NO169252B - Varmeveksler av fallende-film typen - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en varmeveksler av fallende-film typen der varmeveksleren har en oppvarmet overflate for den indirekte varmeveksling mellom en damp og en væske som strømmer som en fallende-film ned langs nevnte oppvarmningsoverflate, og som har en væskefordeler med åpninger.

Varmevekslere av fallende-filmplatetype har et stort utvalg av industrielle anvendelser. Slike fallende-film varmevekslere er vist og beskrevet i US patentene 3.332.469, 3.307.614 og 3.366.158. I slike varmevekslere blir væske som skal oppvarmes ved indirekte varmeveksling med damp dirigert til å strømme som en fallende-film ned langs de utvendige overflater av to-plate varmeelementer til å bli oppvarmet ved hjelp av varmeveksling med damp som sirkulerer mellom platene av de elementene. En vanlig løsning for fordeling av væsken slik at væsken strømmer jevnt ned langs platens overflater omfatter et horisontalt anbragt brett som er plassert over toppene av platens varmevekslingselementer. Hull i brettet er anordnet over toppkantene av plateelementene.

Hullene på et slikt perforert brett kan bli tilstoppet eller sperret dersom væsken som skal oppvarmes fører med seg store faste partikler i suspensjonen. Når en platevarmeveksler av fallende-film typen eksempelvis anvendes som en utvendig oppvarmer for en satskoker i tremasseindustrien, kan trepartikler som er innblandet i væsken tilstoppe hullene i varmevekslerens væskefordelingsbrett og derved forstyrre den jevne fordelingen av væskeoppløsning til plateelementene.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en løsning på problemet med pluggingen av hull i væskefordelingsbrett og lignende. Uønskede partikler avledes til å passere forbi

brettet og oppvarmingsoverflaten.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse kjennetegnes varmeveksleren ved en sikt mellom et væskeinnløp pg nevnte væskefordeler for å hindre passasje til fordeleren av faste partikler som vil kunne tilstoppe åpningene i nevnte væskefordeler, idet nevnte sikt på i og for seg kjent måte har sider som heller nedad og utad, f.eks. med en vinkel av ca. 60° fra horisontalen, fra en topp som er plassert under nevnte væskeinnløp for å avbøye slike faste partikler, og at der er anordnet et flertall av generelt parallelle vertikale platevarmevekslingselementer, idet nevnte væskefordeler utgjøres av et væskefordelingsbrett med perforeringer anordnet over toppene av nevnte platevarmevekslingselementer for å tilveiebringe en jevn fordeling av væske til disse.

Faste partikler som ellers kunne plugge hullene i væskefordelingsbrettet kan ikke passere gjennom åpningene i sikten og kan dermed ikke nå brettets hull. På grunn av at siktens overflate er i en vinkel relativt horisontalen, vil de frasilte partikler bli vasket ned langs skjermens ytre overflate til å passere forbi platens oppvarmningsoverflate og bli pumpet vekk fra varmeveksleren.

Det er i øyeblikket foretrukket å utforme sikten av en trådkveil med passasjer mellom trådene i kveilen, idet nevnte passasjer er mindre enn perforeringene i nevnte væskefordeler eller væskefordelingsbrett.

I de vedlagte tegningsfigurer viser like henvisningstall like deler overalt. Fig. 1 viser en fallende-film varmeveksler av platetypen utstyrt med en sikt i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 2 er et detaljriss i snitt av sikten vist i fig. 1.

Fig. 3 illustrerer en anvendelse av varmeveksleren med dens sikt i forbindelse med en satskoker av den type som anvendes i tremasseindustrien.

Som vist i fig. 1 er en f allende-f ilm varmeveksler av platetypen generelt betegnet med henvisningstall 10 og har et ytre hus 11 innenfor hvilket det befinner seg en oppstil-ling av generelt parallelle vertikale par av varmevekslings-plateelementer 12. Hvert plate varmevekslingselement 12 er dannet av et par plater som er sammenføyet ved platens periferier med et innløp for oppvarmingsdamp som er vist med pil 13 og et utløp for kondensat som vist med pil 14.

Der er et innløp for å mate væske som skal oppvarmes inn i varmeveksleren 10 ved toppen av huset 11, og et rom 16 ved bunnen av huset 11 for å oppsamle oppvarmet væske, når den oppvarmede væsken går ut via linje 17 for å bli sirkulert ved hjelp av pumpen P.

Væskefordelingsbrettet 18 er vist til å ligge over de øvre kanter av platevarmevekslingselementene 12 med hull eller perforeringer innrettet med platekantene. Den skrå sikten 19 er anbragt under innløpet 15 og over væskefordelingsbrettet 18 for derved å fange opp faste partikler som kommer inn med væsken som skal oppvarmes før slike partikler kan nå fordelingsbrettet 18 og eventuelt plugge perforeringene i dette. Partikler som fanges opp av sikten 19 passerer ned langs de skrå sider av sikten for å bli uttømt med den oppvarmede væsken uten å passere over overflatene av plateelementene 12.

