DE2428893A1

DE2428893A1 - Heizvorrichtung zum behandeln von synthetischen fasern oder dergleichen mit heizdampf

Info

Publication number: DE2428893A1
Application number: DE2428893A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Oi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-14
Filing date: 1974-06-14
Publication date: 1975-01-09
Also published as: US3967093A; CA1004717A; FR2233084A1; FR2233084B1; BR7404880D0; SU572213A3; NL7407898A; JPS5014901A; CH573483A5; IT1014953B; GB1446247A

Description

Sa 2913 γ

Shigeo Oi, Nagano-shi, Japan

Heizvorrichtung zum Behandeln von synthetischen Fasern oder dergleichen mit Heizdampf

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Heizvorrichtung zum Behandeln von synthetischen Fasern oder dergleichen mit Heizdampf.

Die Heizvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist insbesondere in ihrem Boden mit einem im wesentlichen kleinen Volumen einer Heizflüssigkeit gefüllt und es ist oberhalb des freien Niveaus der Heizflüssigkeit eine Heizdampfkammer ausgebildet.

In den üblichen Heizvorrichtungen dieser Art ist ein seitliches langgestrecktes Heizelement in die Heizflüssigkeit eingetaucht und es wird die umgebende Flüssigkeit zur Erzeugung von Dampf , mit diesem Heizelement erhitzt bis die Temperatur der gesamten

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Flüssigkeit durch Konvektion auf Verdampfungstemperatur angehoben ist. .

Es .benötigt daher eine beträchtlich lange Zeit bis sich die Flüssigkeit in Dampf verwandelt. Obwohl das Erhitzen unterhalb des Niveaus der Flüssigkeit stufenweise durchgeführt wird, erzeugt es auch häufig ein plötzliches Sieden. Hierdurch werden Flüssigkeit stropf en verspritzt, die unmittelbar auf die Wärmetauschfläche der Heizvorrichtung auftreffen, wodurch die Temperatur dieses Teils örtlich erhöht wird. Somit wird hierdurch eine ungleichmäßige Temperaturvertexlung der Heizvorrichtung erzeugt.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Erhitzung des in Berührung mit dem Heizelement befindlichen Films der Heizflüssigkeit durch mit hoher Temperatur arbeitender Wärmeleitung und die unmittelbare Verdampfung der erhitzten Flüssigkeit» ohne deren Zirkulation durch Konvektion zuzulassen.

Ein weiteres Ziel ist die unverzügliche Lieferung von aus der Flüssigkeit erzeugtem Heizdampf zur Dampfkammer, um ein plötzliches Sied.en zu vermeiden.

Ein weiteres Ziel ist die Anordnung eines teilweise freigelegten Heizelements in der Weise, daß sich dessen Oberseite knapp oberhalb dem Flüssigkeitsniveau befindet, und die Vergrößerung der V erdampfung sflache.

Ein weiteres Ziel ist eine derartige Herabsetzung der in das Flüssigkeitsgefäß zu füllenden Flüssigkeit, daß sie wirtschaftlich ist.

Zur Erreichung dieser Ziele ist die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung so gebaut, daß eine im wesentlichen kleine Heizflüssigkeitsmenge in den Boden eines seitlich sich erstreckenden Gefäßes gefüllt und ein Heizelement entlang dem freien Niveau der Flüssigkeit angeordnet wird, wobei das Heizelement mit einer

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Schicht aus porösem Material bedeckt, der untere Teil des porösen Materials in die Flüssigkeit eingetaucht und dessen oberer Teil oberhalb des Flüssigkeitsniveaus freigelegt ist-

Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Schrägansicht einer mit Heizdampf arbeitenden Heizvorrichtung der vorliegenden Erfindung, bei der ein Teil weggeschnitten ist;

Fig, 2 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie IT-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Detailansicht von Fig. 2 mit einem Querschnitt eines Heizelements;

Fig.. U eine Schrägansicht einer mit Heizdampf arbeitenden Heizvorrichtung einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. ϊϊ;

Fig. 6 einen Längsschnitt einer Heizvorrichtung einer weiteren Ausführungsform.

