DE1751779A1 - Vorrichtung zum Verdampfen von Fluessigkeiten bei tiefen Temperaturen - Google Patents
Vorrichtung zum Verdampfen von Fluessigkeiten bei tiefen TemperaturenInfo
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Description
, iiir,v LINDEAKTIENGESELLSCHAFr
H 68 55
23. Juli ^ Jk/hf
DIe Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdampfen von
Flüssiggasen bei tiefen Temperatuen mit mindestens einem beheizten
Rohr.
Es :;ind Vorrichtungen bekannt, bei denen das Flüssiggas In
glatten« von einem Wanawaseerbad umgebenen Rohren verdampft wird,
Diese Vorrichtungen haben den Nachteil* daß uich während des
VerdampfungaVorganges infoige der großen Temperaturunterschiede
zwischen den Rohrinnenflächen und dem zu verdampfenden Flüssiggas ein den WArs»austaueoh behindernder Dampffilm bildet und
demzufolge für die Verdampfung einer bestimmten Menge Flüssiggas verhältnismäßig große Heizflächen installiert werden müssen,
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine la Aufbau einfache Vorriohtung zu entwickeln, alt welcher in wirtschaftlicher
Welse Flüssiggase bei tiefen Temperaturen verdaapft werden
können.
Diese Aufgabe wird erflndungageaäB dadurch gelöst, daß aui
der von Flüssiggas beaufschlagten Seite der Rohrwand la Verhältnis
zur Rohrlänge kurze Anlaufetrecken bildende Turbulenzerzeuger
aneinandergereiht sind.
Die erfindungegemäß· Vorrichtung seiohnet sloh durch
einen hohen Wirkungsgrad bei gleichzeitig raumsparender Bauweise aus.
Qenäß einer vorteilhaften Ausbildung des Erfindungsgedankens
1st die vom Flüssiggas beaufschlagte Seite der Rohrwand
die Rohrinnenfläche, zu deren Vergrößerung die Turbulenzerzeuger
gut wärmeleitend mit der Rohrwand verbunden sind.
Bei einer vorteilhaften AusfUhrungeform der erflndungsgemäflen
Vorriohtung sind in day von außen behm z te Rohr ebene
oder gebogene, gegeneinander versetzte Bleche in Ströaungsrlohtung
oder unter einem Winkel von maxiaal %5° zur Strommngsrlohtung
als Turbulenaerzeuger eingebaut.
Bei einer anderen besonders bevorzugten Ausftthrungsform
der erfindungsgeaäßen Vorriohtung sind in das Rohr gewellte Blechstreifen
oder Bleohbänder als Turbulenzerzeuger eingebaut. In diese« Fall haben sich regelmäßig gewellte und wendelförmig In
das Rohr eingelegte Blechstrelfen oder Bleohbänder, deren Wellen-
109819/0422
amplituden Abmessungen von IO bis 45 % des Rohrdurchmessers,
vorzugsweise 30 bia 35 % de· Rohrdurohraeseere, besitzen, als
günstig erwiesen.
Al· Turbulenzerzeuger können aber auch Drahtwendeln oder
Doppeldrahtwendeln in da· von außen beheizte Rohr eingebaut sein.
Die Breit· der Turbulenzerzeuger ist in Strömungerichtung
vorteilhafterweiee auf maximal 2 Rohrdurchmesser, vorzugsweise
0,3 Ronrdurchmeseer, beschrankt.
Mach ein··! weiteren Merkmal der Erfindung ist die beheizte
Rohraußenfläche alt Querrippen, durchgehenden oder unterteilten Längerippen oder dergl. versehen, die die Rohraußenfläche um
maximal 600 %, vorzugsweise 100 bis 4oo£, vergrößern.
Qemäfl einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindung« gedankens
sind mehrere Rohre zu Bündeln zusammengefaßt, parallelgeschaltet und in einem Behälter oder Strömung·kanal mit bewegtem
Heizmediua horizontal oder vertikal angeordnet, wobei zur Bewegung
und Erwärmung des Heizmediums Mittel zu« Einblasen heißer Oase, beispielsweise Tauchflammenbrenner, vorgesehen sind. Zur Bewegung
und Erwärmung de· Heizmedlumu können mit Vorteil auch Mittel zum
Einblasen eines Qasgemlsohes, beispielsweise Luft, mit Wasserdampf
oder Mittel zur Einleitung von Wasserdampf in da· Heizmedlura und/
oder zur mechanischen Umwälzung des Heizmediums vorgesehen sein. Um eine geregelte Zirkulation de· Helzmedlumü in dem Behälter oder
fUrömungekanal Bioherzustellen, let dieser zweokaäßlgerweibe durch
mindestens eine Trennwand in miteinander in Verbindung stehende Räume unterteilt. ,
If) 9 Π 19/042?
