Verdampfungskörper für Verdampfer Die Erfindung bezieht sich auf einen Verdamp- fungskörper für Verdampfer, insbesondere zum Ein dicken von Säften, kolloidalen Lösungen, wie Pektin, Gelatine und dergleichen sowie von chemischen Flüs sigkeiten.
Es sind solche Verdampfungskörper bekannt, die mindestens ein Bündel längsverlaufender, waagrecht angeordneter Rohre aufweisen.
Infolge der Volumenzunahme durch die Ver dampfung und die Expansion unter sinkendem Druck, insbesondere im Vakuum-Bereich, ergibt sich eine stark progressive Zunahme der Durchlaufge- schwindigkeit von sehr kleinen zu sehr hohen Grö ssen. Diese beträgt am Bündelaustritt ein Vielfaches der Eintrittsgeschwindigkeit.
Um der erwähnten Expansion Rechnung zu tra gen und ein Durchströmen der einzudampfenden Flüssigkeit bei allgemein hohen und verhältnismässig konstanten Geschwindigkeiten zu erzielen, sind erfin dungsgemäss übereinander liegende Reihen von nebeneinander angeordneten Rohren vorhanden, wo bei die Rohre jeder Reihe parallel geschaltet sind und der Durchströmquerschnitt von oben nach unten zunimmt.
Es ist zwar schon ein Verdampfungskörper für einen Umlaufverdampfer bekanntgeworden, der sich aber - abweichend von der Problemstellung vorlie gender Erfindung - nicht mit der Aufgabe befasst, eine Anpassung der Durchflussquerschnitte an ein zunehmendes Volumen zu erzielen; vielmehr soll dort an den von der einzudickenden Lösung zuerst be- spülten Heizflächen eine schwächere Konzentration vorliegen als an den jeweils nachfolgend bestrichenen Flächen. Zu diesem Zweck sind bei dem bekannten im Verdampfungskörper vertikale Scheidewände zur Trennung von Flüssigkeitsanteilen verschiedener Konzentration vorgesehen.
Ferner enthält jener Ver- dampfungskörper eine vertikale Rohranordnung. Ausserdem ist dort die Rohrverteilung im Hinblick auf die Unterbringung und möglichst gleichmässige Verteilung einer maximalen Anzahl von Rohren in nerhalb eines vorbestimmten Zylinders gewählt und lediglich durch rein geometrische Verhältnisse be stimmt.
Es ist ferner ein Verdampfungskörper mit Roh ren von zunehmendem Durchmesser bekanntgewor den; doch liegen dort die Rohre nicht horizontal, son dern schräg. Es handelt sich dort ferner nicht um Rohre, die einzudickende Flüssigkeit führen, sondern um äussere Verbindungsrohre für die Überleitung von Heissdampf aus einer Abteilung in die andere.
Ins besondere liegen diese Rohre nicht in übereinander angeordneten Reihen von nebeneinander liegenden Rohren, deren Durchmesser von Reihe zu Reihe von oben nach unten zunimmt; der Rohrdurchmesser nimmt in Strömungsrichtung nicht entsprechend einer zunehmenden Expansion des Inhaltes zu, sondern der Rohrdurchmesser ist jeweils bei jedem der Ver bindungsrohre unter Berücksichtigung der in jeder Abteilung auftretenden Verminderung des Dampf volumens kleiner als beim jeweils vorhergehenden Rohr bemessen.
In der Zeichnung ist rein beispielsweise eine Aus führungsform des Verdampfungskörpers nach der Er findung im Querschnitt dargestellt.
In dem zylindrischen Verdampfungskörper 1 ist ein Bündel von waagrechten, längsverlaufenden Roh ren enthalten. Das Rohrbündel weist zuoberst ein einziges Rohr und darunter übereinander liegende Reihen von nebeneinander liegenden Rohren auf. Das Bündel besteht aus dem obersten einzelnen Rohr und sechs im Abstand übereinander liegenden Rohr reihen. Die oberste Reihe besitzt zwei, die nächsten beiden Reihen je drei, die vierte Reihe vier, die fünfte Reihe fünf und die sechste Reihe sechs Rohre; dabei sind die Rohre jeder Reihe parallel geschaltet. Wie ersichtlich ist, nimmt der Durchströmquerschnitt von oben nach unten zu.
Die Reihen sind unter sich in Serie geschaltet, so dass die Durchflussrichtung der Flüssigkeit in den Rohren für jede Reihe umgekehrt ist.
Die Aufgabe der einzudampfenden Flüssigkeit erfolgt durch das obereste Rohr; sie gelangt durch die darunter liegende Rohrreihe zurück und läuft in umgekehrter Richtung wieder durch die nächst dar unter liegende Rohrreihe usw. In der untersten Rohr reihe läuft die Flüssigkeit wieder wie im obersten Rohr nach hinten. Die filmartige Ausbreitung der Flüssigkeit erfolgt im Innern der Rohre.
