DE1226076B - Rieselverdampfer - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer;
Aktenzeichen:
-Anmeldetag:
Auslegetag:

BOId

Deutsche Kl,: 12 a - 2

1226076
E22894IVc/12a
17. Mai 1962
6. Oktober 1966

Die Erfindung betrifft einen Rieselverdampfer mit einem, dampfbeaufschlagten Heizraum, in welchem sich ein senkrechtes Rohrbündel befindet, das eine obere. Plüssigkeitszuführkammer mit einer unteren Flüssigkeitsabzugkammer verbindet.

-:Diese..Verdampf er werden z.B. zum Eindicken von Milch, Obstsaft oder Schwarzlauge verwendet. Erfahrungsgemäß bereitet die gleichmäßige Verteilung, des strömenden Mediums auf die einzelnen Rohre, insbesondere bei Anordnung mehrerer Verdämpfer, dann besondere Schwierigkeiten, wenn die Konzentration stärker und die Durchflußmenge durch die: einzelnen Rohre geringer wird. Um dem zu begegnen, ist bereits die Durchflußmenge je Rohr durch Rückführung eines Teils des bereits konzentrierten ■Produkts in einen oder, mehreren der nachgeschalteten Verdampfer vergrößert worden. Statt dessen sind aber auch zwei oder mehrere-Verdampfer zur Dampfzuführung parallel, geschaltet und bezüglich des Flüssigkeitsumlaufs in Reihe geschaltet worden. Beide Maßnahmen führten jedoch nicht zu dem erwünschten Ergebnis, und sie erwiesen sich außerdem als recht kostspielig.

·. Bei, vorbekannten Verdampfern sind die Rohrbündel bereits in einzelne Gruppen von Heizrohren unterteilt worden, die ununterbrochen von der Flüssigkeit durchströmt werden, Bet einer solchen Verdampferanordnung wird die Flüssigkeit mit dem gebildeten-Dampf im Gleichstrom aufsteigend und abfallend durch Rohre geführt, und die Abscheidung des Dampfes erfolgt erst- am Ende dieses Kreislaufes. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung wird der Dampf im oberen Teil einer jeden Gruppe des Rohrbündels abgetrennt, während die Heizrohre ausschließlich der aufsteigenden Strömführung dienen. Auf Rieselverdampfer sind diese bekannten Anordnungen jedoch nicht übertragbar. Hiergegen sprechen sowohl technische als auchr wirtschaftliche Gründe.

Ziel der Erfindung ist ^s*-die von de» verschiedenen Verdampferanordnungen bekannten Schwierigkeiten auf.konstruktiv ebenso einfache wie wirtschaftliche Weise zu beheben, um so einen wesentlich höheren Wirkungsgrad der Verdampfung zu erzielen und das Produkt zwei- oder, mehrmals durch eine Vorrichtung leiten zif können. ^r

Diese Vorzüge ergeben sich gemäß der Erfindung dadurch, daß die Zuführkämmer^: sowie die Abzugkammer durch Trennwände in zwei oder mehrere Abteile unterteilt sind, denen je eine Gruppe des Rohrbündels zugeordnet ist und jedes"Abteil der ZuführkainmeY mit einer ^Eiölaßleitüng und jedes Abteil der Abzugkammer mit¹ einem Ausläßorgan versehen Rieselverdampfer

Anmelder:

Etablissements Laguilharre,
Courbevoie, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dr. M. Schneider und Dr. A. Eitel,

Patentanwälte, Nürnberg, Königstr. 1

Als Erfinder benannt:
Jacques Jean Ciboit, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 28. Juli 1961 (869 402)

ist, welches mit der Einlaßleitung des der nächsten Gruppe des Rohrbündels entsprechenden Zuführabteils verbunden werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Rieselverdampfer werden sämtliche Rohrgruppen abfallend von der Flüssigkeit durchströmt, und die Trennung des Dampfes von der Flüssigkeit erfolgt am Fuß jeder Rohrgruppe, zu welchem Zweck die Flüssigkeit jeweils wieder angehoben und der nachfolgenden Rohrgruppe am oberen Ende zugeführt wird. Das strömende Medium wird so oft durch den Verdampfer geleitet, wie einzelne Abteile vorgesehen sind. Diese Anordnung vereinigt die Vorteile einer Rieselströmung mit dem Vorteil einer ununterbrochenen Bewegung der Flüssigkeit unter Abzug des erzeugten Dampfes in mehreren Gruppen von Heizrohren.