_ 4 _ LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
Naoh einem weiteren Merkmal der Erfindung 1st der Behälter oder Strömungskanal mit Wasser als Helzmedium gefüllt.
Unter Umständen kann es von Vorteil sein« das flüssiggasführende
Rohr bzw. die Rohrbündel anstatt mit Hilfe eines bewegter) erwärmten Flüssigkeitsbades elektrisch oder mittels kondensierendem.
Dampf« beispielsweise Wasserdampf» zu beheizen und an dem das Rohr bzw. die Rohrbündel aufnehmenden Behälter oder Strömungskanal
Mittel zur Zufuhr der elektrischen Energie bzw. des Heizdampfes vorzusehen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung können den In den
Zeichnungen sohematlsoh dargestellten AusfUhrungsbelsplelen entnommen
werden. Ss zeigern
Flg. 1a und 1b ein Verdampferrohr einer AusfUhrungsform der er-
Flg. 1a und 1b ein Verdampferrohr einer AusfUhrungsform der er-
findungsgemäfien Vorrichtung im Längs- und Querschnitt«
Pig. 2a und 2b ein Verdampferrohr einer anderen Ausführungsform
der erfindungsgemäflen Vorrichtung im Längs- und Querschnitt
Flg. 2 eine mit Verdampferrohren gemäB Pig, 1a und 1b ausgestattete
AusfUhrungsform der erfindungsgemäeen Vorrichtung im
Aufriß,
Fig. 4 den QrundriS der in Pig. 3 gezeigten Ausführungsform«
Pig. 5 eine mit einem dampfbeheizten Wasserbad und einer Umwälzelnriohtung
für das Wasser ausgestattete Aueftthrungsform der erfindungsgemäBen Vorrichtung im Querschnitt und
Flg. 6 eine mit Tauohflammenbrennern für die Beheizung des Wasserbaues
ausgestattete AusfUhrungsform der erfindungsgemäeen Vorrichtung Im Querschnitt.
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Das in den Figuren 1a und 1b dargestellte Verdampferrohr 1 be*
sitzt auf seiner vom Heismedium beaufschlagten Rohrauflenflache 2
Querrippen 3. In das Verdampferrohr 1, in dem die Verdampfung
des Flüssiggases erfolgt, ist ein regelmäßig gewelltes Blechband
4 wendelförmig eingebaut, und zwar so, dafl die Wellen der in
Strömungsriohtung aufeinanderfolgenden Windungen 5 gegeneinander versetzt sind. Das gewellte Blechband 4, dessen Wellenamplitude^
ebenso wie die Breite ein Drittel des Rohrdurohnessers betragen,
ist an seinen Berührungsstellen mit der vom Flüssiggas beaufschlagten RohrInnenfläche 6 mit der Rohrwand verlötet. Dieue
Lötung kann beispielweise durch gleichmäßige Erwärmung des Verdampferrohres
in einem Salzbad erfolgen, nachdem das gewellte Blechband 4, das su diesem Zweck mindestens teilweise mit einer
Lötmetailsohioht versehen ist, wendelförmig in da« Rohr 1 eingelegt
worden ist.
Das in den Figuren 2a und 2b dargestellte, mit Mußeren
Querrippen 2 versehene Verdampferrohr 1 besitzt anstelle des gewellten
Blechbandes 4 in seinem Inneren eine Vielzahl von gebogenen Blechstreifen ö, die gegeneinander versetzt In Strömungsriohtung
aneinandergereiht und an den BerUhrungsstellen mit der
vom Flüssiggas beaufschlagten Rohrinnenflache 6 mit der Rohrwand
verlötet bzw. gut wärmeleitend verbunden sind. Die Breite der Blechstreifen in Strömungsriohtung beträgt bei diesem Ausführung«-
bel^piel ebenfalls ein Drittel des Rohrdurohmessere.
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_ ύ LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
Bei der Beaufschlagung der in den Figuren 1a, Ib und 2a, 2t
dargestellten Rohre 1 mit zu verdampiendem Flüssiggas werden
! durch die Blechbänder 4 bzw. Blechstreifen ο infolge ihrer Anordnung
und Abmessungen kurze In Strömungsrichtung aufeinanderfolgende
Anlaufstrecken erzeugt, so daß der bei der Verdampfung des
Flüssiggases an der Rohrinnenfläche auftretende, den Wärmeaustau:-et
' behindernde Dampffilm fortwährend aufgerissen und damit die Wärmedurchgangszahl
wesentlich erhöht wird.
