DE2334798A1 - Fluessigkeitserhitzer - Google Patents

Description

Eduard Ahlborn Aktiengesellschaft, 3200 Hildesheim, Lüntzelstraße 22

Flüssigkeitserhitzer

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitserhitzer, insbesondere für teilweises Verdampfen der Flüssigkeit innerhalb des Erhitzers zur Konzentrationserhöhung derselben.

Die DAS 1 095 785 zeigt einen Flüssigkeitserhitzer, der aus parallel vertikal und in abwechselnder Folge hintereinander angeordneten Verdampfer- und Heizplatten besteht, die Heiz- bzw. Flüssigkeitskanäle zwischen jeweils benachbarten Platten enthalten und die Platten jeweils aufeinanderpassende Durchtrittsöffnungen für das Heizmedium das zu verdampfende Produkt, das Kondensat und das Gemisch aus konzentrierter Flüssigkeit und Brüden aufweisen. Dabei sind auf der vor der zugeordneten Heizplatte liegenden Verdampferplatte Steigkanäle angeordnet, während auf der hinter dieser Heizplatte liegenden Verdampferplatte Fallkanäle vorgesehen sind. Die Heizplatte weist darüber hinaus eine die Steig- und Fallkanäle verbindende Öffnung auf.

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Nachteilig ist, daß sowohl für die Steigkanäle als
auch die Fallkanäle jeweils eine Verdampferplatte erforderlich ist. Hierdurch erhöht sich die Anzahl der Platten
auf das Doppelte. Die Verdoppelung der Anzahl dieser Verdampferplatten führt zwangsweise zu vergleichsweise unförmigen
Erhitzerkonstruktionen mit großer Bautiefe.

Ganz abgesehen davon, wird bei der bekannten Erhitzeranordnung die Flüssigkeit während der Bewegung vom Steigtkanal zum Fallkanal um 180 umgelenkt, wobei das Produkt thermisch und auch mechanisch unnötig belastet wird. Eine Beschä- \ digung des Produktes ist die unmittelbare Folge hiervon. I Zwangsläufig nimmt auch der Druckabfall im Verdampferkanal zu.'

i Die gleichen Überlegungen gelten sinngemäß für den

Heizdampf, welcher auf der Heizplatte mehrmals umgelenkt wird.,

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen bekannten ■ Flüssigkeitserhitzer baulich zu vereinfachen und dar-*über i hinaus eine gleichmäßige Verteilung sowie Konzentrationser- ! höhung des Produktes längs der Verdampferplatte sicherzustellen, i

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine jede

Durchtrittsöffnung der Verdampferplatte für das Produkt einen '

Verteiler besitzt, und daß eine jede Verdampferplatte Führun- j gen besitzt, welche das Produkt über die Verdampferplatte

gleichmäßig verteilen und über im unteren Teil beidseitig der \

Platte angeordnete Durchtrittsöffnungen für das Gemisch aus j

konzentrierter Flüssigkeit und Brüden abführen. !

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zwi- ! sehen den Verdampfer- und Heizplatten Flachdichtungen vorge- j sehen, wobei der Verteiler Teil einer jeden Flachdichtung ist. Dabei ist ein jeder Verteiler vorzugsweise Teil eines Kreisringes mit radial nach außen gerichteten Düsen. Dabei kann

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nach einer ersten Ausführungsform der Öffnungsquerschnitt der Düsen gleich, deren Teilung hingegen ungleich groß sein.

Nach einer zweiten Ausführungsform besteht aber auch die Möglichkeit, den Öffnungsquerschnitt der Düsen ungleich, deren Teilung hingegen.gleichgroß auszuführen.

Vorteilhaft erstrecken sich die Führungen von dem Verteiler ausgehend in radialer Richtung, wobei im unteren Bereich der Verdampferplatte in Richtung der beiden Durchtritt soffnungen für das Gemisch aus konzentrierter Flüssigkeit und Brüden weisende Führungen vorgesehen sind.

Dabei bilden jeweils zwei Führungen einen Kanal, wobei einem jeden Strömungskanal des Verteilers jeweils eine Düse zugeordnet ist.

Die Führungen dienen im zusammengebauten Zustand des Erhitzers gleichzeitig als Versteifungen der Verdampferplatten und der Heizplatten.

Vorteilhaft ist an der Durchtrittsöffnung einer jeden Heizplatte für das Kondensat ein Sammler angeordnet, welcher vorzugsweise aus einem Teil eines Kreisringes mit schlitzförmigen Durchtr»ittsoffnungen besteht.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung wird zum Verdampfen lediglich ein einziger Fallkanal benötigt, der zwischeji der Heizplatte und der Verdampferplatte gebildet wird. Damit verringert sich die Anzahl der für die Verdampfung benötigten Platten um die Hälfte gegenüber den herkömmlichen Flüssigkeitserhitzern. Überdies wird die Verweilzeit nach Maßgabe der zurückgelegten Weglänge um den gleichen Betrag kleiner, da ja die Flüssigkeit lediglich einen einzigen Weg, nämlich einen Fallkanal durchläuft.