Ist der Verdampfer mit einem getrennten Dampf-Flüssigkeits-Abscheider versehen, der durch eine Dampfleitung und eine Flüssigkeitsleitung mit der Abzugkammer verbunden ist, so kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die obere Kante der Trennwände der Abzugkammer im Abstand zum unteren Rohrboden des Rohrbündels derart angeordnet sein, daß der in den verschiedenen Rohrbogen gebildete Dampf durch eine Leitung in den Abscheider entweichen kann.

Die Trennwände der Abzugkammer verlaufen in diesem -Fall vorzugsweise senkrecht zur Richtung der den- Abscheider mit dem Verdampfer verbindenden Leitung. Diese ist zweckmäßig auf der Seite des Abteils der Abzugkammer angeschlossen, welches das

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am wenigsten konzentrierte Produkt enthält. Das das am stärksten konzentrierte Produkt enthaltende Abteil befindet sich hingegen auf der dem Abscheider entgegengesetzten Seite, um so das Mitreißen von Teilen des konzentrierten Produkts zum Abscheider zu verringern und das Einleiten des geringkonzentrierten Produktes in das stärker konzentrierte zu vermeiden.

Ist die Zuführkammer des Verdampfers mit mehreren übereinander angeordneten Verteilerrosten versehen, so sieht die Erfindung weiter vor, daß jeder Rost durch eine Wandung, die bis in die Nähe des unmittelbar darüberliegenden Rostes reicht, in Abteile unterteilt ist, die den verschiedenen Gruppen des Rohrbündels entsprechen, wobei der oberste Rost selbst durch eine Wandung in Abteile unterteilt ist, in welche die entsprechenden Einlaßleitungen münden.

Da über jedem Verteilerrost im normalen Betrieb eine Flüssigkeitsschicht liegen kann, wird auf dem Rost eine Vermischung der Flüssigkeitsströme verschiedener Konzentration vermieden.

Es liegt weiter im Rahmen der Erfindung, daß der obere Boden des Rohrbündels ebenfalls mit einer Trennwand versehen ist. Bei einer anderen Ausführungsform kann gegebenenfalls dieser Rohrboden frei von Unterteilungen sein. Dabei weisen die Rohre des Rohrbündels gemäß der Erfindung an der Stelle der Trennwände einen größeren Abstand voneinander als die übrigen Rohre zueinander auf. Auf dem Rohrboden befindet sich dann praktisch keine Flüssigkeit, so daß dieser Abstand der Rohre des Bündels ausreicht, um die aus einem unmittelbar über dem Rohrboden befindlichen Abteil des Verteilerrostes kommende Flüssigkeit in die entsprechende Rohrbündelgruppe zu leiten und eine Vermischung mit aus benachbarten Abteilen kommender Flüssigkeit zu vermeiden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie an Hand der Zeichnung. Hierbei zeigt
. F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen mit einem Abscheider versehenen Rieselverdampfer und

F i g. 2 einen teilweisen Schnitt durch die Zuführkammer des Verdampfers in vergrößertem Maßstab.

Nach F i g. 1 ist der Heizraum 1 des Verdampfers mit einem Dampfeinlaß 2 und mit einem Rohrbündel 3 versehen, dessen oberer und unterer Boden mit 4 bzw. 5 bezeichnet sind. Zur Vereinfachung sind in F i g. 1 nur vier Rohre dargestellt, obwohl das Bündel 3 im allgemeinen eine wesentlich größere Anzahl von Rohren aufweist.

Oberhalb des Rohrbodens 4 befindet sich eine Zuführkammer 6 mit der Seitenwand 7 und einem Dekkel 8, während unterhalb des Rohrbodens 5 eine Abzugkammer 9 angeordnet ist. Die Zuführkammer 6 weist eine Anzahl von übereinanderliegenden durchbrochenen Verteilerrosten 10 auf, die einen nach unten größer werdenden Durchmesser und eine ebenfalls nach unten größer werdende Anzahl von Öffnungen besitzen. Die Abzugkammer 9 ist durch eine Dampfleitung 11 mit dem Abscheider 12 verbunden, aus dessen Oberteil der Dampf austritt, während sich die abgeschiedene Flüssigkeit im Unterteil sammelt und durch die Leitung 14 in die Abzugkammer 9 zurückgeführt wird.