Brettet 18 og sikten 19 er vist i nærmere detalj i fig.2. Størrelsene av elementene som er vist i fig. 2 er overdrevet i den hensikt å illustrere prinsippene for den foreliggende oppfinnelse. Som vist med pilene i figuren, vil væske som skal oppvarmes komme inn gjennom midlet 15, vist ganske enkelt som et rør, selvom væskematesystemet kunne ha en viss annen form, og går til og gjennom sikten 19 til å bli fordelt til varmevekslingselementene 12 ved hjelp av væskefordelingsbrettet 18. Brettet 18 har en generelt flat horison-tal bunn 21 og oppstående sidevegger 22. En flerhet av perforeringer 23 i brettets bunn 21 er anordnet til å fordele væsken som skal oppvarmes jevnt over bredden av plateelementene 12. Den relative størrelsen av perforeringene 23 er overdrevet for illustrasjonens formål, likesom størrelsen av åpningene 24 gjennom sikten 19 som er vist å være direkte over brettet 18. Sikten 19 er stor nok slik at faste partikler som avbøyes av skjermen 19 faller utenfor brettets 18 sidevegger 22. Den totale utformning av sikten 19 kan være konisk eller pyramideformet med sider som heller i en vinkel relativt horisontalen, fortrinnsvis ca. 60°.

Sikten 19 kan formes, slik som vist, av en kveil av tråd, hvis tverrsnitt har form av en trekant med avrundede hjørner. Åpninger 24 gjennom sikten er mindre enn perforeringene 23 i fordelingsbrettet 21, slik at ingen partikler som er store nok til å plugge en perforering 23 kan passere gjennom sikten 19. En fast partikkel av overdrevet dimensjon er vist oppfanget av skjermen 19 til venstre på midten av illustra-sjonen i fig. 2.

Sikten 19 vil effektivt hindre eventuelle faste partikler som kommer inn i varmeveksleren 10 sammen med væsken som skal oppvarmes fra å plugge perforeringene 23 i væskefordelingsbrettet 18. De oppfangede partikler passerer forbi brettet 18 og varmevekslerens plateelementer 12 og uttømmes fra varmeveksleren 10. Partiklene kan sirkuleres sammen med den oppvarmede væsken som forlater varmeveksleren 10 sammen med den oppvarmede væsken, eller hvis ønskelig adskilt fra denne.

Fig. 3 viser en anvendelse av oppfinnelsen hvor varmeveksleren 10 anvendes som en ekstern oppvarmer for en koker av den type som brukes i tremasseindustrien for å koke treflis. Kokende væskeoppløsning trekkes ut fra kokeren som generelt er angitt med henvisningstallet 25 gjennom et rør 26 til innløpet 15 på varmeveksleren 10. Etter å være blitt oppvarmet i varmeveksleren 10, blir væskeoppløsningen gjeninnført i kokeren 25 ved toppen gjennom røret 27 og også ved bunnen av kokeren gjennom et rør 28. De som kjenner til tremasseindustrien vil forstå at dette gjøres for bedre sirkulering. Kokeren 25 er vist utstyrt med de vanlige siler ved 29 som bør hindre passasjen av store faste partikler ut gjennom røret 26, men ettersom visse partikler vil gå inn i ledningen 26, tjener sikten 19 til å hindre tilstoppingen av væskefordelingsbrettet av slike partikler, som så passerer tilbake til kokeren 25 via ledningene 27, 27 og 28. Løsningen i figur 3 er kun illustrerende for en anvendelse av oppvarmeren ifølge oppfinnelsen.

Tallrike andre løsninger samt modifikasjoner hva angår deler, form og operasjon av væskeoppløsningsoppvarmeren ifølge oppfinnelsen, vil være innlysende for de som kjenner godt til varmevekslingsteknikken, og slike anvendelser og modifikasjoner ansees å ligge innenfor ideen og omfanget av oppfinnelsen, som vedrører en forbedret væskeoppløsningsoppvarmer.

Claims (2)

1. Varmeveksler av fallende-film typen der varmeveksleren har en oppvarmet overflate for den indirekte varmeveksling mellom en damp og en væske som strømmer som en fallende-film ned langs nevnte oppvarmningsoverflate (12), og som har en væskefordeler (18) med åpninger (23), karakterisert ved en sikt (19) mellom et væskeinnløp (15) og nevnte væskefordeler (18) for å hindre passasje til fordeleren (18) av faste partikler som vil kunne tilstoppe åpningene i nevnte væskef ordeler (18), idet nevnte sikt (19) på i og for seg kjent måte har sider som heller nedad og utad, f.eks. med en vinkel av ca. 60° fra horisontalen, fra en topp som er plassert under nevnte væskeinnløp for å avbøye slike faste partikler, og at der er anordnet et flertall av generelt parallelle vertikale platevarmevekslingselementer (12), idet nevnte væskefordeler utgjøres av et væskefordelingsbrett med perforeringer (23) anordnet over toppene av nevnte platevarmevekslingselementer (12) for å tilveiebringe en jevn fordeling av væske til disse.

2. Varmeveksler som angitt i krav 1, karakterisert ved at sikten er dannet av en trådkveil med passasjer mellom trådene i kveilen, idet nevnte passasjer er mindre enn perforeringene i nevnte væskefordeler eller væskefordelingsbrett.