DE54100C - Verdampfapparat - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Apparate zum Verdampfen sowie zur einfachen oder vielfachen Destillation von Flüssigkeiten oder zur Ausgleichung von Wärme, wie solche beim Condensiren von Wasser- oder anderen Dämpfen oder beim Erhitzen, oder Abkühlen von Flüssigkeiten auftritt. In sämmtlichen vorgenannten Fällen werden ' die Flüssigkeiten genöthigt, in Form einer äufserst dünnen Schicht über die wirkende Fläche herabzurieseln.

Der hierzu verwendete Apparat besteht in der Hauptsache in der Anordnung einer oder mehrerer oder einer Gruppe von vertical oder nahezu vertical stehenden Röhren, welche mit schraubenförmigen Rinnen oder Kanälen ausgerüstet oder schraubenförmig zusammengedreht sind, ^; oder aus glätten Röhren oder Kegelstumpfen mit entweder an der Aufsen- oder an der Innenseite befestigten schraubenförmigen Metallstreifen gebildet sind, infolge dessen die über die Fläche innerlich oder äufserlich herabrieselnde Flüssigkeit einen gröfseren Weg zurückzulegen hat, als wenn sie über die Wände einer glatten Röhre herabrieselt, wobei die Flüssigkeit in dünnen Schichten und in der nachbeschriebenen Weise an die Röhren herangeführt wird.

Für die Destillation von Flüssigkeiten können die die wirkende Fläche des Apparates bildenden Röhren von. einem Mantel umgeben werden, wobei die Flüssigkeit in dünner Schicht auf der Aufsen- oder Innenfläche herabrieselt, während der Dampf oder das Wärme abgebende Medium auf der entgegengesetzten Fläche wirkt.

Bei vielfacher Destillation wird der aus der einen Destillation resultirende Dampf als das Wärme abgebende Medium für die nächste Blase oder das nächste Gefäfs verwendet, welche Verwendungsweise dann durch die gesammte Destillationscolonne hindurch fortgesetzt wird. Der anzuwendende Dampfdruck mufs von der Beschaffenheit der zu verdampfenden Flüssigkeit abhängen. Liegt die Temperatur in der letzten Blase noch über der gewöhnlichen Siedetemperatur des Wassers (ioo° C.)., so ist eine Vacuumpumpe nicht erforderlich; wenn aber, wie beim Verdampfen zuckerhaltiger Lösungen, die Temperatur unter dem gewöhn-, liehen Siedepunkt des Wassers (100⁰C.) ge- ■ halten werden mufs, so kommt eine Vacuumpumpe oder eine andere Maschine zum Ansaugen und Herausbefördern des condensirten Fluidums sowie zur Erzeugung des Vacuums zur Verwendung.

Wenn die Flüssigkeit während ihrer Verdampfung der Atmosphäre.ausgesetzt werden soll, so werden beim Herabriesetrr der Flüssigkeit auf der Innenseite der Röhren letztere mit einem Mantel versehen. Rieselt dagegen die Flüssigkeit auf der Aufsenwand der Röhren herab, so brauchen letztere nicht in einen Mantel eingesetzt zu werden; der Dampf wirkt dann auf der Innenseite und es werden die Röhren an beiden Enden geschlossen, wobei geeignete Dampfzuleitungen sowie Ableitungsröhren für das condensirte Wasser vorgesehen sind: Sollen Wasser- oder andere Dämpfe condensirt oder Flüssigkeiten erwärmt oder gekühlt werden, so kann das wirkende Medium entweder innerlich in oder äufserlich an den Röhren herabrieseln.

In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsweisen der Apparate dargestellt.

