蒸发系统、蒸发方法和密封系统技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于分离彼此混合的至少两种液体的蒸
发系统、根据权利要求9的前序部分的用于分离彼此混合的至少两种液体的方法以及根据
权利要求10的用于密封位于水下的轴的密封系统。
背景技术
例如在DE102012016447A1中示出了一种已知的密封系统。密封系统用于密封螺旋
桨轴，并具有可放置到轴上并可连接到轴使得它们一起旋转的衬套，该衬套由相对于衬套
固定的壳体包围。在壳体中形成至少一个通向衬套的润滑剂室，可通过供给管路将润滑剂
引入到该润滑剂室中，并且润滑剂可经由排出管路排出。通过供给管路和排出管路，润滑剂
室集成在润滑剂回路中，其中用于分离例如在泄漏过程中与润滑剂混合的海水的过滤器被
过滤出。此外，再循环使得能够去除由于泄漏而进入润滑剂室的空气。
此外，蒸发系统是已知的，使用其可以从润滑剂中排出水。一种已知的润滑系统具
有用于接收与水混合的润滑剂的反应器容器、用于将气体充气剂吹入混合物中的吹入装
置、用于加热混合物的加热装置以及用于排出吹入的充气剂和用于排出液体蒸汽的出口。
位于润滑剂中的水作为蒸汽从反应器容器排出到盖侧。净化的润滑剂从基部侧流出反应器
容器。充气剂优选为空气，并以相反的方向流过混合物。空气被混合物加热并从混合物吸收
水直到饱和极限。
在EP2364194B1中，示出了一种蒸发系统，其中将加热的空气吹入反应器容器中于
被含水润滑剂渗透的网状材料下方。在网状材料上方，将混合物引入反应器容器中。由于重
力，含水材料从上向下渗透网状材料，并且通过上升的空气在相反方向上流过。因此，水被
洗涤并作为蒸汽从反应器容器的盖侧除去。脱水的润滑剂从基部侧流出。
原则上，使用这种蒸发系统，存在水蒸汽在从反应容器排出之前冷凝的危险。冷凝
物然后滴回反应容器或润滑剂中，这需要反复排出。一来净化时间因此增加，二来蒸发系统
的净化性能降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于快速排出液体蒸汽的蒸发系统。此外，本发明的目
的是提供一种使得能够附加地分离至少两种彼此混合的液体的方法。此外，本发明的目的
是提供一种包括这种附加净化的密封系统。
该目的是通过具有权利要求1的特征的蒸发系统、具有权利要求9的特征的方法以
及具有权利要求10的特征的密封系统来实现的。
用于分离彼此混合的至少两种液体的本发明的蒸发系统具有用于接收混合物的
反应器容器、用于将气态充气剂吹入混合物中的吹入装置、用于加热混合物的加热装置以
及用于排出吹入的充气剂和用于排出液体蒸汽的出口。根据本发明，提供了用于将气态流
体引入混合物水平面以上的入口，用于产生到出口的气态输送流。输送流表示相对于从混
合物上升的液体-蒸汽-充气剂流的横向流动。这种交叉取向使得液体-蒸汽-充气剂流被输
送流吸收并且以目标方式被输送到出口。液体-蒸汽-充气剂流也通过输送流远离反应器
盖，由此防止反应器盖上的冷凝物形成。快速排出特别是液体蒸汽，由此有效地防止反应容
器内部的冷凝物形成。没有或几乎没有冷凝物滴落在反应器容器或混合物中。结果，本发明
的蒸发系统具有短的净化时间和高的净化性能。引入的气态流体优选与充气剂相同。因此，
流体和充气剂原则上可以在回路中被引导。应当注意，术语“流体”也被理解为是指流体混
合物。优选地，气态流体和充气剂是空气。如果反应器容器是绝热的或由绝热材料构成，则
可以减少将反应器容器保持在足够温度下所需的能量。隔热或绝热材料的示例是塑料或复
合塑料，比如玻璃纤维增强塑料(玻璃纤维)、碳纤维增强塑料(CFRP)等。
可以在入口侧提供用于主动吹入气态流体的鼓风机装置。鼓风机装置可以简单地
提供，例如通过将蒸发系统或入口集成到船上的机载压缩空气网络中。可替代地或另外的，
可以在出口侧实际上设置抽吸装置，用于主动抽吸输送流。如果仅在出口侧设置抽吸装置，
则气态流体被吸入反应器容器中。在最简单的情况下，入口表示通向外部环境的开口。不管
是否设置鼓风机装置和/或抽吸装置，优选的是，蒸发系统形成封闭系统，因为封闭系统比
