DE3941278A1

DE3941278A1 - Vertical tube evaporator - gives improved separation of droplets from the product vapour in compact a unit

Info

Publication number: DE3941278A1
Application number: DE19893941278
Authority: DE
Inventors: Erwin Dr Ing Hess; Ulrich Dr Ing Kohler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-12-14
Filing date: 1989-12-14
Publication date: 1991-06-20

Abstract

In a vertical-tube evaporator, the lower tube plate is of a smaller dia. than the upper one and is connected to an inner cylinder which surrounds the tubes and encloses a chamber, This inner cylinder is attached to the upper tube plate and an annular space exists between the inner cylinder and the evaporator shell. This annular space is fitted with a horizontal divider plate below the level of the steam inlet and is divided into a steam chamber and a vapour chamber which connects to the lower vapour space. The vapour outlet is located just below the divider plate and the lower tube plate is provided with a central downward condensate pipe which passes the floor of the evaporator. Guide vanes are provided in the vaour chamber. USE/ADVANTAGE - New design of vertical tube evaporator e.g. are used to concentrate solns. or suspensions, esp. in the sugar industry. An evaporator of simple construction is provided in which the separation of droplets from the vapour is improved, the overall height of the unit is reduced and cost of construction is minimised.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fallstromverdampfer mit einem Behältermantel, einem oberen und einem unteren Behälterboden, einem oberen und einem unteren Rohrboden mit darin eingelassenen Verdampferrohren, einem oder mehreren Dampfzuführstutzen, sowie einem oberen Brüdenraum mit Entgasungsstutzen und einem unteren Brüdenraum ebenfalls mit Entgasungsstutzen, mit einer Saftzuführung und einem Brüdenabzug. Solche Verdampfer dienen dazu, Lösungen oder Suspensionen durch Verdampfen eines Teils der darin enthaltenen Flüssigkeit zu konzentrieren. Mit derartigen Verdampfern wird insbesondere in der Zuckerindustrie der Saft eingedickt.The invention relates to a downflow evaporator a container jacket, an upper and a lower Tank bottom, an upper and a lower tube sheet with evaporator tubes embedded in it, one or several steam supply pipes, as well as an upper one Vapor room with degassing nozzle and a lower one Vapor room also with degassing nozzle, with one Juice supply and a vapor extraction. Such vaporizers serve to evaporate solutions or suspensions part of the liquid contained therein focus. With such evaporators especially in the sugar industry, the juice thickened.

Es sind Fallstromverdampfer bekannt, bei denen die Brüdenkammer den unteren Teil der Heizkörper ringförmig umgibt (beschrieben beispielsweise in DE-GM 19 92 031). Diese Ausführungsform hat den Nachteil, daß aufgrund des vergrößerten Brüdenraumdurchmessers der Platzbedarf solcher Verdampfer sehr groß ist, wobei die Tatsache, daß dies besonders für die Grundfläche gilt, am schwersten ins Gewicht fällt.Downflow evaporators are known in which the Vapor chamber the lower part of the radiator ring-shaped surrounds (described for example in DE-GM 19 92 031). This embodiment has the disadvantage that due to the enlarged vapor space diameter the space requirement such an evaporator is very large, the fact that this applies particularly to the base area, on heaviest.

Zur Verringerung des Grundflächenbedarfes wurden Fallstromverdampfer mit durchgehend gleichem Durchmesser konstruiert (ein Beispiel dafür ist DE-AS 11 14 784). Bei dieser Art Verdampfer wird der zu konzentrierende Saft als entspannter Saft in den Verdampferkopf eingeführt und auf die Verdampferrohre verteilt. Mit dem innerhalb der Brüdenkammer vorgesehenen Abscheider werden die Tropfen des konzentrierten Saftes von den Brüden abgeschieden. Ein weiteres Beispiel eines Fallstromverdampfers mit Abscheider innerhalb der Brüdenkammer ist aus US-PS 44 15 407 bekannt.To reduce the floor space requirements Downflow evaporator with the same diameter throughout constructed (an example of this is DE-AS 11 14 784). In this type of evaporator, the one to be concentrated Juice as a relaxed juice in the evaporator head introduced and distributed to the evaporator tubes. With the separators provided within the vapor chamber the drops of the concentrated juice from the Brothers separated. Another example of one Downflow evaporator with separator inside the Vapor chamber is known from US-PS 44 15 407.