Das oberste Rohr und die Rohre der beiden nachfolgenden Rohrreihen haben beim vorliegenden Beispiel gleichen Durchmesser, während dann die Rohre jeder weiteren Reihe nach unten im Durch messer zunehmen.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Bei spiel beschränkt. So kann die Zunahme der Anzahl Rohre sowie die Zunahme des Rohrdurchmessers von oben nach unten auch gleichmässig erfolgen.
Ferner können mehrere gleichartige Rohrbündel in einem Verdampfungskörper 1 zusammengefasst sein.
Die Vorteile der Erfindung gegenüber den übli chen, Rohrbündel aufweisenden Verdampfungskör- pern sind die folgenden: Bei gleichem Druckverlust im Bündel werden beim vorliegenden Verdampfungskörper viel kürzere Durchgangszeiten erreicht als bei einem gewöhnlichen Verdampfungskörper.
Bei gleicher Durchlaufzeit ist der Druckabfall beim Verdampfungskörper um ein Mehrfaches gerin ger als bei bekannten Verdampfungskörpern.
Von einer kleinen Anfangskonzentration kann infolgedessen in einem Durchgang, d. h. ohne Um wälzung, bei kürzester Durchgangszeit und bei rela tiv kleinem Druckabfall die Flüssigkeit auf eine hohe Endkonzentration eingedampft werden.
Evaporator body for evaporator The invention relates to an evaporator body for evaporators, in particular for thickening juices, colloidal solutions such as pectin, gelatine and the like and chemical liquids.
Evaporation bodies are known which have at least one bundle of longitudinally extending, horizontally arranged tubes.
As a result of the increase in volume due to evaporation and expansion under decreasing pressure, especially in the vacuum range, there is a strongly progressive increase in the throughput speed from very small to very high sizes. At the bundle exit, this is a multiple of the entry speed.
In order to take into account the mentioned expansion and to achieve a flow of the liquid to be evaporated at generally high and relatively constant velocities, rows of tubes arranged one above the other are in accordance with the invention, where the tubes in each row are connected in parallel and the flow cross-section from above increases downwards.
It is true that an evaporator body for a circulation evaporator has become known, but - in contrast to the problem posed by the present invention - it is not concerned with the task of adapting the flow cross-sections to an increasing volume; rather, there should be a weaker concentration on the heating surfaces first flushed by the solution to be thickened than on the respective subsequent coated surfaces. For this purpose, vertical partitions are provided in the evaporator body for separating liquid components of different concentrations.
Furthermore, that evaporation body contains a vertical tube arrangement. In addition, the pipe distribution is selected there with regard to the accommodation and the most uniform possible distribution of a maximum number of pipes within a predetermined cylinder and is only determined by purely geometric relationships.
It is also an evaporation body with pipe ren of increasing diameter has become known; but the pipes are not lying horizontally there, but at an angle. Furthermore, there are no pipes that carry the liquid to be thickened, but rather external connecting pipes for the transfer of superheated steam from one compartment to the other.
In particular, these tubes are not in superposed rows of tubes lying next to each other, the diameter of which increases from row to row from top to bottom; the pipe diameter does not increase in the direction of flow according to an increasing expansion of the content, but the pipe diameter is each dimensioned for each of the connecting pipes, taking into account the reduction in steam volume occurring in each department, smaller than the previous pipe.
In the drawing, for example, an embodiment of the evaporation body according to the invention is shown in cross section.
In the cylindrical evaporation body 1, a bundle of horizontal, longitudinal tubes is contained. The tube bundle has a single tube at the top and rows of tubes lying next to one another lying below one another. The bundle consists of the top single tube and six rows of tubes spaced one above the other. The top row has two, the next two rows three each, the fourth row four, the fifth row five and the sixth row six pipes; the tubes in each row are connected in parallel. As can be seen, the flow cross section increases from top to bottom.
The rows are connected in series, so that the direction of flow of the liquid in the tubes is reversed for each row.
The liquid to be evaporated is fed through the top pipe; it comes back through the row of tubes below and runs in the opposite direction through the next row of tubes below, etc. In the bottom row of tubes, the liquid runs backwards again as in the top tube. The liquid spreads like a film inside the tubes.
The uppermost tube and the tubes of the two subsequent rows of tubes have the same diameter in the present example, while the tubes of every further row then increase in diameter downwards.
The invention is not limited to the game described in the case. In this way, the increase in the number of tubes and the increase in the tube diameter can also take place evenly from top to bottom.
Furthermore, several tube bundles of the same type can be combined in one evaporation body 1.
The advantages of the invention compared to the usual evaporating bodies having tube bundles are as follows: With the same pressure loss in the bundle, the present evaporating body achieves much shorter transit times than a conventional evaporating body.
With the same throughput time, the pressure drop in the evaporation body is several times lower than with known evaporation bodies.
As a result, from a small initial concentration, in one pass, i.e. H. The liquid can be evaporated to a high final concentration without agitation, with the shortest transit time and with a relatively small pressure drop.