Die in den Figuren } und 4 im Aufriß bzw. Grundriß dargestellte
AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen Verrichtung besteht aus mehreren, zu zwei in einem gewissen Abstand nebeneinanderangeordneten
Bündeln 10, 11 zusammengefaßten, parallelgeschalteten Verdampferrohren 1 gemäß den Figuren 1a und 1b, die in einem prismatischen Behälter 1j>
mit bewegtem Warmwasserbad 14 horizontal !eingesetzt sind. Von einer Darstellung der Einrichtungen zur Bewe-IIgung
und Erwärmung des Wasserbades ist bei diesem Ausführungsbeispiel
aus Gründen der Übersichtlichkeit abgesehen worden. ■ Die Verdampferrohre 1 sind an Ihrem einen Ende an untereinandergestaffelte,
horizontale Verteilerrohre 15« 16 und an Ih-
; rem anderen Ende an untereinandergestaffelte, horizontale Sammel-'
rohre 17, 1M angeschlossen. Die horizontalen Verteilerrohre 15» 16
bzw. die horizontalen Sammelrohre 17* Ib1 stehen ihrerseits über
zwischen den Rohrbündaln 10, 11 angeordnete vertikale Verteilerroh«
; re 19, 20 bzw. über ein ebenfalls zwischen den Rohrbündel 10, 11
!angeordnetes vertikales Sammelrohr 21 mit einer der Zufuhr des /u
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verdampfenden Flüssiggases bzw, den Abzug des verdampften Flüssiggases
dienenden Sammelleitung 22 bzw. 2} in Verbindung.
Fig. 5 zeigt in Querschnitt eine Ausführungsform einer
erfindungsgemMIen Vorrichtung mit einen dampfbeheizten Wasserbad
und eine Einrichtung zur Umwälzung des Wassers. Bei dieser Ausί 1Uhrungsform
1st ein das Wasserbad 25 enthaltender prismatischer Behälter 26 durch zwei linksgerichtete Zwischenwände 27 in drei
Strömungräume 2b« 29, 30 unterteilt, die entlang des Behälterbodens
und der Behälterdecke miteinander in Verbindung stehen. Im mittleren Strönungsraum 29 befindet sich ein aus horizontal angeordneten Verdampferrohren 1 gemäfl den Figuren 1a, 1b oder 2a, 2b
bestehendes Rohrbündel 32, das stirneeltig mit druckfesten Rohrböden
und Verteilerhauben 33 versehen ist. Das zu verdampfende Flüssiggas wird auf der einen Seite über eine Leitung 3* der einen
Verteilerhaube 33 zugeführt, in dem Rohrbündel 32 im Wärmeaustausch
mit dem am Rohrbündel 32 vorbeig#führt«.n warmen Wasser
verdampft und auf der anderen Seite des Rohrbündelβ 32 aus der
anderen Verteilerhaube über eine nlohtdargestellte Abzugsleitung
gasförmig abgezogen. Die Umwälzung des Wasserbades erfolgt mittels
einer Pumpe 35« die in Bereich der außenliegenden StrömungsrKume
28, 30 Über auf deren Länge verteilte Abzugestutzen 36 und mit
den Abzugsstutzen 36 verbundene* auSeu an dem Behälter 26 angebrach
te Sammelleitungen 37 Wasser aus dem oberen Teil des Wasserbaues
absaugt und diese« Über Verteilerleitungen 38 in den mittleren
Strömungeraum 29 von oben wieder einspeist.
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, LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
Auf di*e· W«iee wird dem Wasser ein« definierte« in mittleren
StrBmungsraum 29 von oben naoh unten und In den auSenllegenden
Strumungsräumen 28, 30 von unten naoh oben gerlohtete Strömung
mitgeteilt. Die SrwMmung des Wasserbaues erfolgt Mittels Wasserdampf.
Zu diesen Zweck sind im unteren Teil der beiden außenliegenden
Strömungeräume 28, 30 in deren Längsriohtung sloh erstreklcende
Dampfverteilerrohre 39 vorgesehen, aus denen der Wasserdampf
über Dampfvertellerdtlsen 40 in das Wasserbad einströmt.
Die DampfverteilerdUsen 40 sind auf der der BehMlterdecke zugekehrten
Seite der Dampfvertellerleitungen 29 in bestimmten Abständen
voneinander über deren Länge verteilt. PUr die Aöeltung
UbersohUssigen Wassers besitzt der Behälter 26 im Bereich der
oberhalb des außenliegenden Strömungsraumes 28 befindlichen Behälterecke
auf seiner Schmalseite einen Überlaufstutzen 41.