Der bei der Zuckerherstellung aus der Saftfabrikation ankommende Saft muß entspannt werden, bevor er in den Fallstromverdampfer eingeführt wird. Entweder wird der Saft außerhalb des Fallstromverdampfers oder aber innerhalb des Verdampferkopfes entspannt. Im letzteren Falle muß der Verdampferkopf gegenüber der Heizkammer mit einem größeren Durchmesser ausgebildet werden. Eine Weiterentwicklung stellt demgegenüber ein Fallstromverdampfer nach DE-PS 34 09 658 dar. Bei diesem Fallstromverdampfer ist bei reduziertem Platzbedarf eine Entspannung des überhitzten Saftes in der Brüdenkammer vorgesehen, in der gleichzeitig mit einfachsten Mitteln eine Trennung der Brüden vom konzentrierten Saft durchgeführt wird.The one in sugar production from juice production arriving juice must be relaxed before entering the Downflow evaporator is introduced. Either the Juice outside the downdraft evaporator or else relaxed within the evaporator head. In the latter Case the evaporator head must face the heating chamber be formed with a larger diameter. A In contrast, further development stops Downflow evaporator according to DE-PS 34 09 658. In this Downstream evaporator is one with a reduced space requirement Relaxation of the overheated juice in the vapor chamber provided in the same time with the simplest means a separation of the vapors from the concentrated juice is carried out.

Nachteil der bekannten Fallstromverdampfer ist, daß eine wirksame Abscheidung der Safttropfen aus den Brüden entweder mit erhöhtem Platzbedarf, der besonders störend ist, wenn er sich als Stell- oder Grundflächenbedarf auswirkt, oder mit hohem konstruktivem und technischem Aufwand erkauft werden muß.The disadvantage of the known downdraft evaporators is that a effective separation of the juice drops from the vapors either with increased space requirements, which is special is annoying if he turns out to be a positioning or Footprint affects, or with high constructive and technical effort can be bought got to.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Mitteln die Tropfenabscheidung aus den Brüden zu verbessern, die Bauhöhe zu minimieren und gleichzeitig die Herstellkosten zu senken.The invention has for its object with simple constructive means the droplet separation from the Improve vapors, minimize the overall height and reduce manufacturing costs at the same time.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Fallstromverdampfer der eingangs beschriebenen Art der untere Rohrboden im Durchmesser kleiner als der obere Rohrboden ausgeführt und mit einem Innenmantel verbunden ist, der die Verdampferrohre umschließt, daß dieser Innenmantel an der Unterseite des oberen Verdampferbodens befestigt ist und mit dem Behältermantel einen Ringraum bildet, daß unmittelbar unterhalb des Dampfzuführstutzens zwischen Behältermantel und Innenmantel ein Trennblech angeordnet ist, das den Ringraum in eine Dampfkammer und eine Brüdenkammer unterteilt, wobei letztere mit dem unteren Brüdenraum in Verbindung steht und daß der untere Rohrboden mit einem nach unten durch den unteren Behälterboden hindurchgeführten, zentrischen Kondensatrohr verbunden ist.This object is achieved in that Downflow evaporator of the type described above lower tube sheet smaller in diameter than the upper one Pipe base executed and connected with an inner jacket that encloses the evaporator tubes that this Inner jacket at the bottom of the top Evaporator bottom is attached and with the Container jacket forms an annulus that immediately below the steam supply pipe between A separating plate is arranged in the container jacket and the inner jacket is that the annulus into a steam chamber and a Vapor chamber divided, the latter with the lower Vapor room communicates and that the lower one Tube bottom with one down through the bottom Centric through the bottom of the container Condensate pipe is connected.