Die Zuführkammer 6 ist durch die senkrechte Trennwand 15 in zwei Abteile unterteilt, in welche zwei Einlaßleitungen 16 und 17 für die Flüssigkeit münden. In der gleichen Weise ist die Abzugkammer 9 durch eine in der Ebene der Trennwand 15 befindliche senkrechte Trennwand 18 in zwei Abteile unterteilt, so daß das Rohrbündel 3 selbst in zwei Gruppen von Rohren geteilt ist, die voneinander getrennte Durchlässe für die zu behandelnde Flüssigkeit aufweisen. Jede Gruppe von Rohren kann gegebenenfalls eine unterschiedliche Anzahl von Rohren besitzen.

Die gemeinsame vertikale. Ebene der Wände 15 und 18 verläuft vorzugsweise senkrecht zur Richtung der die Abzugkammer 9 mit dem Abscheider 12 verbindenden Leitungen 11 und 14. Wie aus F i g. 1 hervorgeht, liegt die obere Kante der Trennwand 18 der Abzugkammer 9 in einem bestimmten Abstand zum Rohrboden 5, damit der in der dem Abscheider 12 entgegengesetzten Gruppe von Rohren gebildete Dampf durch die Leitung 11 in den Abscheider 12 abgeführt werden kann. An jedes Abteil der Abzugkammer 9 ist eine Pumpe 19 bzw. 20 angeschlossen. Die Förderseite der Pumpe 19, die dem auf der Seite des Abscheiders 12 befindlichen Abteil entspricht, ist durch eine Leitung 21 mit der Einlaßleitung 16 des der Zuführkammer 6 entgegengesetzten Abteils verbunden, so daß die von der Pumpe 19 geförderte Flüssigkeit durch diejenige Rohrgruppe des Bündels hindurchgeleitet wird, die diesem letzten Abteil entspricht.

Die Wirkungsweise des so ausgebildeten Rieselverdampfers ist folgende:

Die einzudickende Flüssigkeit wird durch die Einlaßleitung 17 in das rechte Abteil der Zuführkammer 6 eingeleitet und durch das entsprechende Teil der Roste 10 in die Gruppe des Rohrbündels 3 verteilt, die diesem Abteil zugeordnet ist. Die auf diese Weise vorkonzentrierte Flüssigkeit strömt dann in das entsprechende Abteil der Abzugkammer 9. Die in diesem Abteil anfallende flüssige Phase wird durch die Pumpe 19 über die Leitung 21 der Einlaßleitung 16 zugeführt und gelangt somit in das linke Abteil der Zuführkammer 6. Das Produkt wird somit durch das linke Teil des Rohrbündels 3 geleitet, wo es eine weitere Konzentration erfährt, und es erreicht schließlich das linke Abteil der Abzugkammer 9. Aus dem Unterteil dieser Kammer 9 wird die flüssige Phase mittels der Pumpe 20 abgeführt oder einem weiteren Verdampfer zugeleitet, falls es sich um einen mehrfachen Verdampfer handelt.

Durch die Anordnung der Trennwand 18 in der Abzugkammer 9 wird die Dampfphase aus den beiden Abteilen dieser Kammer 9 über die Leitung 11 dem Abscheider 12 zugeführt. Die sich im Unterteil des Abscheiders 12 ansammelnde Flüssigkeit wird durch die Leitung 14 in das rechte Abteil der Abzugkammer 9 zurückgeleitet und durch die Pumpe 19 wieder in Umlauf gesetzt.

Es ist leicht zu ersehen, daß in jedes Rohr des Bündels 3 eine viel größere Flüssigkeitsmenge eingeleitet werden kann, z. B. die zwei- oder dreifache Menge, wodurch, eine bessere Verteilung und eine höhere Wärmeleitzahl erzielt wird und die bei den bisher bekannten Verdampfern üblichen Verstopfungen vermieden werden.

Die Trennwand 18 der Abzugkammer 9 kann beispielsweise aus einem einfachen Blech bestehen, das

mit dem Boden und der Seitenwand dieser Kammer 9, z. B. durch Schweißen, verbunden ist. Eine besonders zweckmäßige Unterteilung der Zuführkammer 6 ist in F i g. 2 dargestellt.

Mit 7 ist wiederum die Seitenwand und mit 8 der Deckel der Zuführkammer 6 bezeichnet. Zur Verbindung der Wand 7 mit dem Rohrboden 4 sowie mit dem Deckel 8 sind nicht näher beschriebene Mittel bekannter Art 22 bzw. 23 vorgesehen.