开放系统更容易控制。
为了避免反应器容器中没有形成输送流的区域，有利的是，用于输送流的流体供
给管路位于远离出口的入口开口设置的反应器容器部分中。由此实现了混合物的整个或几
乎整个表面被输送流覆盖。相对于反应器容器的垂直轴线，这意味着流体供给管路和入口
开口优选设置成靠近壁或直接在彼此径向相对的反应器容器的壁部分中。
为了防止液体蒸汽被输送流冷却，入口可以与加热装置或反应器容器的加热装置
相互作用，用于加热待引入的气态流体。
出口优选地包括从反应器基部观察在混合物水平面上延伸的下行管。从安装位置
看，液体-蒸汽-充气剂流与输送流一起从而向下排出反应器容器。因此在混合物水平面形
成的泡沫也被排出反应器容器。
为了防止意外地形成在反应器盖上的冷凝物滴入混合物中，有利的是，反应器盖
包括朝向下行管的入口开口定向的至少一个引导表面。至少一个引导表面终止于凹陷处，
冷凝物可从该凹陷滴入入口开口中。如果蒸发系统集成在容器中，例如在诸如艉管密封件
的密封系统中，则至少一个引导表面优选地相对于反应器容器的安装位置接合，使得确保
滴入入口开口，甚至具有容器的最大允许损伤角(insult-angle)或倾斜角。为此，入口开口
可以附加地在滴落方向上或朝向反应器基部呈锥形漏斗形。
吹入装置优选具有至少简单地弯曲的分流器，在充气剂的上升方向上或朝向反应
器盖，用于将气流分成多个单独的流。由于这些措施，充气剂在大的横截面上被引入混合物
中，并且因此其通过充气剂在其整个横截面上至少几乎均匀地流过。由于至少一个曲率，即
使具有小的横向延伸，也实现了大的分割。
为了防止混合物的表面膜的形成，其将阻碍液体蒸汽从混合物中逸出，蒸发系统
可以包括在反应器容器中的用于破碎表面膜的搅拌器。
在用于在反应器容器中分离彼此混合的至少两种液体的一种本发明方法中，其中
至少一种液体在引入热的情况下作为液体蒸汽从混合物中被驱出，气态输送流通过在混合
物水平面上方引入气态流体而被主动产生，该气态输送流朝向反应器容器的出口定向。这
里的输送流相对于液体-蒸汽-充气剂流定向，使得液体-蒸汽-充气剂流基本上被带到出
口。输送流表示相对于液体-蒸汽-充气剂流的横向流动，由此液体-蒸汽-充气剂流也保持
远离反应器盖。由此有效地防止液体冷凝并因此滴入混合物中。防止这种冷凝使得可以快
速且有效地分离混合物。
用于密封位于水下的轴的本发明的密封系统具有可放置到轴上并且可连接到轴
使得它们一起旋转的衬套，该衬套由相对于衬套固定的壳体包围。壳体具有至少一个通向
衬套的润滑剂室，通过入口管路可将润滑剂引入到该润滑剂室中，并且可通过排出管路排
出。根据本发明，密封系统包括本发明的蒸发系统，其中入口管路与润滑剂出口流体连接，
排出管路与蒸发系统的润滑剂入口流体连接。这种密封系统例如可用作艉管密封件，并且
使得位于至少一个润滑剂腔室中的润滑剂能够有效地从由于润滑剂腔室中的泄漏而渗透
的海水脱水。在容器的浮动位置，如果脱水的润滑剂被向上引入到润滑剂室中并且含水润
滑剂从润滑剂室向下排出，则可以有效地从润滑剂室排出仍然不与润滑剂形成乳液的水。
如果脱水的润滑剂在润滑剂室中下面发生并且除去润滑剂室上面的含水润滑剂，则气体也
可以有效地从润滑剂室排出。当然，这两个变型也可以在其间交替，使得水的排出和气体的
去除以交替顺序的方式进行。
本发明的其它有利的示例性实施例是其他从属权利要求的主题。
附图说明
在下文中，参照非常简化的示意图，更详细地解释本发明的优选示例性实施例。
图1示出了本发明的蒸发系统的第一示例性实施例，
图2示出了本发明的蒸发系统的第二示例性实施例，
图3示出了本发明的密封系统的第一示例性实施例。
在附图中，相同的结构元件设有相同的附图标记。
具体实施方式
用于分离形成混合物2的至少两种液体的本发明蒸发系统1的第一示例性实施例
具有用于接收混合物2的反应器容器4。反应器容器4例如是圆柱形的，具有管状容器壁6、扁
平圆顶形容器底部8和扁平圆顶形容器盖10。反应器容器至少大部分由诸如塑料或复合塑
料的绝热材料构成。如果容器以金属结构制造，则优选的是其设置有适当的绝热。反应器容