Bei einem Fallstromverdampfer dieser Art ergeben sich insbesondere bei großen Baueinheiten eine Reihe entscheidender Vorteile. Zunächst wird entsprechend der Aufgabenstellung eine optimale Abscheidung ohne mechanische Einbauten dadurch erreicht, daß das Volumen des für die Abscheidung der Safttropfen zur Verfügung stehenden Raumes dadurch wesentlich vergrößert wurde, daß der untere Rohrboden nicht bis zum Behältermantel reicht und mit diesem fest verbunden ist. Der untere Rohrboden ist an einem Innenmantel befestigt und wird von diesem getragen. Der Ringraum zwischen Behälter- und Innenmantel, die Brüdenkammer ist oben von einem Trennblech begrenzt und steht unten offen mit dem unteren Brüdenraum in Verbindung. Dadurch wird dieser Brüdenraum vergrößert, da der Brüdenabzug unmittelbar unterhalb des Trennbleches angeordnet ist. Für die statische Tropfenabscheidung in einem Fallstromverdampfer ist neben der absoluten Größe des Volumens insbesondere die Höhe des Brüdenraumes entscheidend. Diese Höhe wird bei dem erfindungsgemäßen Fallstromverdampfer um den Faktor 3 bis 4 gegenüber den üblichen Ausführungen vergrößert, wodurch die Abscheidung entscheidend verbessert wird. In a downflow evaporator of this type especially in the case of large units decisive advantages. First, according to the Optimal separation without mechanical internals achieved in that the volume available for the separation of the juice drops standing space has been significantly enlarged, that the lower tube plate does not reach the container jacket is enough and is firmly connected to it. The lower The tube sheet is attached to an inner jacket and is carried by this. The annulus between container and Inner jacket, the vapor chamber is on top of one Partition limited and is open at the bottom with the lower vapor room in connection. This will make this Vapor room enlarged because the vapor withdrawal is immediate is arranged below the divider. For the static droplet separation in one Downflow evaporator is next to the absolute size of the Volume especially the height of the vapor space crucial. This height is in the invention Downflow evaporator by a factor of 3 to 4 compared to usual designs enlarged, which the Deposition is significantly improved.

Die Erfindung kann mit besonderem Vorteil für Fallstromverdampfer größerer Leistung eingesetzt werden, bei denen der Durchmesser des Behältermantels mehr als drei Meter und die Länge der Verdampferrohre bis zu zehn Meter betragen kann. Bei diesen Größen ergibt sich durch die notwendige Dampfverteilung im Bereich des Rohrbündels ein rohrfreier Außenraum, der entsprechend der Erfindung als Abscheideraum entsprechend großer Höhe genutzt wird, wodurch eine nahezu vollkommene Abscheidung der noch in den Brüden enthaltenen Safttropfen insbesondere auch der kleineren Tropfen erreicht wird. Dazu muß der Querschnitt des Ringraumes eine genügend geringe Steiggeschwindigkeit des Brüdens zulassen, um eine statische Trennung der Flüssigkeitstropfen von den Brüden zu erreichen.The invention can be particularly advantageous for Downdraft evaporators of higher power are used, where the diameter of the container casing is more than three meters and the length of the evaporator tubes up to ten Meters. With these sizes it results from the necessary steam distribution in the area of Tube bundle a tube-free outdoor space, the corresponding the invention as a separation space corresponding to a great height is used, making an almost perfect Separation of those still contained in the brothers Drops of juice, especially the smaller drops is achieved. For this, the cross section of the annulus a sufficiently low rate of climb of the vapor allow for a static separation of the Reaching liquid drops from the brothers.

Selbstverständlich ist es bei extremen Anforderungen oder bei besonders beengten Platzverhältnissen denkbar und vorteilhaft, die Brüdenkammer zusätzlich mit Leitblechen auszustatten und sie so für eine dynamische Abscheidung zu nutzen. Auch in den Fällen, in denen der horizontale Querschnitt des Ringkanales aus baulichen Gründen zu gering ausfallen würde, um eine ausreichend niedrige Steiggeschwindigkeit zu verwirklichen, wird in den Ringraum ein steigendes Blechwendel eingebaut, so daß die Brüden in eine rotierende Bewegung geraten und der Ringraum als Fliehkraftabscheider wirkt. Der Brüdenabzugsstutzen liegt in beiden Fällen unmittelbar unterhalb des Trennbleches am oberen Ende des Steigraumes. Bei der üblichen Stufenschaltung von Verdampfern, bei der die Brüden des Vorverdampfers den Heizdampf des Folgeverdampfers bilden, ergibt sich daraus der weitere Vorteil sehr kurzer Brüdenleitungen. Dies ist insbesondere deshalb von Bedeutung, weil üblicherweise die Nennweiten dieser Brüdenleitungen sehr groß sind. Of course it is with extreme requirements or conceivable in particularly confined spaces and advantageous to also use the vapor chamber Equip baffles and use them for a dynamic To use deposition. Even in cases where the horizontal cross section of the ring channel from structural Reasons would be too small to be sufficient realizing low climbing speed is in a rising sheet metal spiral is installed in the annulus, so that the brothers start to rotate and the annulus acts as a centrifugal separator. The In both cases, the vapor discharge nozzle is located immediately below the divider at the top of the Riser. With the usual step switching from Evaporators in which the vapors of the pre-evaporator Form heating steam of the secondary evaporator results from this the further advantage of very short vapor lines. This is particularly important because usually the nominal sizes of these vapor lines very much are great.