Eine Vielzahl von geschlossenen langgestreckten Behältern 1 ist zueinander in Abstand angeordnet, wobei die oberen Teile der Behälter durch eine seitliche Kondensatabflußrinne 2 und die unteren Teile der Behälter miteinander durch ein Heizflüssigkeitsgefäß 3 verbunden sind. In diesem Gefäß ist ein langgestrecktes elektrisches Heizelement H waagerecht angeordnet, dessen unterer Teil 6 in eine in das Gefäß gefüllte Heizflüssigkeit 5 eingetaucht ist, während der obere Teil 7 des Heizelements oberhalb des freien Niveaus 8 der Heizflüssigkeit einer Heizdampfkammer

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ausgesetzt ist. Dieses elektrische Heizelement 4 ist von einer Schicht aus hitzefestera porösem Material 10 umgeben.

Ein Hohlraum 11 ist zwischen dem Außenumfang des elektrischen Heizelements 4 und dem porösen Material 10 ausgebildet, das teilweise in die Heizflüssigkeit eingetaucht ist. Auf diese Weise wird der Hohlraum mit Heizflüssigkeit 5 gefüllt. Auch der zwischen dem Außenumfang des Heizdrahts 4 und dem porösen Material 10 in dem oberhalb des freien Niveaus 8 der Heizflüssigkeit 5 freiliegenden Teil gebildete dünne Hohlraum 12 ist durch Kapillarwirkung mit Heizflüssigkeit gefüllt. Somit ist die Gesamtoberfläche des elektrischen Heizelements 4 von einem dünnen Film aus Heizflüssigkeit bedeckt.

Da das elektrische Heizelement 4 in sich einen elektrischen Draht 15 und einen hitzefesten Isolator 16 aufweist, wird eine dünne Schicht von Heizflüssigkeit 5 im Hohlraum 12 im Zustand der Flächenberührung mit dem elektrischen Draht erhitzt, wenn dieser von einem elektrischen Strom durchflossen wird und die Temperatur des elektrischen Heizelements 4 ansteigt. Das heißt, eine geringe Menge von filmförmiger Heizflüssigkeit wird leicht durch Wärmeleitung vom Heizelement 4 her erhitzt und die Flüssigkeit wird unverzüglich verdampft und strömt aufwärts in die Dampfkammer

Sobald die Heizflüssigkeit 5 im Hohlraum 12 verdampft ist, wird dieser durch Kapillarwirkung von der Unterseite des Flüssigkeitsniveaus her mit Heizflüssigkeit 5 gefüllt.

Somit finden das Verdampfen des dünnen Films der Heizflüssigkeit 5 im Hohlraum 12 und die Speisung der Flüssigkeit in diesen Hohlraum hinein durch Kapillarwirkung gleichzeitig statt und werden kontinuierlich ausgeführt*, worauf die Dampfkammer 9 stets mit Heizdampf gefüllt wird und Kanäle 14 ihrerseits in einer Vielzahl von mit der Dampfkammer 9 in Verbindung stehenden langgestreckten Behältern 1 mit Dampf gefüllt werden. Mit der Wärme

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des Heizdampfs im Dampfkanal 14 des geschlossenen langgestreckten Behälters 1 wird das die Wärmetauschfläche 17 berührende behandelte Material gleichförmig erhitzt.

In diesem Augenblick wird der Heizdampf wieder zu Kondensat verflüssigt und fällt entlang dem Behälter 1 zurück in das Heizmittelgefäß 3. Daher bleibt das Gesamtvolumen der Flüssigkeit 5 jederzeit unverändert. Somit ist es nur mit einem derartigen Volumen ausreichend, bei dem der untere Teil 6 des elektrischen· Heizelements 4 in der Flüssigkeit eingetaucht ist. Dies ist in der Tat wirtschaftlich, da im wesentlichen nur ein sehr kleines Volumen der Flüssigkeit zum Bewirken einer Erhitzung erforderlich ist.