器4填充有混合物2，使得在混合物水平面12和容器盖10之间总是形成或保持有自由空间
14。
蒸发系统1还具有位于自由空间14的区域中的混合物入口16、靠近基部的液体出
口18、加热装置20、吹入装置22、用于将气态流体在混合物水平面12上方引入的入口24以及
除其他事项外用于排出该气态流体的出口26。
在此处以箭头表示的混合物入口16设置在自由空间14的区域中，使得混合物2可
以无压力地引入反应器容器4中。当然，混合物入口16也可以位于混合物水平面12之下。
指示为反箭头的液体出口18设置在基部附近，使得可以确保仅可将从混合物2中
驱出并因此净化的液体从反应器容器4中去除。
加热装置20设置在容器壁6的区域中的基部附近，并且具有大致延伸到反应器容
器4的中心轴线的加热线圈28。优选地，加热装置20(如电源线缆30所示)是电驱动的。
吹入装置22用于吹入充气剂32，优选为空气。吹入装置具有穿透容器基部8的吹入
管路34，该吹入管路34平行于反应器容器4的中心轴线设置。吹入管路34在分配空间36中敞
开，其沿着充气剂32或壳式分流器38的上升方向观察是通过凹部限定的。分流器38具有多
个开口，流过吹入管路34的主流通过这些开口分成多个单独的流。为了吹入充气剂32，吹入
装置22包括与吹入管路34流体连接的鼓风机40。为了控制流通，可调节阀装置42例如节流
阀集成到吹入管路22中。代替单独的鼓风机40，吹入管路22可以与机载压缩空气网络流体
连接。
入口24用于将用于形成输送流44的气态流体或流体混合物在混合物水平面12上
方朝向出口26引入。其具有入口管路46，其在混合物水平面12上方在自由空间14的区域中
穿透容器壁6。入口管路46通过集成在其中的可调节阀装置48(例如节流阀)是敞开的和可
张紧的。流体特别是可以通过与入口管路46流体连接的鼓风机50吹入到反应器容器4中的
空气。代替单独的鼓风机50，入口24可以经由入口管路46连接到机载压缩空气网络。为了引
入处于加热状态的流体，其可以通过未示出的加热装置加热。可替代地，流体经由反应器容
器4的加热装置20加热。
这里的出口被描绘为平行于反应器容器4的中心轴线延伸的下行管。其被定位成
远离入口管路46，使得整个混合物水平面12可被输送流覆盖。出口26和入口管路46优选地
径向相对地设置。朝向输送流44观察，出口26延伸出自由空间14，并且因此从混合物水平面
12上方的反应器区域朝向其穿透的容器基部8延伸。从反应器容器4的安装位置观察，由输
送流44吸收并从混合物2中逸出的液体-蒸汽-充气剂52因此向下排出。出口26具有入口开
口54和出口开口58，其终止于例如储存器56中。储存器56可与热交换器相互作用，使得液体
蒸汽作为冷凝物分离，并且由此获得的气态流体被供给在回路操作中作为吹入装置22和/
或至入口24的充气剂。入口开口54可以以与输送流44相反的方向以漏斗形方式延伸。当在
容器上使用蒸发系统1时，储存器56可以是舱底。
在下文中解释本发明的方法。混合物2在此包括含水润滑剂或润滑剂-水乳液。水
现在应该排出。润滑剂-水乳液2由混合物入口16供给到反应器容器4。脱水的润滑剂通过反
应器容器4的液体出口18除去。空气用作吹入装置22的充气剂32并且作为入口24的气态流
体。
通过给加热装置20通电来加热混合物。在上升期间，吹入的充气剂32因此由混合
物2加热，因此从混合物2吸收水直到饱和极限。当水蒸汽与空气32在混合物水平面12上方
形成水-蒸汽-空气流52时，水被驱出。水-蒸汽-空气流52竖直地上升并撞击在混合物水平
面12上方横向吹入的输送流44或空气流44上。输送流44或空气流44横向于水-蒸汽-空气流
52延伸并且形成用于朝向反应器盖10定向的水-蒸汽-空气流52的屏障，使得其不能渗透到
反应器盖10，而是被输送流44或空气流44保持远离。输送流44携带水-蒸汽-空气流52并且
随其流动，作为整个流或排出流59混合进入出口26。结果，水被有效地驱出混合物2，使得润
滑剂可以在液体出口18处从反应器容器4脱水而被去除。由输送流44和水-蒸汽-空气流52
