FI112781B - Menetelmä ja laitteisto puhtaan höyryn tuottamiseksi - Google Patents

Description

112781 MENETELMÄ JA LAITE PUHTAAN HÖYRYN TUOTTAMISEKSI Keksinnön ala

Keksintö koskee erittäin puhtaan höyryn tuottamista erityisiin tarkoituksiin. Erityisesti 5 keksintö koskee puhtaan höyryn tuottamista käyttämällä putoavan filmin haihdutinta ja nousukanavia vesipisaroiden ja epäpuhtauksien erottamiseksi.

Keksinnön tausta

Erittäin puhdistettua höyryä edellytetään erilaisiin lääkinnällisiin tarkoituksiin, kuten lääk-10 keiden valmistukseen, vaativiin sterilointisovelluksiin ja veden tuottamiseen injektiota varten. Menetelmää ja laitetta sellaisen höyryn tuottamiseksi on kuvattu US-patentissa 3,875,017. Siinä kuvattu putoavan filmin haihdutin käsittää pystysuoran haihdutinputki-kimpun, joka on sijoitettu kuumennusvaipan sisään, jota puolestaan ympäröi ulkovaippa niin, että kuumennusvaipan ja ulkovaipan väliin muodostuu rengasmainen tila. Haihdutus-15 putkiin niiden yläpäässä syötetty vesi virtaa alaspäin putkien sisäpintaa pitkin, jolloin se haihtuu ja muodostuu höyryä, joka tulee esiin putkikimpun alapäistä. Höyryvirta tekee 180 asteen käännöksen ja virtaa ylöspäin kuumennusvaipan ja ulkovaipan välisessä tilassa. Kuumennusvaipan ulkopinnalle on kiinnitetty ripoja, jotka saavat aikaan spiraalimaisen radan, jolloin niiden reunojen ja vaipan sisäpinnan väliin jää kapea väli. Ylöspäin virtaava 20 höyry joutuu väistämättä spiraalimaiseen rataan, jolloin haihdutustuotteessa olevat vesipisarat ajautuvat keskipakovoiman vaikutuksesta ulkovaippaa päin. Pisarat kiinnittyvät * ·' ulkovaipan seinämään ja muodostavat alaspäin putoavan vesikalvon ja muodostavat lopuk si laitteen pohjalle nestelammikon. Sieltä poistetaan rejektivirtana vesivirta joka on verran- 1 1 · ; t' · nollinen muodostuneen puhtaan höyryn määrään. Koska haihdutustuotteen vesifaasissa on ;;; 25 yleensä runsaasti epäpuhtauksia, ne rikastuvat rejekti virtaan. Spiraaliradan yläpuolelta puhdasta höyryä johdetaan käyttökohteisiin tai lauhduttimeen erittäin puhtaan veden tuot-. . tamiseksi.

Laitteen erästä variaatiota on kuvattu US-patentissa 5,983,842. Putkikimpun alapäistä pur- ‘ ’ 30 kautuva haihdutustuote saatetaan kiertoliikkeeseen laitteen pohjalla olevien ohjausripojen “ ' avulla, ja nousutila kapenee yläosaa kohti. Spiraalirata on järjestetty nousutilan yläosaan ja :.. : se on suljettu, so. rivat ulottuvat ulkovaipan sisäpintaan. Alaspäin virtaavaa rejektifaasia ei 2 112781 muodostu, mutta pisarat kiihtyvät ja kerääntyvät rengasmaiseen kanavaan spiraaliradan yläpuolelle. Erillinen putki palauttaa syntyvän vesifaasin laitteen pohjalle.

Keksinnön yhteenveto 5 On keksitty parannettu menetelmä ja laite vesipisaroiden ja epäpuhtauksien erottamisen parantamiseksi putoavan filmin haihduttimen nousukanavassa erittäin puhtaan höyryn tuottamiseksi. Keksinnön toisena kohteena on järjestelmä puhtaan höyryn tuottamiseksi ja jakamiseksi, joka järjestelmä käsittää parannetun laitteen.