In der Wärmetauschfläche 17 der entsprechenden langgestreckten geschlossenen Behälter 1 können zum Führen von behandeltem Garn Nuten 18 ausgebildet sein." Ein enges Rohr 20 verbindet den oberen Teil des entsprechenden langgestreckten Behälters 1 mit der waagerechten Kondensatabflußrinne 2, so daß der Druck innerhalb der Behälter 1 gleichmäßig wird. Ein gedrosselter Teil 21 ist . in jedem engen Rohr 19 vorgesehen, so daß der im oberen Innenraum jedes Behälters 1 verbleibende Dampf mit niederem Siedepunkt durch Venturiwirkung in die waagerechte Kondensatabflußrinne 2 eingeführt wird. -

Da die Kondensatabflußrinne 2 weniger wärmeisoliert ist als die anderen Teile, wird ihre Temperatur beim natürlichen Abkühlen von der Außenseite her niedriger, so daß ihr Innendruck abfällt, worauf der Heizdampf in den Behältern 1 in die Kondensatabflußrinne 2^una darin der Dampf zu Flüssigkeit kondensiert wird..Das verflüssigte Heizmittel kehrt zum langgestreckten Heizflüssigkeit sgefäß 3 zurück.

Die in Fig. 4 gezeigte Heizdampferzeugungsvorrichtung enthält ein zylindrisches Heizmittelgefäß 23, das in seinem Boden mit

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Heizflüssigkeit 5 gefüllt ist. In diesem Behälter 23 ist ein teilweise in der Flüssigkeit eingetauchtes ringförmiges Heizelement 24 vorgesehen. Der obere Teil des Heizraittelbehälterβ 23 ist über eine Rohrleitung 25 mit einem Wärmetauscher 26 verbunden, während der untere Teil des Heizmittelbehälters 23 über eine Rücklaufrohrleitung 29 mit dem Wärmetauscher 26 verbunden ist. Die in Fig. >t und 5 mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1-3 versehenen Teile führen die gleichen Funktionen aus.

Eine weitere in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform enthält ein Heizmittel gefäß 33, in dessen Mitte eine Heizkammer 3H ausgebildet ist, in die das wärmebehandelte Material eingesetzt wird, während der Umfang der Heizkammer 34 eine Wärmetauschfläche 35 bildet. In Fig. 6 führen die Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig, 1-5 die gleichen Funktionen aus.

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Claims

' Pat entansprüche

1. Mit Heizdampf arbeitende Heizvorrichtung mit einem Heizflüssigkeitsgefäß, in dessen Boden eine Heizflüssigkeit gefüllt ist, und mit einer Heizdampfkammer oberhalb des Niveaus der Heizflüssigkeit, gekennzeichnet durch ein elektrisches Heizelement, das entlang dem freien Niveau der Heizflüssigkeit im Heizmittelgefäß angeordnet ist,und durch eine Schicht aus das elektrische Heizelement bedeckendem hitzefestem porösem Material, von der ein Teil in der Heizflüssigkeit eingetaucht und von der der andere Teil oberhalb des Niveaus der Heizflüssigkeit freigelegt ist.

2. Mit Heizdampf arbeitende Heizvorrichtung für synthetische Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus hitzefestem porösem Material aus einem Drahtgewebe hergestellt ist.

3. Mit Heizdampf arbeitende Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizflüssigkeitsgefäß seitlich sich erstreckend ausgebildet ist, womit die unteren Teile einer Vielzahl von geschlossenen senkrecht sich erstreckenden Behältern in Verbindung stehen, während die oberen Teile der geschlossenen senkrecht sich erstreckenden Behälter mit einer seitlich sich erstreckenden Kondensatablaufrinne . verbunden sind.

H. Heizvorrichtung für synthetische Fasern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Teile der senkrecht sich erstreckenden Behälter und der seitlich sich erstreckenden Kondensatablaufrinne durch Rohre miteinander verbunden sind.

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5. Heizvorrichtung für synthetische Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Teile der geschlossenen senkrecht sich erstreckenden Behälter und der seitlich sich erstreckenden Kondensatablaufrinne über Rohre miteinander verbunden sind, wobei jedes Rohr einen gedrosselten Teil aufweist.

6. Heizvorrichtung für synthetische Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlich sich erstreckende Ablaufrinne und das Heizflüssigkeitsgefäß mit einer Rücklaufrohrleitung verbunden sind.

7. Mit Heizdampf arbeitende Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizflüssigkeitsgefäß zylindrisch ausgebildet ist, daß dessen Dampf/ mxt einem Wärmetauscher verbunden ist, und daß der Wärmetauscher und die Heizflüssigkeitskammer durch eine Rücklaufrohrleitung miteinander verbunden sind.

8. Mit Heizdampf arbeitende Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizflüesigkeitsgefäß zylindrisch auegebildet ist, und daß an dessen Mitte eine von einer Wärmetauschfläche umgebene Heizkammer vorgesehen ist.

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