形成的排出流59可以经受除湿。蒸发系统1的除湿空气可以通过除湿而返回到回路中作为
用于输送流44的充气剂32或气态流体。
在图2中，示出了本发明的蒸发系统1的第二示例性实施例。与根据图1的第一示例
性实施例相反，第二示例性实施例具有形成准漏斗形的内侧容器盖10。反应器盖10形成为
漏斗形，使得在垂直出口轴线的延长线上，其在出口26的入口开口54上方具有凹陷。凹陷60
用作形成在反应器盖10上的意外冷凝物62的滴落点10，从而防止冷凝物滴回到混合物2中。
为了有针对性地引导冷凝物62，从盖边缘64延伸到凹陷56表面的盖内表面66用作引导表
面。
在图3中，示出了本发明的密封系统，例如用于密封包括上述蒸发系统1之一的艉
管。密封系统68具有用于密封轴72的轴密封件70。轴72配置为船的螺旋桨轴，螺旋桨74位于
其自由端(位于海水中)上。蒸发系统1经由入口管路76和排出管路78集成到密封系统68中，
并且特别地与轴密封件70流体连接。
轴密封件70抵抗海水的渗透密封船体侧艉管80。其具有衬套82和壳体84。衬套82
布置在轴上，使得它们一起旋转并且具有用于附接到螺旋桨74的环形凸缘86。其在壳体84
中被旋转地引导，壳体84具有环形凸缘88，用于附接到艉管80。衬套或轴保护衬套82在其整
个自由长度上包围轴72并因此保护其免受海水的影响。
壳体84被实施为多部分，并且在此具有朝向衬套82开放的三个环形室90、92、94，
并且在每个中形成壳体段96、98、100。环形室90、92、94分别通过环形密封件102、104、106彼
此密封。它们可以填充有不同的介质，其中在这里所示的示例性实施例中，船体侧环形室94
填充有润滑剂比如油。润滑剂在回路中由环形室94引导，其中为此，排出管路78从环形室94
延伸到蒸发系统1的混合物入口16，并且入口管路76从蒸发系统1的液体出口18延伸到环形
室94中。为了泵送润滑剂通过环形室94，泵108以及连接在泵下游的用于过滤例如盐的过滤
器110设置在入口管路76中。结果，环形室94的含水润滑剂在操作中被去除，在蒸发系统1中
脱水，并且作为没有其它污染物的脱水的和纯润滑剂被引导回到环形室94中。
在这里所示的示例性实施例中，在安装位置，在蒸发系统1中脱水的润滑剂被向上
引入环形室94中，并且含水润滑剂从环形室94向下排出。这特别有利以便从环形室94排出
水。可替代地，润滑剂进入环形室94的入口管路76可以在下面发生并且从上面的环形室94
去除。这特别有利于从环形室94排出气体。当然，这两种变型也可以在其间交替，使得水的
排出和气体的去除可以以交替顺序的方式发生。
公开了一种用于分离彼此混合的至少两种液体的蒸发系统，包括用于接收混合物
的反应器容器，包括用于将气态充气剂吹入混合物中的吹入装置，包括用于加热混合物的
加热装置，并且包括用于排出吹入的充气剂和用于排出液体蒸汽的出口，其中用于引入气
态流体的入口设置在用于产生到出口的气态输送流的混合物水平面之上，还公开了一种方
法以及一种密封系统。
附图标记列表
1 蒸发系统
2 混合物/润滑剂-水乳液
4 反应器容器
6 容器壁
8 反应器基部
10 反应器盖
12 混合物水平面
14 自由空间
16 混合物入口
18 液体出口
20 加热装置
22 吹入装置
24 入口
26 出口
28 加热线圈
30 电源线缆
32 充气剂/空气
34 吹入管路
36 分布空间
38 分流器
40 鼓风机
42 阀装置
44 输送流/空气流
46 入口管路
48 阀装置
50 鼓风机
52 液体-蒸汽-充气剂流/水-蒸汽-空气流
54 入口开口
56 储存器
58 出口开口
59 出口流
60 凹陷
62 冷凝物
64 盖边缘
66 引导表面
68 密封系统
70 轴密封件
72 轴
74 螺旋桨
76 入口管路
78 排出管路
80 艉管
82 衬套
84 壳体
86 环形凸缘
88 环形凸缘
90 环形室
92 环形室
94 环形室
96 壳体段
98 壳体段
100 壳体段
102 环形密封件
104 环形密封件
106 环形密封件
108 泵
110 过滤器