially in section, of a seawater evaporator, composed of elements in the form of plates, according to the invention,
La, figure 2, an end view of the device of figure 1, with partial section along 2-2, figure 1,
Figure 3, a rear view of the device according to Figure 1,,.
Figure 4, an elevational view of a scraper disposed between the heating elements in the form of plates,, Figure 5, a section along 5-5, Figure 2,
Figures 6-and 7, two different executions, partially in elevation, partially in section along 6-6, figure 1, relating to the admission of steam to the elements heated by steam,
Figure 8 ', a vertical section through an element, also heated with steam, of another embodiment,
Figure 9, a horizontal section along 9-9, figure 8,
Figures 10 and 11, an element also heated with steam, similar to the device according to Figures 8 and 9,
FIG. 12, a schematic view of a multi-stage seawater evaporation plant according to the invention.
In the drawings, 2 designates three pipes each closed by a cap 3 at one end. These caps, one of which is shown in section in Figures 1 and 3, are made so that they can be inserted laterally into angular recesses of a star-shaped member 4. On the caps are provided threaded extensions. 3a and shoulders 3b. On these threaded extensions are mounted clamping caps 5 which are pressed by nuts 6 against the star member 4, so that the member 4 is clamped between the shoulders 3b and the clamping caps 5. By 7 are designated heating elements in the form of trays, at the periphery of which eyelets 8 are fixed by welding or the like.
These eyelets are essentially of a width corresponding to the value that the distance from the center of one element to the center of the next element must have. After fixing the pipes, in the manner described above, to the star member 4, the plate-shaped heating elements are placed successively on the free ends of said pipes. The heating elements 7 are supposed to be heated with steam, while the heating elements 7a are heated electrically. The steam-heated elements are connected by transverse perforations 9, 9a, 9b to the pipes 2, as shown in Figure 1, below, left and right.
The electrically heated elements 7a are each provided with two tubular connectors 10 coated with insulation 11.
Each series of these tubes 10 carries a collector tube 12 (FIGS. 1 and 2) provided with an insulation 13. In these collector tubes are inserted the conducting wires for the incoming and outgoing electric current. Each of the collecting tubes carries at its end which is not facing the member 4 a flange 14 which it is secured by welding or similar manner. 15 is a removable cover of a container 16 containing sea water. This cover 15 is also slipped over the ends of the pipes 2 and over the ends of the collecting tubes 12, after which the cover is connected to the other parts to the. 'Using connection nuts 17, respectively against a flange 18, pour'constituer together a whole.
By 19 are designated scrapers provided between the separate heating elements 7, respectively 7a and servart to protect the heating elements in the form of plates against - = formation of encrustation or the deposit of crusts. A scraper of this kind is shown separately in Figure 4. It may have four or more blades or wings. These scrapers can be interposed between the distributed heating elements.
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tincts 7, 7a according to the assembly method described so far, after which the shaft 20, provided with the key 21, can be introduced into the openings 19a of the scrapers. The shaft can then be introduced with its end into the member 4 and be held there by the nut 22. The shaft is therefore supported both in the cover 15 and in the member 4.
At the right end of the shaft is provided a ratchet wheel 23 (Figures 1 and 5) fixed to the shaft and can be rotated intermittently in the direction of the arrow (Figure 5) by means of a pawl 24. The rearward rotation of the ratchet wheel is prevented by the stop springs 25. The fork 26, movable in reciprocating direction with the pawl, passes to the outside in a gas-tight and watertight manner. water in a bellows 27, the rod being for example welded to the disc 28.
The heating vapor can be admitted into the apparatus described heretofore through the connection nuts 17, while the condensate of the heating medium can be discharged through a nut or a similar connection pipe. By means of the electric heating device it is already possible to carry out heating at a time when a sufficient quantity of heating steam is not yet available. We will come back to this later. The scrapers can be operated intermittently in one direction by means of the device shown. It goes without saying that the shaft 20 could also be actuated in a reciprocating direction by the rod 26. The entire heating element, including the control device for the scrapers, can be taken out of the container 16 after loosening the cover 19 and possibly be interchanged from one part.
With this embodiment it is also easy to carry out any repairs.
In FIG. 6, the reference numeral 29 designates a steam supply pipe arranged in front of the cover 15 constituting the end or front wall of the device, this pipe branching into two pipes 30 and 31 which are connected in turn. , to the connection nuts 17 of the two upper pipes 2. By 32 is designated a condensate water discharge pipe, also arranged in front of the end wall of the device and connected to the corresponding connection nut 17 of the pipe. lower 2.
The steam enters the chambers or compartments of the separate tray-shaped elements 7 through the upper perforations 9b, 9a, 9 and is distributed there for example in the manner indicated by the arrows, the condensation product being discharged through the lower perforations 9, 9a, 9b and through the lower pipe 2 to the discharge pipe 32.