Mit 10 a, 10 b, 10 c sind die übereinanderliegenden Verteilerroste bezeichnet, deren jeder eine Anzahl von Hülsen trägt, die auf mit dem Rohrboden 4 festverbundene Bolzen 25 aufgeschoben sind. Oberhalb des obersten Rostes 10 a befindet sich eine ringförmige Wand 26, und in den von dieser umschlossenen Innenraum münden die Einlaßleitungen 16 und 17 ein, die abgedichtet durch Stutzen 27 des Deckels 8 hindurchgeführt sind. Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Trennwand 15 besteht aus einem senkrechten Blech 15 a, welches auf den obersten Rost 10 α ao aufgeschweißt ist und bis zum Oberteil der Wand 26 reicht, weiter aus einem Blech 15 b, welches auf den zweiten Rost 10 b aufgeschweißt ist und sich bis nahe an den Rost 10 α erstreckt, und aus einem dritten Blech 15 c, das vom Rost 10 c bis nahe an den Rost 106 reicht. Durch diese Bleche werden die aus den Leitungen 16 und 17 austretenden Produkte voneinander abgetrennt, und es bildet sich auf jedem Rost 10 a, 10 b, 10 c eine Flüssigkeitsschicht. Auf den Rohrboden 4 ist ebenfalls ein Trennblech 15 d aufgeschweißt, welches dort eine Unterteilung bewirkt. Es genügt jedoch bereits, die der senkrechten Ebene der Trennwand 15 benachbarten Rohre 3 α und 3 b voneinander zu entfernen, um die gewünschte Trennung der Produkte sicherzustellen.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann selbstverständlich mannigfaltig abgeändert werden. Insbesondere kann an Stelle von zwei Abteilen auch eine größere Anzahl von Abteilen vorgesehen sein, die sektorförmig oder anders angeordnet sein können. Die erfindungsgemäße Unterteilung kann auch bei jeder anderen beliebigen Zuführvorrichtung verwendet werden, die einen oder mehrere Verteilerroste aufweist.

Claims (6)

Patentansprüche: 45

1. Rieselverdampfer mit einem dampfbeaufschlagten Heizraum, in welchem sich ein senkrechtes Rohrbündel befindet, das eine obere Flüssigkeitszuführkammer mit einer unteren Flüssigkeitsabzugkammer verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführkammer (6) sowie die Abzugkammer (9) durch Trennwände (15,18) in zwei oder mehrere Abteile unterteilt sind, denen je eine Gruppe des Rohrbündels (3) zugeordnet ist und jedes Abteil der Zuführkammer (6) mit einer Einlaßleitung (16,17) und jedes Abteil der Abzugkammer (9) mit einem Auslaßorgan (19,20) versehen ist, welches mit der Einlaßleitung des der nächsten Gruppe des Rohrbündels (3) entsprechenden Zuführabteils verbunden werden kann.

2. Verdampfer nach Anspruch 1 mit einem getrennten Dampf-Flüssigkeits-Abscheider, der durch eine Dampfleitung und eine Flüssigkeitsleitung mit der Abzugkammer verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kante der Trennwände (18) der Abzugkammer (9) im Abstand zum unteren Rohrboden (5) des Rohrbündels (3) derart angeordnet ist, daß der in den verschiedenen Rohrgruppen gebildete Dampf durch eine Leitung (11) in den Abscheider (12) entweichen kann.

3. Verdampfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (18) der Abzugkammer (9) senkrecht zu der den Abscheider (12) mit dem Verdampfer verbindenden Dampfleitung (11) verlaufen, die an die Abzugkammer (9) auf der Seite des das am wenigsten konzentrierte Produkt aufnehmenden Abteils angeschlossen ist, während das das am meisten konzentrierte Produkt aufnehmende Abteil auf der dem Abscheider entgegengesetzten Seite liegt.

4. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dessen Zuführkammer mit mehreren übereinander angeordneten Verteilerrosten versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rost (10 a, 10 b, 10 c) durch eine Wandung (15 b, 15 c), die bis in die Nähe des unmittelbar darüberliegenden Rostes reicht, in Abteile unterteilt ist, die den verschiedenen Gruppen des Rohrbündels (3) entsprechen, wobei der oberste Rost (10 a) selbst durch eine Wandung (15 a) in Abteile unterteilt ist, in welche die entsprechenden Einlaßleitungen (16,17) münden.

5. Verdampfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Boden (4) des Rohrbündels (3) ebenfalls mit einer Trennwand (15 d) versehen ist.

6. Verdampfer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (3 a, 3 b) des Rohrbündels an der Stelle der Trennwände (15 a, 15 b, ISc) einen größeren Abstand voneinander als die übrigen Rohre zueinander aufweisen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 1066541, 321378;
österreichische Patentschrift Nr. 54 627.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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