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Auch sorgt der Verteiler für eine gleichmäßige Verteilung sowie Konzentrationserhöhung des Produktes längs der Verdampferplatte. Dadurch wird die die Wärme übertragende Fläche voll ausgenutzt, wobei tote Ecken und örtliche Überhitzungsstellen mit Sicherheit vermieden werden. ;

Durch die Verringerung des Eintrittsquerschnittes \ in den Flüssigkeitskanal wird vor den Düsen des Verteilers ein! Staudruck erzeugt, durch welchen es möglich ist, die gleiche j Menge der zu verdampfenden Flüssigkeit in die einzelnen Ver- j dampferkanäle zu überführen.

Entsprechende Führungen sind selbstverständlich auch auf der Heizplatte angeordnet.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung j noch etwas näher veranschaulicht. In dieser zeigen in rein · schematischer Weise: ι

Fig. 1 eine isometrische Darstellung des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers in Explosionsdarstellung ψ

Fig. 2 eine Ansicht einer Verdampferplatte des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers,

Fig. 3 eine Ansicht einer Heizplatte des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers,

Fig. 4 eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab

der Verdampferplatte des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers,

Fig. 5 eine Ansicht in vergrößertem Maßstab des in Fig. 4 mit X bezeichneten Details,

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Fig. 6 eine Teilansicht der Verdampferplatte des erfindxingsgemäßen Flüssigkeitserhitzers,

Fig. 7 und 8 zwei Teilansichten in unterschiedlichen Maßstäben der Heizplatte des erfindungsgemäßen Flüssigkeitserhitzers,

Fig. 9 eine Abwicklung'des Verteilers der Anordnung nach Figur 8.

Wie beispielsweise aus Figur 1 der Zeichnung ersichtlich, besteht der Flüssigkeitserhitzer aus einem Stapel von Verdampferplatten P1 und Heizplatten P2, die in abwechselnder Folge angeordnet und in geeigneter Weise zusammengespannt sind.

Eine jede Verdampferplatte P1 und Heizplatte P2 besitzt Durchtrittsöffnungen 1a, 1 für das zu verdampfende Produkt, z. B. Milch u. dgl., und Durchtrittsöffnungen 2, 2a für das Gemisch aus konzentrierter Flüssigkeit und Brüden.

Mit der Bezugsziffer 3a, 3 sind Durchtrittsöffnungen für das Heizmittel, insbesondere Dampf bezeichnet, während das Kondensat über die Durchtrittsöffnungen 4, 4a abgeleitet wird.

Zwischen den Platten P1, P2 sind Flachdichtungen 5, 5a angeordnet, mit welchen diese Platten P1, P2 so zusammengepreßt werden, daß zwischen letzteren Kammern gebildet werden, die mit den entsprechenden Durchtrittsöffnungen 1, 3, 2 und 4 in Verbindung stehen.

Wie beispielsweise aus Figur 1 der Zeichnung hervorgeht, besitzt eine jede Durchtrittsöffnung 1a der Verdampferplatte P1 einen Verteiler 6, welcher Teil eines Kreis-

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ringes mit radial nach außen gerichteten Düsen 6a (Figuren 4 und 5) ist. Dabei kann der Öffnungsquerschnitt der Düsen 6a gleich groß sein, während deren Teilung ungleich groß sein kann. Man kann aber auch den Öffnungsquerschnitt der Düse 6a ungleich groß ausführen, deren Teilung hingegen gleich groß

gestalten. j

Wie die Zeichnung deutlich zeigt, ist der Verteiler ! 6 Teil einer jeden Flachdichtung 5a.

Wie namentlich die Figur 4 der Zeichnung zeigt, sind auf einer jeden Verdampferplatte P1 Führungen 7 angeordnet, welche das Produkt über die gesamte Verdampferplatte P1 hinweg gleichmäßig verteilen und den Durchtrittsöffnungen 2a in den Ecken dieser Platte P1 zuführen. Diese Führungen 7 erstrecken sich zunächst von dem Verteiler 6 ausgehend in radialer Richtung.

Im unteren Bereich der Verdampferplatte P1 sind in Richtung der beiden Durchtrittsöffnungen 2a für das Gemisch aus konzentrierter Flüssigkeit und Brüden weisende Führungen 10 vorgesehen.

Durch die besondere Ausbildung des Verteilers 6 sowie die Anordnung der Führungen 7 wird eine gleichmäßige Verteilung des Produktes über die Verdampferplatte P1 hinweg und damit eine gleichmäßige Konzentrationserhöhung sichergestellt.

Wie die Figur 4 deutlich zeigt, bilden jeweils zwei Führungen 7 einen Kanal, wobei einem jeden Strömungskanal des Verteilers 6 jeweils ein Düse 6a zugeordnet ist.

Diese Führungen 7 dienen im zusammengebauten Zustand des Erhitzers gleichzeitig als Versteifungen für die Verdampferplatten P1 und die Heizplatten P2.