Bei dem erfindungsgemäßen Fallstromverdampfer ergeben sich aus der Anordnung des zentrischen Kondensatrohres bedeutende Vorteile. Es dient nämlich gleichzeitig als Stützrohr für den unteren Rohrboden sowie für das gesamte Verdampferrohrbündel. Durch diese Konstruktion werden Kompensatoren oder ähnliche Ausgleichselemente überflüssig, da der untere Rohrboden die Wärmedehnungen membranartig aufnehmen kann. Der untere Rohrboden kann aufgrund des kleineren Durchmessers - ermöglicht durch seine Befestigung am Innenmantel statt am Behältermantel - und der zentralen Abstützung durch das Kondensatrohr wesentlich dünner ausgeführt werden, was eine deutliche Einsparung an Material- und Bearbeitungskosten zur Folge hat.In the downflow evaporator according to the invention resulting from the arrangement of the central condensate pipe significant benefits. It also serves as Support tube for the lower tube sheet and for the entire evaporator tube bundle. Through this construction become compensators or similar compensating elements superfluous because the lower tube plate prevents thermal expansion can record like a membrane. The lower tube sheet can due to the smaller diameter - made possible by its attachment to the inner jacket instead of the tank jacket - and the central support through the condensate pipe run much thinner, which is a significant Savings in material and processing costs Has.

Durch den Abfluß des Kondensats durch das zentrale Kondensatrohr ergibt sich darüberhinaus eine wesentlich verringerte Korrosion, da nun das Kondensat völlig abfließen kann. Bei den herkömmlichen Fallstromverdampfern mit außenliegendem Kondensatabzug, bei denen sich bei den größeren Ausführungen Durchbiegungen des unteren Rohrbodens bis zu 50 mm ergeben, steht das Kondensat ständig auf dem unteren Rohrboden und führt aufgrund der unterschiedlichen Materialien von Rohren und Rohrboden zu Korrosion. Dadurch, daß das Kondensat bei dem erfindungsgemäßen Fallstromverdampfer restlos abfließen kann, wird die Lebensdauer entscheidend erhöht.Through the drainage of the condensate through the central Condensate pipe also results in an essential reduced corrosion, since the condensate is now completely can drain off. With the conventional Downflow evaporators with external condensate drain, where the larger versions Deflections of the lower tube sheet up to 50 mm result, the condensate is constantly on the bottom Tube sheet and leads due to the different Pipe and tube sheet materials for corrosion. The fact that the condensate in the invention Downflow evaporator can drain completely, the Lifetime significantly increased.

Dadurch, daß man den Innenmantel im Bereich des oder der Dampfzuführstutzen - mehrere solcher Stutzen verbessern die Gleichmäßigkeit der Verteilung des Dampfes auf den gesamten Rohrbündelquerschnitt - ungelocht, in den restlichen Bereichen gelocht ausführt, können die sonst üblichen, separaten Einbauten eingespart werden, da dieser obere rohrfreie Ringraum zwischen dem Behältermantel und dem Innenmantel, der Dampfraum, als horizontaler Ringkanal zur Verteilung des Heizdampfes zwischen Stutzen und dem als Prallblech wirkenden Innenmantel dient. Besonders vorteilhaft ist es, wenn nach einer Weiterbildung der Erfindung der ungelochte Teil des Innenmantels im Bereich des oder der Zuführstutzen für jeden Stutzen einen Winkel von 50° bis 70° umschließt.By having the inner jacket in the area of or Steam supply nozzle - improve several such nozzles the uniformity of the distribution of the steam on the entire tube bundle cross section - unperforated, in the other areas perforated, the otherwise customary, separate installations are saved, since this upper tube-free annular space between the Container jacket and the inner jacket, the steam room, as horizontal ring channel for the distribution of heating steam between the nozzle and the one acting as a baffle Inner jacket serves. It is particularly advantageous if according to a development of the invention, the unperforated Part of the inner jacket in the area of the or Feed nozzle for each nozzle an angle of 50 ° to 70 ° encloses.