An der den überlaufstutzen 41 aufweisenden Schmalseite
besitzt der Behälter 26 außerdem im Bereich der Behälterdeck:·
einen Einlaufetutzen 42, Über den er mit Wasser aufgefüllt wird
und im Bereich des Behälterbodens einen Ablaufstutzen 4} für
seine Entleerung.
Flg. 6 zeigt im Querschnitt eine AusfUhrungsform der
erflndungsgemäflen Vorrichtung, bei der als Heismedium dienendes
Wasser mittels heißer Oase erwärmt und bewegt wird. Bei dieser Ausftthrungsform sind in einem prismatischen Behälter 45 zwei in
dessen Längsriohtung sieh erstreckende Zwischenwände 46 eingesogen
die das Behälterinnere In drei parallele, im Bereloh des Behälterbodens
und der Behälterdecke miteinander In Verbindung stehende
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BAD ORIGINAL
Ströraungaräume 47, 48, 49 unterteilen. In den beiden außenliegenden
Strumungsräumen 47, 49 sind Jeweils zwei in ein·» bestimmten
Abstand übereinander angeordnete Rohrbündel 30 höri»ontal eingebaut«
die etlrneeitig mit druokfesten Rohrboden und Verteilerhauben
versehen «Ind. Die in den Rohrbündeln 50 zusammengefaßten Verdampf
errohre 1* die einen Durchmesser\on 3 bit 30 rom, vorzugsweise
^O bis 4o im und eine Länge von 30 bis 300 Rohrdurohmessern,
vorzugsweise 100 bis 200 Rohrdurchmessen!, aufweisen, entsprechen
in ihren Aufbau de« in den Figuren 1a und 1b dargestellten Verdampferrohr.
In der Mitte des mittleren, von den beiden Zwischenwänden
46 seitlich begrenzten Strömungaraumes 48 befinden sich zwei
in einem bestirnten Abstand voneinander vertikal angeordnete Tauohflammenbrenner 32* die beispielsweise nit CH^ oder Cl betrieben
werden. Von den de» Behälterboden benachbarten Brennerteilen führen Zweigleitungen 33 zu mit Bohrungen versehenen Verteilerleitungen
34 für die von den Tauchflammenbrennem 32 kommenden Rauchgase,
die »ich in den aufienllegenden Strömung*räumen 47, 49 1« Bereich
des Behälterboden parallel zu den Rohrbündeln 50 erstrecken.
Un eine gleichnäiige Beaufschlagung der Verdaapferrohre 1 zu erreichen,
können anstelle der mit Bohrungen versehenen Verteilerleitungen 34 für die heiflen Rauchgase auoh fliebkästen eingebaut werden
Während des Betriebes der Verdampfervorrichtung, die mit einer temperaturgasteuerten Regeleinrichtung für Druckluft
und Brennstoffzufuhr sowie mit einem wasseretandealara ausgerüstet
ist, wird das zu verdampfende Flüssiggas mit einem Druck von bei-
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- 10 -
spielswelse 70 atU In die Verteilerhauben auf der einen Seite
d(tr Rohrbündel 50 eingespeist, in den VerAaapferrohren 1 der RohrbUndtl
30 la WMraeaustausch «it dm In den auBenllegenden striJ-aungsrVuaen
47, 49 von unten naoh oben an den Verdsapferrohren 1
vorbeigeführten waraen Wasser verdaapft und aus des Verteilerhauben
auf der anderen Seit· der Rohrbündel 50 daapffOralg abgesogen.
Das la Bereloh der BehlXterdeoke aus den aulenllegenden Strömungarkuaen
Kj, 49 austretende Wasser stroat Xm Mittleren ströeungsraua
48 surttok, tritt la Bereloh des BehMlterbodens wieder in die
auflenllegenden StröaungsrMume 47, 49 ein und wird dort duroh die
aus den Bohrungen der Verteilerrohr· 54 in das Wasserbad Übertretenden
heiSen Rauohgas· erwKrat, ua darauf erneut an den Verdaapfer
rohren 1 vorbelgefOhrt su werden.
Die vorbesohrlebenen AusfQhrungsforaen der erflndungsgealtien
Vorrlohtung Belohnen sloh durch ein·» hohen Wirkungsgrad
und Ihr· rauasparende Bauwelse aus# da RohrlMngen von 10 % der
bei den bekannten Verdaapfern alt glatten Verdaapferrohren erforderlichen
RohrlKngen ausreichend sind.