Another embodiment is shown in Figure 7; in this case the eyelets 8, arranged in another suitable way, serve to receive only bolts or solid rods 2a, instead of pipes 2. There is provided a steam supply pipe 29a. The latter is also arranged in front of the end wall. The separate elements in the form of plates 7 are provided with upper pipes 33 and lower pipes 34, respectively connected to a common upper pipe 35, and to a common lower pipe 36 for discharging the condensation product. In this case the supply and passage of the steam take place in a movement directed clearly from top to bottom, as indicated by arrows.
Figures 8 and 9 show arrangements according to which the elements 7 and the eyelets 8 are assumed to be made similar to those shown in the previous figures. However, according to this embodiment, the elements 7 contain pipes 81, 82, into which steam could be admitted according to the arrows indicated, by pipes
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inlet 83 closed at the end, while the exhaust vapor, respectively the product of condensation, are discharged through a pipe 84, also closed at the end. The gaps between the pipes 81, 82, 83 and 84, the last two of which have a rectangular cross section, as shown, are believed to be filled with a metal powder, or the like, which is a good conductor of heat.
Instead of the metal powder, or the like, and the element or box 7, it is also possible to provide a casing of pipes, cast in a homogeneous manner around the pipes, the eyelets also being obtainable simultaneously by casting.
The arrangement shown in Figures 10 and 11 also provides pipes corresponding to pipes 81 and 82 connected to steam inlet and outlet pipes 83a, 84a.
But the steam inlet and outlet pipes extend more towards the center of the tray; the latter not having, in this case, no central opening. The support eyelets are assumed in this case to be the same as in the exemplary embodiment according to Figures 8 and 9. The embodiment according to Figures 10 and 11 provides for scrapers 85 which engage laterally in the gaps. between the trays. In this way the scraper shaft can be easily removed, together with the scrapers, from the heater, for example by removing the container cover 16 sealing the exit of the scraper shaft, which is advantageous, especially in the case of case of relatively large heaters.
In Fig. 12, the reference numeral 37 denotes a feed pump sucking sea water from the left and delivering it to the right. The path traveled by the seawater is indicated by an unbroken line, crossed first by transverse lines widely spaced from each other, and then, after the concentration of seawater, by very transverse lines. close together. Pressurized water, for example at 2, relative atmospheres, first enters a condenser 38, then a condenser 39, then a condenser 40 and then a vessel 41 of an execution for example as shown in the Figures 1 to 7. From here the pressurized water is supplied, through a level regulator 42, into a heated vessel 43. This vessel is electrically heated, as shown.
The sea water is then fed, through a level regulator 44, into another heated vessel 45 and through a level regulator 46 into a subsequent heated vessel 47. From the latter the sea water, meanwhile concentrated on its path, is brought into the cooler 39, and from there into a complementary condenser 48, to be then transported by another pump 49. The containers 43, 45, 47 are provided with so-called hot vapor domes 43a, 45a, 47a. The hot vapors from the vessel 43 are sent as heating vapor to the heating elements of the vessel 45. The hot vapors from the vessel 45 are sent as heating vapor to the heating element of the vessel. 47.
Hot vapors from vessel 47 are sent as heating vapor to the steam-heated elements of vessel heater 41. Condensate from vessel heater 45 is passed through a device. evacuation of condensation products 50, while the hot vapors, formed by the expansion at this point and having the same voltage as the hot vapors from the dome 45a, are sent into the hot vapor duct feeding the heating element of the container 47.
Likewise, the condensation water from the heating element of the container 47 passes through a device for discharging condensation products 51, into which is simultaneously supplied, as shown, the condensation water.
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relaxed from the condensate discharge device. tion 50. The condensation water is then sent, together with the condensation water from the heating device of the receptacle 41, to another device for evacuating the condensation products 52, the hot vapors expanded at this point being sent to the condenser 38.
The containers 43, 45, 47 and 41 can be emptied or purged with the aid of valves 43b, 45b, 47b and 41b.
In this installation the seawater is heated electrically first in the container 41 and then serves to supply the electrically heated container 43, as mentioned. The hot vapors formed at 43 are then already used for heating the container 45, the hot vapors formed in the latter and having a lower voltage heat the container 47, while the hot vapors formed in the latter, with a voltage even less, are used for heating the vessel 41. By 53 is denoted a thermostat which cuts, by means of a relay 54, the current supplied to the electrically heated parts of the heating element of the vessel 41, after a certain time. start-up, when the sea water contained in the container 41 reaches a determined temperature.
Thus, the sea water is preheated in the container 41 and is evaporated in the containers 43, 45, 47 in three stages. The mother liquors formed are discharged from the receptacle 47, as described, passing through the refrigerants 39 and 48. The condensation product coming from the device for removing the condensation products 52 is brought into the condenser 40, from where it is obtained. 'first passed through the complementary condenser 48 and then discharged together with the condensate coming from the condenser 38. The complementary condenser 48 is cooled with sea water, delivered by the feed pump 37 and expanded by a valve overpressure 55.
CLAIMS ---------------------------
1.- Element for heat exchangers composed of plates, particularly for liquids tending to form encrustations or crusts, such as sea water or sugar juice, characterized in that it is executed under a hollow annular shape with a preferably central opening allowing the passage of a rotary or reciprocating shaft and / or the admission of the liquid or the gas to be treated.