10 Keksinnön mukaista laitetta käytetään yhdessä pystysuoran putkikimpun kanssa, jossa on kuumennusvaippa, so. tavanomaisen putoavan filmin haihdutintyypin kanssa. Haihdutus-tuote purkautuu putkikimpun alapäästä.

Keksinnön mukaan laite vesipisaroiden ja epäpuhtauksien erottamiseksi haihdutustuottees-15 ta käsittää laskuputkiosuuden, jonka kautta haihdutustuotteet virtaavat aluksi ennen kuin ne tekevät 180 asteen käännöksen ja päätyvät laskuputken ulkopinnan ja välivaipan sisäpinnan väliseen nousukanavaan. Laskuputki voi olla aluksi suppeneva, muodoltaan kartiomainen.

20 Nousukanavan yläosaan sovitetut spiraalimaiset rivat saattavat haihdutustuotteen ylöspäin suuntautuvaan spiraalimaiseen kiertoliikkeeseen. Esillä olevan keksinnön mukaan väli-vaippa on varustettu ainakin yhdellä aukolla tai poistoraolla, joka mahdollistaa keskipakovoiman vaikutuksesta spiraaliradan kehälle kulkeutuneiden pisaroiden ulospääsyn. Aukkojen ulkopuolisen ulkovaipan j äähdytetty pinta varmistaa höyryn lauhtumisen.

25 * »

Ulkovaipan sisäpinnalla lauhtuva höyry saa aikaan radiaalisen virtauksen ulospäin, joka . kuljettaa höyryä, vesipisaroita ja epäpuhtauksia mainitulle sisäpinnalle. Syntyy vesifilmi, , . ’ joka virtaa mainittua pintaa pitkin alaspäin uiko- ja välivaipan välisessä tilassa. Yksikön pohjalle muodostuu vesilammikko, joka peittää välivaipan alareunan. Lammikosta poiste-\; 30 taan säädeltyä rejektivesivirtaa. Puhdas, kuiva höyry poistuu laitteesta spiraaliradan ylä päästä.

3 112781

Keksintö mahdollistaa irrotettavien sisäosien käytön höyrynkehittimessä, joka tekee mahdolliseksi helpon huoltamisen ja puhdistuksen, koska koko laitteen ei tarvitse olla virallisesti hyväksytty paineastia.

5 Piirustusten yksityiskohtainen kuvaus

Keksintöä on kuvattu yksityiskohtaisesti viitaten oheistettuihin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää höyrynkehitintä, joka käsittää putoavan filmin haihduttimen, joka on varustettu keksinnön mukaisella erotinyksiköllä, 10 kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen erotinyksikön yksityiskohtia, kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaisen yksikön leikkauskuvaa ylhäältä katsottuna, ja 15 kuvio 4 esittää järjestelmää puhtaan höyryn tuottamiseksi, joka järjestelmä käsittää kuvion 2 mukaisen laitteen.

Keksinnön kuvaus

Kuvio 1 esittää vaippa-ja-putki-lämmönvaihdinta, joka on sijoitettu pystysuoraan asentoon, 20 jolloin muodostuu putoavan filmin haihdutin. Haihdutusputket 1 on suljettu vaipan 2 sisään, jonka läpi ohjataan kuumennusväliainetta sisääntulon 4 ja ulostulon 5 kautta. Syöttö- ·' vesi tulee sisään haihdutusputkien yläpäissä sisääntulon 6 kautta. Haihduttimen alapäähän on yhdistetty keksinnön mukainen erotinlaite.

;;; 25 Erotinlaitteen rakenne on esitetty kuviossa 2. Haihdutustuote tulee sisään laskuputkeen 7.

Esitetyssä suoritusmuodossa laskuputken yläpää on muodostettu suppilon muotoiseksi, . . jotta erottimelle saadaan sama ulkohalkaisija kuin haihduttimella. Haihdutustuote tulee ..' esiin laskuputken 7 alapäästä, törmää vesipintaan 8 laitteen pohjalla ja kääntyy 180 astetta siirtyäkseen laskuputken ja välikuoren 10 väliseen rengasmaiseen nousukanavaan 9. Spi-‘' 30 raalimaiset rivat 11 saavat aikaan haihdutustuotteen spiraalimaisen kulkuradan 12.

