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Dokumentenidentifikation DE60024608T2 27.07.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001172138
Titel Reaktor sowie Wärmeaustauscher dafür
Anmelder Biazzi S.A., Chailly, Montreux, CH
Erfinder Egloff, Serge, 1800 Vevey, CH
Vertreter Klunker, Schmitt-Nilson, Hirsch, 80797 München
DE-Aktenzeichen 60024608
Vertragsstaaten CH, DE, FR, IT, LI, NL
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 14.07.2000
EP-Aktenzeichen 001152636
EP-Offenlegungsdatum 16.01.2002
EP date of grant 07.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.07.2006
IPC-Hauptklasse B01J 19/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B01J 19/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B01J 19/18(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   F28D 9/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reaktor sowie eine Wärmeaustauschvorrichtung dafür.

Man kennt bereits Gas-Flüssig-Reaktoren, zum Beispiel des Typs mit einem dichten, druckfesten Behälter, die aus einem Kessel und einem Deckel bestehen, sowie eine Wärmeaustauschvorrichtung, wie zum Beispiel im Patent EP 0 633 060 des gleichen Patentinhabers beschrieben.

Andererseits hat es sich in der Praxis und insbesondere in den Bereichen der Feinchemie, Lebensmittelchemie, pharmazeutischen Chemie usw. als unabdingbar erwiesen, über solche Gas-Flüssig- und Flüssig-Flüssig-Reaktoren verfügen zu können, die gegenüber den eingesetzten Produkten völlig neutral und inert sind, und folglich über Reaktoren, deren Bauteile mit einem Schutzüberzug zum Beispiel aus Email, in Gestalt eines Metallüberzugs oder eines Überzuges aus fluoriertem Kunststoff usw. versehen sind.

Während nun ein solcher Schutzüberzug verhältnismässig leicht auf der Innenseite des Kessels und des Deckels eines Reaktors angebracht werden kann, so trifft das insbesondere nicht auch auf die Wärmeaustauschvorrichtung zu, zum Beispiel vom Typ der in dem vorgenannten Patent EP 0 633 060 beschriebenen, die zu kompliziert ist und zu viele Bauteile aufweist, um durch einen angemessenen Überzug geschützt zu werden.

Das Ziel dieser Erfindung besteht folglich darin, einen Reaktor zur Verfügung zu stellen, der eine Wärmeaustauschvorrichtung umfasst, die mit einem Schutzüberzug versehen ist.

Ein erster Gegenstand der Erfindung, die darauf abzielt, das vorgenannte Ziel zu erreichen, besteht aus einem Reaktor, der die im Anspruch 1 definierten Merkmale aufweist.

Ein zweiter Gegenstand dieser Erfindung besteht aus einer Wärmeaustauschvorrichtung, die als Ausrüstung für einen Reaktor bestimmt und in Anspruch 8 definiert ist.

Die Erfindung wird nun eingehender unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, die beispielhaft eine Ausführungsform des Gas-Flüssig-Reaktors und der Wärmeaustauschvorrichtung vorstellt.

1 und 2 sind Ansichten im senkrechten bzw. waagerechten Schnitt.

3 ist eine Ansicht eines Details der Wärmeaustauschvorrichtung im senkrechten Schnitt.

Wie in den 1 und 2 dargestellt, umfasst der Reaktor einen Behälter in Gestalt eines Kessels 1, bevorzugt zylindrisch, dessen obere Öffnung in der Arbeitsstellung dicht durch einen Deckel 2 verschlossen ist. Andererseits ist eine Wärmeaustauschvorrichtung im Kessel 1 untergebracht; genauer umfasst diese Vorrichtung einen ringförmigen Halter 3, der in der Arbeitsstellung zwischen den Kessel 1 und den Deckel 2 eingesetzt ist, wobei dieser Halter 3 Arme 4 trägt, an denen die Wärmeaustauschplatten aufgehängt sind. Das untere Ende der Platten 5 kann durch Befestigung an einem kreisförmigen Element 6 gehalten werden; in einer nicht veranschaulichten Variante können mehrere kreisförmige Befestigungselemente vorgesehen werden, wobei diese Elemente voll oder hohl sein können.