Fig. ι zeigt den Apparat in seiner einfachsten Ausführung als ein schraubenförmig zusammen-

gedrehtes Rohr einer Röhrengruppe mit Zuführungsschale und Aufnahmegefäfs. α ist das schraubenförmig zusammengedrehte Rohr, auf welchem die zu verdampfende Flüssigkeit äufser-Iich herabrieselt; letztere wird durch einen Hahn b der Schale c zugeführt, aus welcher sie als dünne Schicht durch den engen ringförmigen Spalt d auf die Rohraufsenfläche gelangt. Die unverdampft bleibende. Flüssigkeit wird in dem am unteren Theil angebrachten Gefäfs e aufgefangen und durch Rohr f abgeleitet, um von neuem in die Schale c oder an eine andere Verwendungsstelle zurückgeleitet zu werden. Rohr α ist mit Ausnahme einer Oeffnung für die Röhren g h an beiden Enden geschlossen; Rohr g führt den zur Verdampfung der Flüssigkeit dienenden Dampf zu, während Rohr h das sich bildende Condensationswasser abführt. Ist der Apparat von solcher Anordnung, dafs die Flüssigkeit im Rohrinnern herabriesell, so wird Rohr α ummantelt und bleiben seine Enden offen und werden an denselben geeignete, aus Fig. 4 ersichtliche Zuströmungsöffnungen angebracht; in gleicher Weise wird der Rohrmantel mit einer geeigneten Zuführungsöffnung für den Dampf oder das Wärme abgebende Medium sowie mit einem 'Abfiufs für das Condensationswasser ausgerüstet.

Eine Modification des nach Art der Fig. 1 zusammengedrehten Rohres besteht in der Anordnung eines glatten Rohres, welches, je nachdem die Flüssigkeit äufserlich oder innerlich herabrieselt, äufserlich bezw. innerlich mit schraubenförmigen Metallstreifen ausgerüstet ist.

Fig. 2 zeigt in Ansicht, Fig. 3 im Grundrifs, ■beide theil weise im Schnitt, einen Destillationsoder Verdampfapparat nach vorliegender Erfindung, in welchem die Flüssigkeit innerhalb der Röhren herabrieselt und bei welchem zwei Verdämpfgefäfse ersichtlich sind; der aus dem ersten Gefäfs abziehende Dampf wird in den umgebenden Heizmantel oder Cylinder des nächsten Verdampfgefäfses übergeführt, während die im ersten Gefäfs unverdampft bleibende Flüssigkeit in die Röhren des nächsten Gefäfses übergeführt wird, i ist der Dampfmantel des ersten Gefäfses, g die Dampfzuleitung, h die Ableitung für das Condensationswasser, j der Dampfdom, g¹ das Rohr zur Ueberführung des Dampfes aus genanntem Dom nach dem nächsten Gefäfs; α α sind die schraubenförmig zusammengedrehten Verdampfungsröhren, b ist das Züleitungsrohr für die Flüssigkeit, e ist der Aufnahmebehälter für die aus den Röhren a tretende Flüssigkeit, f das Rohr zur Ueberführung der letzteren nach dem nächsten Gefäfs. k und k¹ sind die obere und untere Platte, in welche die Röhren eingesetzt sind. / ist ein Rohr zur Ueberführung des am unteren Ende der Röhren α austretenden Dampfes nach dem oberen Raum des Gefäfses. m ist ein oben und unten offener, durchlochter Cylinder, η ein Dom zur Führung des Dampfes nach unten behufs Eintritts in den ringförmigen Raum zwischen den Domen j und η. ρ ist eine gelochte, ringförmige Platte zwischen dem Cylinder m und der Gefäfswandung. Der gelochte Cylinder to, Dom η sowie die gelochte Ringplatte ρ sollen zur Zertheilung des Dampfes dienen, um auf diese Weise ein Mitfortreifsen von im Dampf eingeschlossener Flüssigkeit nach dem Dom j und dem nächsten Gefäfs zu vermeiden, welche Flüssigkeit hierdurch aufgehalten wird und von der gelochten Platte p· zurückfällt. Es empfiehlt sich die Anbringung geeigneter Hähne oder Sicherheitsventile, Schau- und Mannlöcher am Apparat.