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An der Durchtrittsöffnung 4 für das Kondensat einer jeden Heizplatte P2 ist ein Sammler 8 angeordnet, welcher ^; vorzugsweise aus einem Teil eines Kreisringes mit schlitzförmigen Durchtrittsöffnungen 8a besteht (Figuren 8 und 9).

Ebenso wie auf der Verdampferplatte P1 sind auf der ■ Heizplatte P2 Führungen 9 angeordnet, welche so geführt sind, I daß sie den Dampf bzw. das Kondensat über die gesamte Fläche ; dar Heizplatte P2 gleichmäßig verteilen und schließlich im unteren Teil das Kondensat über den Sammler 8 der Durchtrittsöffnung 4 zuführen.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsf erhitzers ist die folgende:

Das Heizmedium, beispielsweise Dampf, tritt über die Durchtrittsöffnungen 3 in den Heizkanal der Heizplatte P2 ein. Durch entsprechende Ausbildung der Flachdichtung 5a im Bereich der Durchtrittsöffnung 1a der Verdampferplatte P1 ist dem Heizdampf der Weg in diese Platte P1 versperrt.

Der Dampf bzw. das sich bildende Kondensat nehmen ihren Weg längs der in Figur 3 angedeuteten Führungen 9. Das Kondensat wird dabei über die Durchtrittsöffnung 4 bzw. 4a ausgetragen.

Das zu verdampfende Produkt, z. B. Milch u. dgl. wird über die Durchtrittsöffnung 1a in eine jede Verdampferplatte P1 eingeführt und strömt gleichmäßig verteilt längs der Führungen 7 im Fallstrom nach unten (Figur 2). Im Verlaufe dieser Bewegung verdampft die Flüssigkeit zumindest teilweise, wobei das Konzentrat und die Brüden über die Durchtrittsöffnungen 2a bzw. 2 abgeführt werden.

- Patentansprüche 409885/0596

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   /1. ^Flüssigkeitserhitzer, insbesondere für teilweises Verdampfen der Flüssigkeit innerhalb des Erhitzers zur Konzentrationserhöhung derselben, bestehend aus Verdampfer- und Heizplatten* die in wechselnder Folge hintereinander angeordnet sind und Heiz- bzw. Flüssigkeitskanäle zwischen Jeweils benachbarten ; Platten aufweisen, und die Platten jeweils aufeinander passen-r de Durchtrittsöffnungen für den Heizdampf, das zu verdampfen-; de Produkt, das Kondensat und das Gemisch aus konzentrierter I Flüssigkeit und Brüden besitzen, dadurch gekenn'· zeichnet , daß eine jede Durchtrittsöffnung (1a) J der Verdampferplatte (P1) für das Produkt einen Verteiler (6) besitzt, und daß eine jede Verdampferplatte (P1) Führungen besitzt, welche das Produkt über die Verdampferplatte (P1) gleichmäßig verteilen und über im unteren Teil beiseitig der Platte (P1) angeordnete Durchtrittsöffnungen (2a) für das Gemisch aus konzentrierter Flüssigkeit und Brüden abführen.

   j 2. Erhitzer nach Anspruch 1, mit zwischen den Verdampfer- und Heizplatten befindlichen Flachdichtungen, dadurch

   ; gekennzeichnet, daß der Verteiler (6) Teil einer jeden Flachdichtung (5a) ist.

   3. Erhitzer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein jeder Verteiler (6) vorzugsweise Teil eines Kreisringes mit radial nach außen gerichteten Düsen (6a) ist.

   4. Erhitzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Öffnungsquerschnitt der Düsen (6a) gleich, deren Teilung hingegen ungleich groß ist.

   5. Erhitzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Öffnungsquerschnitt der Düsen (6a) ungleich, deren Teilung hingegen gleich groß ist.

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   6. Erhitzer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Führungen (7) von
   dem Verteiler (6) ausgehend in radialer Richtung erstrecken,
   und daß im unteren Bereich der Verdampferplatte (P1) in
   Richtung der beiden Durchtrittsöffnungen (2a) für das Gemisch;

   aus konzentrierter Flüssigkeit und Brüden weisende Führungen j (10) vorgesehen sind. *

   7. Erhitzer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch ge- : kennzeichnet, daß jeweils zwei Führungen (7) j einen Kanal bilden und daß einem jeden Strömungskanal des ! Verteilers (6) jeweils eine Düse (6a) zugeordnet ist.

   8. Erhitzer nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungen (7) im zusammengebauten Zustand des Erhitzers gleichzeitig als Versteifungen der Verdampferplatten (P1) und der Heizplatten (P2)
   dienen.

   9. Erhitzer nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß an der Durchtrittsöffnung (4)
   einer jeden Heizplatte (P2) für das Kondensat ein Sammler (8); angeordnet ist, welcher vorzugsweise aus einem Teil eines I Kreisringes mit schlitzförmigen Durchtrittsöffnungen (8a) ■ besteht. I

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