Es kann von Vorteil sein, im Zentrum des Rohrbündels einen von Verdampferrohren freien Raum vorzusehen, um die Dampfwege und die Strömungsverhältnisse günstig zu beeinflussen. Es wird auch die Kondensatabführung dadurch erleichtert, daß sich oberhalb des Kondensators ein Raum mit günstigerer Strömungsgeschwindigkeit ergibt.It can be beneficial to be in the center of the tube bundle to provide a space free of evaporator tubes to the steam paths and the flow conditions favorably too influence. It will also drain the condensate thereby facilitated that above the capacitor results in a room with a more favorable flow rate.

Das aus den Verdampferrohren gebildete Rohrbündel mit einer äußeren sowie evtl. auch einer inneren rohrfreien Zone hängt an dem oberen Rohrboden, wobei der untere Rohrboden sich außen frei bewegen und damit den Wärmedehnungen folgen kann. Der untere Rohrboden kann dabei waagerecht eben, konisch oder flach gewölbt ausgeführt werden.The tube bundle formed from the evaporator tubes with an outer and possibly an inner tube-free Zone hangs on the upper tube sheet, with the lower one The tube sheet can move freely on the outside and thus the Thermal expansion can follow. The lower tube sheet can horizontally flat, conical or flat arched be carried out.

Durch eine Weiterbildung der Erfindung entsprechend Anspruch 5 ist es möglich, den Innenmantel und den unteren Rohrboden mit wesentlich geringeren Wandstärken als üblich auszuführen. Durch eine dem oberen Brüdenraum zugeordnete Strahlpumpe, die ihren Treibstrahl über eine Leitung aus der Dampfkammer bezieht, werden die nicht kondensierbaren, inerten Gase über Leitungen aus dem oberen und dem unteren Brüdenraum abgesaugt, d. h. die Strahlpumpe wird mit den höher gespannten Entgasungsbrüden der Dampfseite als Treibdampf beschickt und die inerten Gase sowie ein kleiner Teil der niedrig gespannten Brüden werden aus den Brüdenräumen mit Hilfe dieser Strahlpumpe abgezogen. Der Differenzdruck zwischen den beiden Druckräumen kann ein bestimmtes Maß nicht überschreiten, so daß die Belastung der Wandungen zwischen Dampf- und Brüdenraum erheblich reduziert sind. Dadurch kann die Wanddicke des Innenmantels und des unteren Rohrbodens geringer ausgeführt werden, als der dem Betriebsdruck unterliegende Gehäusemantel. Mußte bisher z. B. eine Trennwand zwischen Dampf- und Brüdenraum auf die Differenz zwischen Dampfraum und Atmosphäre beispielsweise 3 bar ausgelegt werden, so ist sie nunmehr nur noch für den Differenzdruck von ca. 0,5 bar auszulegen. Daß sie damit im Sinne der Abnahmevorschriften für Behälter als drucklos gilt, ist ebenfalls ein Vorteil dieser Ausführungsform.According to a development of the invention Claim 5, it is possible to the inner jacket and lower tube sheet with much smaller wall thicknesses to perform as usual. Through an upper vapor room assigned jet pump, which uses a propellant jet Does not get line from the steam chamber condensable, inert gases via lines from the aspirated upper and lower vapor space, d. H. the Jet pump is with the higher tension Degassing vapors on the steam side are fed as motive steam and the inert gases as well as a small part of the low tense brothers become with the help of the brothers' rooms deducted from this jet pump. The differential pressure There can be a certain dimension between the two pressure rooms not exceed, so that the load on the walls between the steam and vapor space are significantly reduced. This allows the wall thickness of the inner jacket and the lower tube sheet can be made less than the housing casing subject to the operating pressure. Had to so far z. B. a partition between steam and Vapor space on the difference between steam space and Atmosphere, for example, 3 bar now only for the differential pressure of approx. 0.5 bar. That it is in the sense of Acceptance regulations for containers are considered to be depressurized also an advantage of this embodiment.