Die Arme 4 weisen koaxiale Rohre auf, die in Eintritts- 7 und Austrittsstutzen 8 für ein wärmeabführendes Fluid münden. Einer nicht veranschaulichten Variante zufolge können mehrere Eintritts- bzw. Austrittsstutzen vorhanden sein. Der Halter 3 wird durch Spannelemente 9 zwischen dem Kessel 1 und dem Deckel 2 eingespannt. Schliesslich weist der Gas-Flüssig-Reaktor noch eine (nicht im Detail veranschaulichte) Rührvorrichtung 10 auf, die die Kontaktierung des Gases mit der Flüssigkeit gewährleistet und gegebenenfalls mit einem Einleitungsrohr für den gasförmigen Reaktanten kombiniert ist.

Wie in 2 veranschaulicht, sind die senkrechten Platten 5 des Wärmeaustauschers unter einem Winkel &agr; in der Drehrichtung des Rührers befestigt, wobei dieser Winkel &agr; zum Beispiel zwischen 0 und 70° und bevorzugt zwischen 30 und 55° liegen kann, wie im vorgenannten Patent EP 0 633 060 beschrieben.

Wie in grösseren Einzelheiten in 3 veranschaulicht, trägt jeder Arm 4 ein inneres Zuleitungsrohr 11 für das wärmeabführende Fluid von einem Eintrittsstutzen 7, wobei dieses Rohr 11 mit Öffnungen 12 in die Wärmeaustauschplatte 5 mündet. Diese Platte 5 ist in Wirklichkeit durch Zusammenfügen zweier Platten hergestellt, die entlang ihrer Peripherie zusammengeschweisst sind, um zwischen sich eine innere Kammer für den Kreislauf des Wärmefluids zu definieren. Vorzugsweise werden diese Platten 5 vom Typ eines „Sandwichs" im Voraus ausgebaucht oder nach dem Verschweissen aufgebläht, was dazu beiträgt, eine bessere Turbulenz der gerührten Reaktionsflüssigkeit zu gewährleisten.

Der Arm 4 trägt noch ein zum inneren Rohr 11 koaxiales äusseres Rohr 13 für den Austritt des Wärmefluids zum Austrittsstutzen 8, wobei die benannte Flüssigkeit durch Öffnungen 14 durch den Raum zwischen den Platten 5 zum äusseren Rohr 13 hindurchgeht.

Andererseits wird die Dichtheit des Behälters, wie in 3 dargestellt, durch ringförmige elastische Dichtungen 15 gewährleistet, die in der Arbeitsstellung durch Spannorgane 9 zwischen dem Kessel 1 und dem Halter 3 einerseits und zwischen diesem Halter 3 und dem Deckel 2 andererseits eingespannt sind.

Schliesslich kann dank der Tatsache, dass die Wärmeaustauschvorrichtung einfach aufgebaut und kompakt ist, aus einer beschränkten Anzahl von Elementen besteht und eine unabhängige Baugruppe darstellt, die gesamte Oberfläche dieser Vorrichtung mit einem Schutzüberzug versehen werden, zum Beispiel aus Email, Metall oder Kunststoff.

In 3 ist die mit einem Schutzüberzug 16 versehene Oberfläche in fetteren Strichen dargestellt. Es versteht sich, dass der gleiche Schutzüberzug 16 die innere Oberfläche des Kessels 1 und des Deckels 2 des Reaktors bekleiden kann.

