DE1114783B - Verdampfer oder Waermeaustauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdampfer zur Konzentration einer Flüssigkeit oder einen Wärmeaustauscher, der einen in einem Gehäuse eingeschlossenen Rotor aufweist. Es wurden bereits Geräte dieser Art vorgeschlagen, bei welchen der Rotor aus einem hohlen, gewöhnlich kegelförmigen Körper besteht, an dessen Innenseite das durch Wärme zu behandelnde Gut in der Mitte eingeleitet wird und aus dem es am Umfang ausgetragen wird, während das wärmeabgebende Medium an der Außenseite des Rotors zugeführt wird. Wenn der Rotor in einem solchen Gerät auf einer hohen Drehzahl gehalten wird, ist es möglich, einen beträchtlichen Wärmeübergang zu erzielen. Das Volumen des Gerätes wird jedoch im Verhältnis zur Wärmeübergangsfläche ziemlich groß. Es wurde daher vorgeschlagen, den Rotor aus zwei gegenüberliegenden, kegelförmigen Flächen sowie mit einer Vielzahl durch diese Flächen gebildeten Kammern herzustellen, die parallel geschaltet und einander axial überlagert sind. Hierdurch wurde jedoch keine wesentliche Raumersparnis erzielt, was hauptsächlich durch die Konstruktion der Wärmeübergangsflächen und durch die Zwischenräume zwischen diesen bedingt ist.

Die Erfindung ermöglicht in dieser Hinsicht eine wesentliche Verbesserung, die in der Hauptsache dadurch erreicht wird, daß der Rotor mit einer Anzahl gleichförmiger Trennwände versehen ist, die gleichartig und ineinander angeordnet sind, gleichachsig und konisch sind und zwischen welchen sich Kanäle oder Schlitze befinden, von denen jeder zweite so angeordnet ist, daß die wärmeaufnehmende Flüssigkeit hindurchfließt, während die übrigen so angeordnet sind, daß das wärmeabgebende Medium hindurchfließt, wobei sich die Einlasse der Kanäle oder Schlitze für das wärmeaufnehmende Medium in der Mitte befinden und ihre Auslässe am Umfang, während sowohl die Einlasse als auch die Auslässe der Kanäle für das wärmeabgebende Medium am Umfang Hegt.

Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben, und zwar zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Axialschnitt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes und

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform, ebenfalls im Axialschnitt.

Der in Fig. 1 dargestellte Verdampfer oder Wärmeaustauscher weist einerseits ein aus zwei Teilen 1 und 2 bestehendes Gehäuse auf, das gleichzeitig einen Rahmen bildet, wobei die beiden Teile Verdampfer oder Wärmeaustauscher

Anmelder: Aktiebolaget Separator, Stockholm

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27, Pienzenauer Str. 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität: Schweden vom 17. September 1958 (Nr. 8791/58)

Sven Alfred Bertil Dahlgren, Danderyd (Schweden), ist als Erfinder genannt worden

durch Schrauben 3 zusammengehalten werden, und andererseits einen Rotor, der ebenfalls aus zwei Teilen 5 und 6 besteht, der durch zwei Bolzen 4 zusammengehalten wird und eine Anzahl konischer Trennwände? enthält. Diese konischen Trennwände sind paarweise durch ringförmige Teile 8, 9 verbunden, welche wechselweise an den Außen- und Innenkanten so angeordnet sind, daß sie zwischen den Trennwänden Kanäle oder Schlitze bilden, wobei jeder zweite Kanal 10 zur Mitte offen ist, während die anderen Kanäle 11 in der Mitte durch die RingeS geschlossen sind. Der Rotorteil 6 sitzt auf einer Hohlwelle 12, die durch zwei Kugellager 14, 15 gelagert ist, welche in einem am Teill durch Schrauben befestigten Lagergehäuse 13 angeordnet sind, wobei die Welle mit einer Antriebsscheibe 16 versehen ist.