Es kann günstig sein, dem unteren Brüdenraum eine eigene Strahlpumpe zuzuordnen. Diese bezieht dann ihren Treibstrahl aus der Heizkammer, die sich auf demselben Druckniveau wie die Dampfkammer befindet. Die Entgasung des oberen Brüdenraumes erfolgt somit über die obere Strahlpumpe, wogegen der untere Brüdenraum durch die untere Strahlpumpe entgast wird, was den Wegfall der entsprechenden Entgasungsleitung zur Verbindung des unteren Brüdenraumes mit der oberen Strahlpumpe bedeutet. Die Druckverhältnisse beim Einsatz von zwei Strahlpumpen entsprechen im übrigen denen bei einer gemeinsam entgasenden Strahlpumpe, d. h. die obengenannten Vorteile für die Auslegung der Wandstärken gelten auch hierfür.It may be convenient to have your own lower vapor room Assign jet pump. This then relates to yours Driving jet from the heating chamber, located on the same Pressure level as the steam chamber is located. The degassing the upper vapor space thus takes place via the upper one Jet pump, whereas the lower vapor chamber through the lower jet pump is degassed, which eliminates the corresponding degassing line to connect the lower vapor chamber with the upper jet pump means. The pressure ratios when using two Jet pumps are otherwise the same as for one jointly degassing jet pump, d. H. the above-mentioned advantages for the design of the wall thicknesses also apply to this.

Ein weiterer Vorteil ist die erhebliche Vereinfachung des Entgasungssystems und die wesentlich geringere Anzahl der nach außen führenden Entgasungsstutzen. Wurden bisher bei den bekannten Fallstromverdampfern bis zu 20 Entgasungsstutzen notwendig, so verringert sich aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahme ihre Zahl auf nunmehr ca. zwei bis drei.Another advantage is the significant simplification of the degassing system and the much lower one Number of degassing nozzles leading to the outside. So far were in the known downflow evaporators necessary for 20 degassing nozzles, this reduces their number due to the measure according to the invention now about two to three.

Eine konstruktive Vereinfachung kann dadurch erreicht werden, daß die Strahlpumpe bzw. die Strahlpumpen im Inneren des oder der Brüdenräume angeordnet und mit dem bzw. den Entgasungsstutzen direkt verbunden sind.A constructive simplification can be achieved be that the jet pump or the jet pumps in Arranged inside the or the vapor rooms and with the or the degassing nozzle are directly connected.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fallstromverdampfers mit Strahlpumpe(n) ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben, wobei auf Details, die dem Fachmann geläufig sind, verzichtet wurde.An embodiment of the invention Downflow evaporator with jet pump (s) is in the Drawing shown and below in more detail described, with details to the expert are common, was waived.

Der Fallstromverdampfer besteht aus einem Behältermantel 1 mit einem oberen Behälterboden 2 und einem unteren Behälterboden 3. Der obere Rohrboden 4 ist fest mit dem Behältermantel 2 verbunden, während der im Durchmesser kleiner als der obere Rohrboden 4 bzw. der Innendurchmesser des Gehäusemantels 2 ausgeführte untere Rohrboden 5 mit einem Innenmantel 6 fest verbunden ist und von diesem getragen wird. Die das Rohrbündel bildenden Verdampferrohre 7 sind in dem oberen Rohrboden 4 und dem unteren Rohrboden 5 gehalten. Mit dem unteren Rohrboden 5 verbunden ist das Kondensatrohr 8, das bis zum unteren Behälterboden 3 und durch diesen hindurch reicht. Dieses Kondensatrohr 8 stützt gleichzeitig den unteren Rohrboden 5 im Zentrum ab. Oberhalb des Kondensatrohres 8 ist ein zentraler, rohrfreier Raum 9 vorgesehen, um den sich die Verdampferrohre 7 gruppieren.The downflow evaporator consists of a container jacket 1 with an upper container base 2 and a lower container base 3 . The upper tube sheet 4 is fixedly connected to the container jacket 2 , while the lower tube sheet 5 , which is smaller in diameter than the upper tube sheet 4 or the inside diameter of the housing jacket 2 , is firmly connected to an inner jacket 6 and is supported by the latter. The evaporator tubes 7 forming the tube bundle are held in the upper tube sheet 4 and the lower tube sheet 5 . Connected to the lower tube sheet 5 is the condensate tube 8 , which extends to and through the lower container base 3 . This condensate tube 8 also supports the lower tube sheet 5 in the center. A central, tube-free space 9 is provided above the condensate tube 8 , around which the evaporator tubes 7 are grouped.

In den oberen von dem oberen Behälterboden 2 und dem oberen Rohrboden 4 gebildeten Brüdenraum 10 mündet der Eintrittsstutzen 11 der Saftumwälzung 12.The inlet nozzle 11 of the juice circulation 12 opens into the upper vapor space 10 formed by the upper container base 2 and the upper tube base 4 .