Fig. 4 zeigt in vergröfsertem Mafsstabe das obere Ende mehrerer zusammengedrehter Röhren α nebst der Einrichtung zur Zuführung von Flüssigkeit in Form einer dünnen Schicht. Die Kopfenden dieser Röhren sind über der Platte k als Rohrstücke q fortgesetzt, welche oben offen sind, und in welchen die Zulaufsöffnungen d d ausgestanzt oder ausgeschnitten sind; letztere bilden vorstehende Führungsleisten (s. Fig. 5). Die durch Rohr b, Fig. 2, zugeleitete Flüssigkeit umgiebt die Rohransätze q und strömt durch die Schlitze d nach dem Innern der Röhren a. Wenn der Ueberdruck im ersten Gefäfs (Fig. 2) nicht genügt, um die Flüssigkeit vom Boden desselben nach den oberen Enden der Röhren α des nächsten Gefäfses zu drücken, so kann das erste Gefäfs höher als das zweite Gefäfs gestellt werden.

Fig. 6 zeigt in Ansicht und Schnitt einen Destillir- oder Verdampfapparat, in welchem die Flüssigkeit aufserhalb der Röhren herabrieselt. Fig. 7 zeigt in gröfserem Mafsstabe einige Röhren nebst Zuleitungseinrichtung. Die der Anordnung des Apparates nach Fig. 2 entsprechenden Theile des Apparates nach Fig. 6 und 7 sind mit denselben Buchstaben bezeichnet. Die am Boden des Verdampfgefäfses eintretende Flüssigkeit wird durch den centralen Theil desselben nach oben geführt, um sich über den Röhren α in die Schale c zu ergiefsen, aus welcher die Flüssigkeit· in dünnen Schichten durch die ringförmigen Oeffnungen d auf die Aufsenfläche der Röhren gelangt, ä s sind eine Anzahl in einander steckender und die Rohre α umgebender Hohlkegelstumpfe, welche den' sich bildenden Dampf nach aufsen führen und dabei denselben zertheilen. Sowohl in der Anordnung nach Fig. 2 sowie in . derjenigen nach. Fig. ,6 kann, das zweite oder ein drittes Gefäfs von gleicher Construction für das vorhergehende Gefäfs als Condensator dienen, in welchem Falle man an den Wänden der Röhren oder Cylinder kaltes Wasser herabrieseln läfst.

Fig. 8 und 9 zeigen in Ansicht und Grundrifs (theils im Schnitt) einen Apparat, in wel-

chem die zu verdampfende Flüssigkeit auf der Aufsenw'and der Röhren herabrieselt, und wel-■ eher sich von dem Apparat nach Fig. 2 bis 7 durch seine rechteckige Form sowie durch die Anbringung eines Dampfkastens im unteren Theil des Apparates unterscheidet; aus genanntem Kasten gelangt der Dampf in die Röhren, indem derselbe in einigen Röhren nach oben steigt, durch die Krümmlinge y streicht, um. in einer anderen Röhrengruppe nach unten zu gelangen. Je zwei Röhren sind immer durch einen Krümmung y verbunden. g ist der Dampfeintritt, vv der Dampf kasten, der durch eine Wand χ in zwei durch ein Loch x¹ in letzterer unter einander in Verbindung stehende Hälften getheilt ist. Die übrigen Buchstaben der Figuren bezeichnen die gleichen Organe der vorbeschriebenen Figuren.

Fig. ιo,und 1 1 zeigen in Ansicht und Grundrifs einen Apparat mit vielfacher Wirkung, nach welchem Princip einer der vorbeschriebenen Apparate zusammengesetzt und betrieben werden kann. Die verschiedenen Verbindungen zwischen den einzelnen Gefäfsen sind aus der Zeichnung ersichtlich, und sind die entsprechenden Theile wieder mit denselben Buchstaben bezeichnet. b¹ b¹ sind Hauptrohre zur Zuführung von Flüssigkeit in die einzelnen Rohre b\ h^x ist ein Hauptrohr zur Ableitung von Condensationswasser, in welches sämmliche Condensationswasserableitungsrohre h einmünden, und welches mit den Hähnen h"¹ zur Regulirung des Condensationswasserabflusses ausgerüstet ist. Da die Drucke in den einzelnen Gefäfsen nach und nach abnehmen, so wird der aus dem Condensationswasser eines jeden Gefä'fses sich entwickelnde Dampf durch Rohr h in das nächstfolgende Gefäfs nach oben abziehen. Die durch Austrittsrohr f aus jedem Gefäfs austretende Flüssigkeit gelangt in ein Hauptableitungsrohr f¹, welches in der dargestellten Anlage mittelst der in den. ersten fünf Gefäfsen unverdampft gebliebenen Flüssigkeit das für die nächsten fünf Gefäfse bestimmte Hauptrohr b¹ speist. Diese Anordnung ist jedoch, keine unbedingt feststehende, sondern hängt von der Zahl der zur Verwendung gelangenden Verdampfgefäfse sowie von den jeweiligen Umständen ab.