4 112781

Haihdutustuotteen spiraalimainen liike saa aikaan keskipakovoiman, joka ajaa voimalla tuotteessa olevat vesipisarat kulkuradan 12 kehälle. Haihdutustuotteessa oleva vieras aines voi toimia lauhdutuskeskuksena, ja tämä ilmiö parantaa näin tämän aineen kulkeutumista spiraalimaisen radan kehälle. Puhdas, kuiva höyry tulee ulos spiraalimaiselta kulkuradalta 5 12 j a poistuu laitteesta yhteestä 21.

Välivaippaan 10 on järjestetty ainakin yksi aukko 13, joka mahdollistaa pisaroiden pääsyn välivaipan ja ulkovaipan 14 väliseen tilaan 16. Ulkovaippa 14 on varustettu lämmönsäätö-vaipalla 15. Koska tätä vaippaa käytetään vaipan 14 sisäpinnan jäähdyttämiseen, tilassa 16 10 oleva höyry lauhtuu mainitulla sisäpinnalla ja muodostaa putoavan veden filmin. Lauhtuminen takaa, että aukkojen 13 kautta ei tapahdu paluuvirtausta spiraalimaisen kulkurataan 12. On mahdollista järjestää sopiva määrä sopivan muotoisia aukkoja 13. Keskipakovoiman vaikutuksesta vaipan 10 sisäseinämälle sinkoutuneet pisarat ja epäpuhtaudet kulkevat aukkojen kautta ja kulkeutuvat ulkovaipan 14 jäähdytetylle sisäseinämälle höyryn lauhtu-15 misen aiheuttaman, radiaalisen, ulospäin suuntautuvan virtauksen johdosta.

Aukot voidaan muodostaa pystyraoiksi spiraalimaisen kulkuradan ulkokehälle, so. vaippaan 10. Mahdollista on myös yksi tai useampi samansuuntaisesti spiraaliripojen kanssa ulottuva rako, sekä pyöreät, soikeat tai muun muotoiset aukot, jotka on mahdollisesti jär-20 jestetty parantamaan reunoillaan kiertoliikkeessä spiraalimaista rataa pitkin olevien pisaroiden sieppausta.

Lauhteesta ja pisaroista muodostuneen vesilammikon pinta pidetään välivaipan lOalareu-’,,: nan 17 yläpuolella; tällöin haihdutustuotteen virtaus on mahdollista vain kuvattua reittiä ;;; 25 pitkin. Välivaipan alapään keskiöimiseksi voidaan järjestää välikeulokkeita 18. Runsaasti epäpuhtauksia sisältävä poistevirta poistetaan kohdasta 19. Tarkastuslasi 20 voidaan järjes-. . tää vedenpinnan tason tarkkailemiseksi.

Kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaisen yksikön päällyskuvaa, jossa on esitetty yläosa leikkaus-' ; ’ 30 kuvana lämpötilansäätövaipan korkeudelta. Suuret nuolet esittävät haihdutustuotteen kier toliikettä spiraalimaisessa kulkuradassa. Aukkoja 13 on esitetty varustettuina ohjauslevyil- 5 112781 lä 16 parantamaan kulkuradan kehälle kulkeutuneiden pisaroiden ja epäpuhtauksien sieppausta, jota on esitetty pienillä nuolilla.

Ulkovaipan 14 lämpötilaa on edullisesti säädettävä sopivan lauhdutusnopeuden aikaan-5 saamiseksi. Energian säästämiseksi vaipassa 15 voidaan käyttää syöttövettä. Tämän lämpö-tilansäädön avulla voidaan säätää muodostuneen rejektiveden määrää kuormitus-ja puhtausvaatimusten mukaan.