Schliesslich werden die Bauteile der Wärmeaustauschvorrichtung bevorzugt so gefertigt, dass sie nur gerundete Kanten oder Enden aufweisen, wie zum Beispiel das mit der Bezugszahl 17 dargestellte Ende der Arme 4, um dadurch den Schutzüberzug leichter anzubringen, ihn wirksamer und widerstandsfähiger zu machen sowie auch die Reinigung des Reaktors mit den cGMP-Richtlinien besser verträglich zu gestalten.


Anspruch[de]
  1. Reaktor mit einem dichten, druckfesten Behälter, aus einem Kessel (1) und einem Deckel (2) gebildet, und mit einer Wärmeaustauschvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeaustauschvorrichtung einen ringförmigen Halter (3), der in der Arbeitsstellung zwischen dem Kessel (1) und dem Deckel (2) angeordnet ist, sowie Wärmeaustauschplatten (5) umfasst, die in der Arbeitsstellung im Inneren des Kessels (1) angeordnet sind und im Wesentlichen senkrecht durch Arme (4) gehalten werden, die fest mit dem ringförmigen Halter (3) verbunden sind, dadurch, dass kreisförmige Sammler für den Kreislauf eines Wärmefluids in den Halter (3) eingebaut sind und mit koaxialen Rohren (11, 13), die die Arme (4) bilden, sowie mit inneren Kreislaufkammern zusammenwirken, die in den Platten (5) vorhanden sind, und dadurch, dass die Wärmeaustauschvorrichtung ein unabhängiges Ganzes bildet, das auf seiner Aussenseite mit einem Schutzüberzug (16) versehen ist.
  2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Drehrührwerk (10) aufweist, das die Kontaktierung der reagierenden Stoffe gewährleistet und im Wesentlichen senkrecht in der Mitte des Kessels (1) angeordnet ist.
  3. Reaktor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeaustauschplatten (5) an ihrem unteren Ende an zumindest einem kreisförmigen Befestigungselement (6) gehalten werden.
  4. Reaktor nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeaustauschplatten (5) so angeordnet sind, dass sie einen Winkel (&agr;) zwischen 0 und 70° bezüglich des Radius in Drehrichtung des Rührwerks bilden.
  5. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Halter (3) durch Spannelemente (9) zwischen dem Deckel (2) und dem Kessel (1) des Behälters gehalten wird, wobei ringförmige elastische Dichtungen (15) den dichten Abschluss zwischen dem Deckel (2) und dem Halter (4) sowie zwischen diesem und dem Kessel (1) gewährleisten.
  6. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die Arme (4) bildenden koaxialen Rohre (11, 13) mit Eintritts- (7) bzw. Austrittsstutzen (8) für das Wärmefluid zusammenwirken.
  7. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite des Kessels (1) und des Deckels (2) mit einem Schutzüberzug (16) ähnlich dem der Wärmeaustauschvorrichtung versehen ist.
  8. Wärmeaustauschvorrichtung für Reaktor, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen kreisförmigen Halter (3), in den zwei Sammler für den Kreislauf eines Wärmefluids eingebaut sind, sowie Wärmeaustauschplatten (5) umfasst, die im Wesentlichen senkrecht durch Arme (4) gehalten werden, die fest mit dem Halter verbunden sind, dadurch, dass die beiden kreisförmigen Sammler mit koaxialen Rohren (11, 13), die die Arme (4) bilden, zusammenwirken, wobei diese mit inneren Kreislaufkammern in Verbindung stehen, die in den Platten (5) vorhanden sind, und dadurch, dass diese Vorrichtung auf ihrer Aussenseite mit einem Schutzüberzug (16) versehen ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeaustauschplatten (5) an ihrem unteren Ende an zumindest einem kreisförmigen Befestigungselement (6) gehalten werden.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die die Arme (4) bildenden koaxialen Rohre (11, 13) mit Eintritts- (7) bzw. Austrittsstutzen (8) für das Wärmefluid zusammenwirken.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzüberzug (16) aus Email, einem Kunststoff oder einer Metalllegierung besteht.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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