17 Patentanspruchs
4 Blatt Zeichnungen
4 Blatt Zeichnungen
109819/0422 bad original
Claims (1)
- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT (H 442) Hήή 2?. Juli I968Jk/hf1. Vorrichtung zum Verdampfen von Flüssiggasen bei tiefen Tempera· türen mit mindestens einen beheizten Rohr, dadurch gekennzeichnet« daB auf der vom Flüssiggas beaufschlagten Seite der Rohrwand im Verhältnis zur Rohrlänge kurze Anlaufstrecken bildende Turbulenzerzeuger (4, 8) aneinandergereiht sind.2. Vorrichtung nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet« daß die vom Flüssiggas beaufschlagte 3elte der Rohrwand die Rohrinnenfläche (6) 1st und die Turbulenzerzeuger (4, B) gut wärmeleitend mit der Rohrwand verbunden sind.3. Vorrichtung nach Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das von außen beheizte Rohr (l) ebene oder gebogene, gegeneinander versetzte Bleche (8) in Strömungsriohtung oder unter einem Winkel von maximal 45° zur Stromungsrichtung als Turbulenzerzeuger eingebaut sind·4. Vorrichtung nach Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, dafi in das von aufien beheizte Rohr (1) gewellte Blechstreifen oder BleohbXnder (4) als Turbulenzerzeuger eingebaut sind.109819/0422LINDE AKTIENGESELLSCHAFTSVorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen oder Blechbänder (4) regelmäßig gewellt und wendelförmig In date Rohr (l) eingebaut sind.6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenamplltuden der Blechstreifen oder Bleohbänder (4) Aboes-,j sungen von 10 bis 45 % des Rohrdurchnessers, vorzugsweise JK) bis 35 % des Rohrdurohmessers, besltsen.\t, Vorrichtung nach einen oder Mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzerzeuger (4, 8) In Struaungsrlchtung eine Länge von naxlnal zwei Rohrdurohmessern, vorsugswelse 0,3 Rohrdurohnessern, besltsen.I). Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennselchnet, dai In das Rohr Drahtwendeln oder Doppeldrahtwendeln als Turbulenzerzeuger eingebaut sind.j). Vorrichtung nach eine« oder aehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dafl die beheizte Rohraulenfläche (2) mit Querrippen (3)# durchgehenden oder unterteilten Längsrippen oder dergl. versehen 1st, die die Rohraußenflache (2) ua maximal 600 %, vorzugsweise 100 bis 400 %, vergrößern.109819/0422BAD ORIGINAL1}LINDE AKTIENGESELLSCHAFT10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprtlohe 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrer· Rohre (1) zu Bündeln (10, 11; 32j 50) zusammengefaßt, parallelgesehaltet und in einen Behälter (13, 26, 45) oder Strömungekanal mit bewegtet Heizmedium horizontal angeordnet sind.11. Vorrichtung nach eine· oder mehreren der Ansprüohe 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dai mehrere Rohr· (1) zu Bündeln xu-•ammengefaÄt, parallelgeichaltet und in einem Behälter oder φ Strömungekanal mit bewegtem Heizmedium vertikal angeordnet sind«12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung und Erwärmung des Heizmediums Mittel zum Einblasen von helfen Qmmmn (52, 53* 5*) vorgesehen sind.13. Vorrichtung nach Anapruoh 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,daß zur Bewegung und Erwärmung dea Heizmediums Mittel zum j| Einblasen eine· Oaagemleohe·, beispielsweise Luft, mit Wasserdampf vorgesehen sind.14. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dafi MIttel zur Einleitung von Wasserdampf in das Heizmedium (39f 40) und/oder zur mechanischen Umwälzung des Heizmediume (35, 36, 37» 38) vorgesehen sind.1 0 9 8 1 9 / 0 U 2 2LINDE AKTIENGESELLSCHAFT15. Vorrichtung nach einen oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet« daß der das Heiznediun enthaltende Behälter (26, 45) durch mindestens eine Zwischenwand (27, 46) In miteinander In Verbindung stehende StrOnungarttume unterteilt let.16· Vorrichtung nach einen oder Mehreren der Ansprüche 10 bis 13« daduroh gekennzeichnet» da· das Heiznedlun Wasser 1st·17· Vorrichtung nach einen oder eehreren der Ansprüche 2 bis 9* daduroh gekennzeichnet, dal das Rohr von kondensierenden Deapf, belspielsiMie· Wasserdanpf al· Helsaedlun ungeben 1st.109819/0A22BAD ORIGINAL4$Leerseite
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