Die Ringe 9 sind einander überlagert und mit zwischenliegenden Dichtungsringen 17 sowie Kanälen 18, 19 versehen, die einander kreuzen. Die Kanäle 18 sind axial gerichtet, innerhalb der Dichtungsringe

17 angeordnet und liegen einander in den verschiedenen Ringen gegenüber. Ferner stehen die Kanäle

18 durch Nute 20 in Verbindung mit den Schlitzen 10 und münden an ihren unteren Enden in einen gemeinsamen Sammeltrog 21, der am unteren Ende des Teils 6 vorgesehen ist. In diesem Trog befindet sich ein Schälrohr 22, welches mit einem mittigen Konzentratauslaß 23 in Verbindung steht. Der Teil 6 umgibt die Ringe 9 und zentriert sie. Die Ringe 9 ruhen zusammen mit einer konischen unteren Scheibe 24

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auf einem Flansch 25 im Teil 6 auf und sind zwischen diesem Flansch und dem Teil 5 durch Bolzen 4 eingespannt. Der Teil 6 weist Öffnungen 26 auf, welche in den Ringen 9 vorgesehenen Nuten 27 und den Kanälen 19 gegenüberliegen und zusammen mit den Kanälen die Schlitze 11 mit der Kammer 28 zwischen dem Rotor und dem umgebenden Gehäuse verbinden. Die Kammer 28 ist mit einem Dampfeinlaß 29 und einem Kondensatauslaß 30 versehen.. Zwischen dem Rotor und den sich nicht drehenden Teilen sind Dichtungen 31, 32 vorgesehen. Das Innere des Rotors kann durch einen Auslaß 33 mit einer Vakuumquelle verbunden werden und weist ferner einen Einlaß 34 für das mit Wärme zu behandelnde Gut auf. Vom Einlaß 34 stehen Verteilungsrohre 35 ab, durch welche die mit Wärme zu behandelnde Flüssigkeit in die Schlitze 10 in der Mitte eingeleitet wird, von wo aus es über die Außenflächen ausgebreitet wird, welche durch die Trennwände 7 gebildet werden und Kammern begrenzen. Unter der Wirkung der Fliehkraft wird die Flüssigkeit in dünnen Schichten längs der erwähnten Begrenzungsflächen nach außen geschleudert, wobei sie die Wärme aufnimmt, welche der in die Schlitze 11 aus der Kammer 28 eintretende Dampf während seiner Kondensation an die Außenseite der Trennwände 7 abgibt. Das sich auf den Trennwänden 7 niederschlagende Kondensat wird von diesen durch die Fliehkraft sofort abgeschleudert, so daß immer eine gute Wärmeübertragung vom Dampf auf die Trennwände aufrechterhalten wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist, wie bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, ein Gehäuse vorgesehen, das aus zwei Teilen 36, 37 besteht, die durch Schrauben 38 zusammengehalten werden, sowie ein Rotor, der eine Anzahl konischer Trennwände 39 enthält, die paarweise durch ringförmige Teile abwechselnd an den Außenkanten und an den Innenkanten verbunden sind, so daß zwischen den Trennwänden Kanäle oder Schlitze gebildet werden, wobei jeder zweite Kanal 42 zur Mitte hin offen ist, während die anderen Kanäle 43 in der Mitte abgeschlossen sind. Die Trennwände 39 und die diesen zugeordneten Ringe 40, 41 sind in ein Gefäß eingesetzt, das nach oben offen ist, und und dessen Boden 45 so nach oben gebogen ist, daß er im wesentlichen der Form der Trennwände folgt. Die ringförmigen Teile 40 sind mit in Nuten angeordneten Dichtungsringen 46 versehen und werden durch einen Ring 47 und Bolzen 48 gegeneinander und gegen den Boden des Gefäßes 44 gedrückt. Der Ring 47 ist so geformt, daß er einen Sammeltrog 49 für das Konzentrat bildet, das aus den Zwischenräumen 42 durch in den Ringen 40 vorgesehene Kanäle 50 nach außen in den Trog geschleudert wird. Das Gefäß 44 ist seinerseits in ein weiteres Gefäß 51 eingesetzt und bildet zusammen mit dem letzteren und einem an diesem vorgesehenen Flansch 52 sowie mit einem zwischen den Gefäßen 44 und 51 mittels Bolzen 54 eingesetzten Dichtungsring 53 eine gesonderte Kammer 55. Das Gefäß 51 ist auf einer Hohlwelle 56 angeordnet, die durch zwei Kugellager 58, 59 gelagert ist, welche in einem Lagergehäuse 57 angeordnet sind, das am Teil 36 durch Bolzen befestigt ist, wobei die Welle 56 eine Antriebsscheibe 60 trägt. Die Kammer 55 steht über einen Kanal 61 in der Welle 56 mit einem Anschlußstück 62 für die Dampfzufuhr in Verbindung und ist an ihrem unteren Ende mit einem erweiterten Teil ausgebildet, in dem sich ein Schälrohr 63 befindet, das mit einer in der Welle angeordneten mittigen Auslaßleitung 64 für das Kondensat in Verbindung steht, das sich aus dem zugeführten Dampf bildet, welcher durch Öffnungen 65 aus der Kammer 55 in die Zwischenräume 43 eintritt, in der er unter Wärmeabgabe an die Trennwände 39 kondensiert. Das in den Zwischenräumen gebildete Kondensat wird durch die Öffnungen 65 in die Kammer 55 zurückgeschleudert.