Das zu behandelnde Medium, beispielsweise ein einzudampfender Zuckersaft, wird über die Saftzuführung 13 dem unteren Brüdenraum 14 zugeführt und dabei entspannt. Nach der Entspannung wird der Saft über den Stutzen 15 abgezogen und über eine nicht dargestellte Saftumwälzung 12 dem oberen Eintrittsstutzen 11 zugeführt und im oberen Brüdenraum 10 über eine nicht dargestellte Verteilereinrichtung gleichmäßig auf den oberen Rohrboden 4 bzw. die Verdampferrohre 7 verteilt. Der aus den Verdampferrohren 7 nach unten ablaufende, konzentrierte Saft wird im Safttrog 16 gesammelt und verläßt den Verdampfer über den Stutzen 17.The medium to be treated, for example a sugar juice to be evaporated, is fed to the lower vapor space 14 via the juice feed 13 and is thereby relaxed. After the expansion, the juice is drawn off via the nozzle 15 and fed to the upper inlet nozzle 11 via a juice circulation 12, not shown, and distributed uniformly to the upper tube plate 4 or the evaporator tubes 7 in the upper vapor space 10 via a distributor device, not shown. The concentrated juice running down from the evaporator tubes 7 is collected in the juice trough 16 and leaves the evaporator via the nozzle 17 .

Der zwischen dem Behältermantel 1 und dem die Verdampferrohre 7 umgebende Innenmantel 6 gebildete, äußere, rohrfreie Ringraum wird mittels eines Trennbleches 18 in eine Dampfkammer 19 und eine Brüdenkammer 20 unterteilt, wobei die Brüdenkammer 20 unten offen ist und mit dem unteren Brüdenraum 14 in Verbindung steht. Der Dampfkammer 19 ist ein Dampfzuführstutzen 21 zugeordnet. Der Innenmantel 6 ist über den größten Teil des Umfanges mit Bohrungen 22 versehen. Lediglich im Bereich des Dampfzuführstutzens 21 ist der Innenmantel 6 ungelocht. Dadurch prallt der Dampf auf den ungelochten Teil des Innenmantels 6, verteilt sich innerhalb der Dampfkammer 19 und gelangt über die Bohrungen 22 in die Heizkammer 23.The outer, tube-free annular space formed between the container jacket 1 and the inner jacket 6 surrounding the evaporator tubes 7 is divided into a steam chamber 19 and a vapor chamber 20 by means of a separating plate 18 , the vapor chamber 20 being open at the bottom and communicating with the lower vapor chamber 14 . A steam supply nozzle 21 is assigned to the steam chamber 19 . The inner jacket 6 is provided with holes 22 over most of the circumference. The inner jacket 6 is unperforated only in the area of the steam feed connector 21 . As a result, the steam impinges on the non-perforated part of the inner jacket 6 , is distributed within the steam chamber 19 and reaches the heating chamber 23 via the bores 22 .

Zur Entgasung der Brüdenräume 10 und 14 ist mindestens eine Strahlpumpe installiert.At least one jet pump is installed to degas the vapor spaces 10 and 14 .

Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Strahlpumpe 24 im oberen Brüdenraum 10 angeordnet. Der Treibstrahl wird über eine Leitung 25 aus der Dampfkammer 19 entnommen. Die Strahlpumpe 24 saugt jeweils mit einem Anteil an Brüden über einen Stutzen 26 die leichteren Inertgase aus dem oberen Brüdenraum 10 und über eine Entgasungsleitung 27 die schwereren Inertgase aus dem unteren Brüdenraum 14 ab und führt sie dem Entgasungsstutzen 28 zu.According to the exemplary embodiment, the jet pump 24 is arranged in the upper vapor space 10 . The propellant jet is removed from the steam chamber 19 via a line 25 . The jet pump 24 sucks the lighter inert gases from the upper vapor space 10 with a portion of vapors via a nozzle 26 and the heavier inert gases from the lower vapor space 14 via a degassing line 27 and leads them to the degassing nozzle 28 .

Alternativ ist jedem Brüdenraum eine Strahlpumpe zugeordnet. In diesem Falle wird von der Strahlpumpe 24 lediglich über den Stutzen 26 aus dem oberen Brüdenraum 10 abgesaugt; die Entgasungsleitung 27 entfällt hierbei. Die gestrichelt eingezeichnete, zweite Strahlpumpe 29 bezieht ihren Treibstrahl über die Leitung 30 und saugt die inerten Gase und einen Anteil Brüden über den Brüdenabzugsstutzen 31 aus dem unteren Brüdenraum 14 und führt sie dem Entgasungsstutzen 32 zu.Alternatively, a jet pump is assigned to each vapor room. In this case, the jet pump 24 only aspirates from the upper vapor space 10 via the nozzle 26 ; the degassing line 27 is omitted here. The second jet pump 29 , shown in dashed lines, draws its motive jet via the line 30 and sucks the inert gases and a portion of vapors from the lower vapor space 14 via the vapor outlet connector 31 and leads them to the degassing connector 32 .