Fig. 12 zeigt einen als Oberflächencondensator —- besonders für Schiffszwecke -— geeigneten Apparat, bei welchem das kalte Wasser durch Rohr b in den von den Platten k und IJ eingeschlossenen Raum übertritt, aus dem es durch die Schlitze d in die Rohransätze q auf den schraubenförmig zusammengedrehten Röhren α gelangt. Der zu condensirende Dampf tritt in den die Röhren umgebenden Cylinder oder Mantel i ein. Um das untere Ende des Wasserzuleitungsrohres b ist ein zweites, an beiden Enden offenes Rohr P angeordnet, welches dazu dient, dafs bei eintretendem zu starkem Stampfen oder Rollen des Schiffes das Wasser zwischen den Rohren b und b² emporsteigt und in den über Platte k² gelegenen Raum gelangt, um von neuem durch die Rohransätze q in die Röhren α zurückzufliefsen.

Fig. 13 zeigt eine abgeänderte Form des Verdampfapparates, wobei die zu verdampfende Flüssigkeit in dünnen Schichten auf der Innenseite eines ummantelten Rohres α herabrieselt; in letzteres ist ein zweites Rohr ^ mit spiralförmiger Rippe ' oder Leitfläche ^¹ eingesetzt, auf welcher die Flüssigkeit schraubenförmig herabrieselt. Am inneren Rohr \ sind Löcher ^² angebracht, durch welche der aus der Flüssigkeit sich entwickelnde Dampf in das Innere genannten Rohres übertritt. Rohr α wird durch den in den Mantel i eingelassenen Dampf erhitzt, während die in' der unteren Schale e sich ansammelnde Flüssigkeit im Centralrohr / nach oben steigt. Die einzelnen Röhren sind als abgestumpfte Kegel ausgeführt, obgleich sie auch Cylinderform erhalten können.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   ,1. Bei Verdampfapparaten mit aufrecht stehenden, von einer Kammer aus durch ringförmige Spalte innen oder aufsen zu berieselnden .Röhren die Anordnung dieser Röhren schraubenförmig gewunden.
2. 2. Bei dem mit äufserer Berieselung der Röhren α vorgesehenen Apparat nach Anspruch 1. die Anordnung von Kegelstumpfen s s um die Rohrgruppen α herum

   . zur Abscheidung der Flüssigkeit aus dem entwickelten und in den nächsten Apparat überzuführenden Dampf (Fig. 6).
3. 3. Die Abänderung des unter 1. angegebenen Verdampfapparates in der Weise, dafs von den schraubenförmigen Röhren α je zwei durch Krümmlinge y verbunden werden, wobei die sämmtlichen zu einer Gruppe vereinigten Röhren oben von dem Zulaufkasten c für zu verdampfende Flüssigkeit umgeben und unten je mit. dem getheilten Dampfzu- und Ableitungskasten n> verbunden sind (Fig. 8 und 9).
4. 4. Die Abänderung des unter 1. angegebenen Apparates behufs seiner Verwendung zu Condensationszwecken, darin bestehend, dafs die innerlich berieselten schraubenförmigen Röhren α mit ihren mit Durchbrechung d ausgestatteten oberen Enden q durch einen geschlossenen Raum k k² hindurchgeführt sind, in welchen das am unteren Ende mit dem Ueberrohr &² umgebene Flüssigkeitseinführungsrohr b mündet (Fig. 12).

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.