Kuvio 4 esittää järjestelmää puhtaan höyryn tuottamiseksi. Putoavan filmin haihduttimeen 10 22 syötetään syöttövettä pumpun 23 avulla. Haihdutin käsittää keksinnön mukaisen ero- tinyksikön 24. Kuumennushöyry tulee sisään venttiilin 25 kautta, kun taas lauhde poistuu yhteen 26 kautta (putkistoa ei ole esitetty). Puhdas höyry poistuu haihduttimesta linjan 27 ja säätöventtiilin 28 kautta, ja saapuu jakeluverkostoon, joka käsittää puhtaan höyryn linja-venttiilit 29 ja puhtaan höyryn lauhteenerottimet 30. Runsaasti epäpuhtauksia sisältävä 15 rejektivesi poistuu erotinyksiköstä 24 linjan 31 kautta. Lämpötilan säätövaippaa varten on järjestetty syöttö-ja paluulinjat 32, 33.

Tekniikan tason mukaisissa laitteissa erotinyksiköiden korroosio ja suljettu rakenne aiheuttivat ongelmia koska höyryreitteihin ei päässyt helposti käsiksi. Sisärakenne oli 20 integroitu paineastiavaippaan, eikä sitä voinut muuttaa ilman paineastian rakentamiseen • ·: liittyvää pitkäkestoista käsittelyä. Kuvatussa keksinnön mukaisessa laitteessa vain ulko- vaippaosan on täytettävä paineastialle asetetut vaatimukset. Niinpä sen sisäosat ja/tai näiden yksittäisosat voidaan valmistaa mistä tahansa vaaditusta, korroosiota kestävästä mate-'· riaalista, ja ne voidaan irrottaa puhdistusta ja huoltoa varten. Sellaiset materiaalit käsittävät 25 fluorihiilipolymeerit, keraamiset materiaalit ja erityisteräkset tai muut metallit joiden ei tarvitse soveltua liitettäväksi hitsaamalla painekattilavaippaan. Sisäosat voidaan myös vaihtaa erilaisiin tuotantomääriin ja puhtausvaatimuksiin sopiviksi.

Claims (7)

6 112781

1. Menetelmä haihdutustuotteen puhdistamiseksi puhtaan höyryn tuottamiseksi, jossa haih-5 dutustuote saatetaan spiraalimaiseen kiertoliikkeeseen pisaroiden erottamiseksi keskipakovoiman vaikutuksesta, jolloin pisarat ja epäpuhtaudet kulkeutuvat spiraalimaisen kulkuradan kehälle ja vähintään yhden mainitun kulkuradan ulkopinnalle järjestetyn aukon kautta, tunnettu siitä, että pisarat ja epäpuhtaudet keräytyvät mainittujen aukkojen ulkopuoliselle aktiivisesti jäähdytylle pinnalle. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haihdutustuote tuotetaan putoavan filmin haihduttimessa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytetyn pinnan 15 lämpötilaa säädetään syöttövetenä käytetyn veden avulla.

4. Laite haihdutustuotteen puhdistamiseksi puhtaan höyryn tuottamiseksi, jossa laitteessa on paineastiavaippa (14) ja nousutila (9) haihdutustuotetta varten ja mainitussa nousutilas-sa olevat rivat (11), jotka muodostavat spiraalimaisen kulkuradan (12), tunnettu ainakin ': * 20 yhdestä spiraalimaisen kulkuradan ulkopinnalla olevasta aukosta (13) ja mainittujen auk- kojen ulkopuolisesta lämpötilasäädetystä pinnasta.

, ‘ * · 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että aukot (13) ovat pystyrakoja. ' · -.' 25

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että ainakin yksi yksittäisosa paineastiavaipan sisällä on irrotettavissa.

; · ’ 7. Jonkin patenttivaatimuksista 4-6 mukainen laite, tunnettu siitä, että ainakin yksi yksit- , · täisosa paineastiavaipan sisällä on valmistettu korroosiota kestävästä, erilaisesta materiaa- . · 30 lista kuin paineastiavaippa. 112781