Die Strahlpumpen 24 und 29 müssen nicht wie dargestellt innerhalb der Brüdenräume 10 bzw. 14 installiert sein. Sie können auch außerhalb des Fallstromverdampfers angeordnet sein, wobei entsprechende, nach außen geführte Leitungen vorzusehen sind.The jet pumps 24 and 29 need not be installed within the vapor spaces 10 and 14 as shown. They can also be arranged outside the downdraft evaporator, corresponding lines leading to the outside having to be provided.

Die Brüden steigen aus dem unteren Brüdenraum 14 in der ringförmigen Brüdenkammer 20 nach oben, wobei die noch darin enthaltenen Safttropfen ausfallen. Die Brüden werden über den unmittelbar unterhalb des Trennbleches 18 angeordneten Brüdenabzug 33 abgeführt, wogegen die ausfallenden Safttropfen zusammen mit dem zugeführten Saft über den Stutzen 15 in die Saftumwälzung 12 gelangen.The vapors rise from the lower vapors 14 in the annular vapors 20 , the juice drops still contained therein precipitating. The vapors are discharged via the vapor discharge 33 arranged directly below the separating plate 18 , whereas the droplets of juice which fall out pass together with the juice supplied via the nozzle 15 into the juice circulation 12 .

Claims

1.Drop-flow evaporator with a container jacket, an upper and a lower container base, an upper and a lower tube plate with evaporator tubes embedded therein, one or more steam supply nozzles, as well as an upper vapor chamber with a degassing nozzle and a lower vapor chamber also with a degassing nozzle, with a juice supply and a vapor outlet , characterized in that the lower tube sheet ( 5 ) is smaller in diameter than the upper tube sheet ( 4 ) and is connected to an inner jacket ( 6 ) which forms a heating chamber ( 23 ) and surrounds the evaporator tubes ( 7 ), that this inner jacket ( 6 ) is fastened to the underside of the upper tube sheet ( 4 ) and forms an annular space with the container jacket ( 1 ), that a separating plate ( 18 ) is located directly below the one or more steam supply connectors ( 21 ) between the housing jacket ( 1 ) and the inner jacket ( 6 ). is arranged, the annular space in a steam chamber ( 19 ) and a Brüdenka divided ( 20 ), the latter being connected to the lower vapor space ( 14 ), that the vapor exhaust ( 33 ) is arranged directly below the separating plate ( 18 ) and that the lower tube plate ( 5 ) with a downward through the container bottom ( 3 ) guided, central condensate pipe ( 8 ) is connected.

2. Downflow evaporator according to claim 1, characterized in that in the vapor chamber ( 20 ) are preferably designed as sheet metal baffles are arranged.

3. Downflow evaporator according to claim 1 or 2, characterized in that the inner jacket ( 6 ) in the area of the or the steam supply nozzle ( 21 ) is unperforated and perforated in the remaining area.

4. Fall-flow evaporator according to claim 3, characterized in that the non-perforated part of the inner jacket ( 6 ) in the area of or the steam feed pipe ( 21 ) encloses an angle of 50 ° to 70 ° for each pipe.

5. Downflow evaporator according to one of claims 1 to 4, characterized in that a central, free space ( 9 ) is provided in the interior of the tube bundle consisting of the evaporator tubes ( 7 ).

6. Downflow evaporator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the upper vapor space ( 10 ) one or the two vapor spaces ( 10 and 14 ) each has a jet pump ( 24 or 29 ) is assigned, the propellant jet via lines ( 25th or 30 ) from the steam chamber ( 19 ) or from the heating chamber ( 23 ) and connected on the suction side to the vapor spaces ( 10 and 14 ) via degassing lines.

7. downdraft evaporator according to claim 6, characterized in that the jet pump ( 24 ) or the jet pumps ( 24 or 29 ) arranged in the interior of the vapor space (s) ( 10 and 14 ) and with the or the degassing nozzle ( 28 or 32 ) are directly connected.