ίο In dem offenen Trog 49 befindet sich ein Schälrohr 66, das mit einem durch die Wandung des oberen Teils 37 geführten Konzentratauslaß 67 in Verbindung steht. Die Kammer 68 zwischen dem Rotor und dem umgebenden Gehäuse ist mit einer Vakuuman-Schlußleitung 69 und mit einem Einlaß 70 für das durch Wärme zu behandelnde Gut versehen, welches durch Verteilungsleitungen 71 in die Zwischenräume eingeleitet wird. Das den Rotor umgebende Gehäuse ist ferner mit einem unteren Auslaß 72 versehen, der normalerweise geschlossen gehalten werden soll. Zwischen der Welle 56 und dem unteren Teil 36 des umgebenden Gehäuses ist ein Dichtungsring 73 angeordnet. Eine ähnliche Dichtung 74 ist zwischen der Welle 56 und dem Anschlußstück 62 angeordnet.

Hierbei ist zu erwärmen, daß zwischen den sich drehenden und feststehenden Teilen bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdampfers oder Wärmeaustauschers keine Dichtungen erforderlich sind, so daß dieses hinsichtlich der Dichtungen einen verhältnismäßig einfachen Aufbau hat.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verdampfer oder Wärmeaustauscher mit einem in einem Gehäuse eingeschlossenen Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor mit einet Anzahl gleichförmiger Trennwände (7,39) versehen ist, die gleichartig und ineinander angeordnet sind, gleichachsig und konisch sind und zwischen welchen sich Kanäle oder Schlitze (10,11, 42, 43) befinden, von denen jeder zweite (10, 42) so angeordnet ist, daß die wärmeaufnehmende Flüssigkeit hindurchfließt, während die übrigen (11, 43) so angeordnet sind, daß das wärmeabgebende Medium hindurchfließt, wobei sich die Einlasse (35, 71) der Kanäle oder Schlitze für die wärmeaufnehmende Flüssigkeit in der Mitte befinden und ihre Auslässe (18,50) am Umfang des Rotors, während sowohl die Einlasse (19, 65) als auch die Auslässe (19, 65) der Kanäle für das wärmeabgebende Medium am Umfang des Rotors angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (18, 50) aus den Kanälen oder Schützen (10, 42) für die wärmeaufnehmende Flüssigkeit in eine Sammelkammer bzw. in ein Sammelgefäß (21, 49) münden, das den Kanälen gemeinsam und mit einem Schälorgan (22, 66) versehen ist, und daß die Sammelkammer (21, 49) sowie die Kanäle oder Schlitze (10, 42) mit einer Vakuumleitung (33, 69) in Verbindung stehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle oder Schlitze (10) und die ihnen zugeordnete Sammelkammer (21) durch Dichtungen (31) von der zwischen dem Rotor und dem umgebenden Gehäuse ein-

geschlossenen Kammer (28) getrennt sind und daß die Kammer (28) mit einem Dampfeinlaß (29) und einem Kondensatauslaß (30) für das wärmeabgebende Medium versehen ist.

4. Vorrichtung nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle oder Schlitze (42) und die ihnen zugeordnete Sammelkammer (49) unmittelbar mit der zwischen dem Rotor und dem umgebenden Gehäuse eingeschlossenen Kammer (68) in Verbindung stehen und daß der Rotor mit einer zusätzlichen Kammer (55) versehen ist, die von der Kammer (68) getrennt ist, und einen mittigen Dampfeinlaß (61, 62) sowie einen ebenfalls mittigen Kondensatauslaß (64) für das wärmeabgebende Medium aufweist, wobei der Kondensatauslaß unmittelbar mit einem Schälorgan (63) verbunden ist, das am Umfang der zusätzlichen Kammer (55) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor aus einer Anzahl von Rotorelementen besteht, die miteinander am Umfang durch eine gemeinsame Dichtungsvorrichtung verbunden skid, wobei jedes dieser Elemente durch zwei Trennwände (7, 39) und Abstandsringe (8, 9, 40, 41), welche die Trennwände am Umfang und in der Mitte miteinander verbinden, gebildet wird, wobei die am Umfang angeordneten Ringe (9, 40) mit Ein- und Auslaßkanälen (18, 19, 50, 65) für das wärmeaufnehmende und das wärmeabgebende Medium, welche Kanäle einander kreuzen, sowie mit Dichtungsringen (17, 46) versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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