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Die Erfindung betrifft ein Kältetrockner-Element für komprimierte Luft mit mindestens je einem Luft-Luft-Wärmeaustauscher und einem Luft-Freon-Wärmeaustauscher, wobei die Wärmeaustauscher gebogene, ineinanderliegende Rohre aufweisen.
Kältetrockner werden zunehmend in Verbindung mit Druckluftnetzen eingesetzt, um die Feuchtigkeit aus der Luft zu entfernen und damit komplizierte Druckluftsysteme, z. B. Steuer-und Regelsysteme, störungsfrei betreiben zu können. Bei bekannten Kältetrockner-Anlagen wird die von einem Verdichter verdichtete Luft zunächst vorgekühlt und dann mit einer Temperatur von etwa 30 C einem Luft-Luft-Wärmeaustauscher zugeführt, in welchem die Luft auf zirka 12 C gekühlt wird.
Die weitere Abkühlung der Luft erfolgt in einem Luft-Freon-Wärmeaustauscher, in welchem eine Endtemperatur der Luft von etwa 20C erreicht wird. In einem daran anschliessenden Abscheider wird nun die ausgefällte Feuchtigkeit abgeschieden. Die feuchtigkeitsfreie Luft gelangt in den Luft-Luft-Wärmeaustauscher und dient zur Kühlung der komprimierten Luft. Die mit 2 C in diesen Wärmeaustauscher eintretende Luft erwärmt sich hiebei auf etwa 220C und wird anschliessend den Verbrauchern zugeführt. Es hat sich nun als zweckmässig erwiesen, für die beiden Wärmeaustauscher Standard-Einheiten zu verwenden und eine der Grösse der Druckluftanlage entsprechende Anzahl dieser Einheiten zusammenzufassen.
Eine bekannte Wärmeaustauscher-Einheit besteht aus einem Aussenrohr mit einem darin koaxial angeordneten Innenrohr, das zu einer Anzahl Windungen gebogen wird. Um eine kleine Bauhöhe, z. B. von zwei Rohrdurchmessern, einhalten zu können, ist es erforderlich, den Wärmeaustauscher in Spiralen anzuordnen. Die Herstellung von Wärmeaustauscher-Einheiten mit spiralförmig verlegten Windungen ist jedoch fabrikationstechnisch schwierig und deshalb aufwendiger als Einheiten mit schraubenförmig angeordneten Rohrwindungen. Bei einer gegebenen Wärmeaustausch-Einheitsleistung für die Wärmeaustauscher-Einheit kann jedoch bei einer schraubenförmigen Anordnung der Rohrwindungen die gewünschte kleine Bauhöhe bei gegebenem Windungsdurchmesser nicht eingehalten werden.
Es ist zwar bekannt, die Wärmeaustausch-Leistung zweier koaxialer Rohre durch Einbauten zu verbessern, jedoch wird dadurch die Wärmeaustauscher-Einheit in ihrer Herstellung kompliziert und aufwendig.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Kältetrockner der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass bei einfachstem Aufbau der Wärmeaustauscher-Einheit eine schraubenförmige Anordnung der Rohrwindungen unter Einhaltung der Wärmeaustausch-Leistung, des Druckverlustes, der Bauhöhe und des Windungsdurchmessers möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Luft-Luft-Wärmeaustauscher ein Aussenrohr und mindestens drei Innenrohre und die Luft-Freon-Wärmeaustauscher ein Aussenrohr und ein koaxiales Innenrohr mit mindestens drei im koaxialen Innenrohr mit gegenseitiger Linienberührung angeordneten Innenrohren aufweisen.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben.
Es zeigen : Fig. 1 eine Seitenansicht zweier übereinanderliegender Wärmeaustauscher, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Wärmeaustauscher nach Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt eines Luft-Luft-Wärmeaustauschers, Fig. 4 einen Querschnitt eines Luft-Freon-Wärmeaustauschers, Fig. 5 eine Draufsicht in vergrösserter Darstellung der Rohrenden eines Luft-Luft-Wärmeaustauschers und Fig. 6 eine Draufsicht in vergrösserter Darstellung der Rohrenden eines Luft-Freon-Wärmeaustauschers.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellten Wärmeaustauscher setzen sich aus einem Luft-Luft-Wärme-
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bei Aufeinanderstapeln von Wärmeaustauschern jeweils ein Zwischenraum --Z-- entsteht, durch den der von den Rohrwindungen gebildete Innenraum zugänglich ist, was bei der Herstellung eines Kältetrockners vorteilhaft ist.
Der Luft-Luft-Wärmeaustauscher --1-- setzt sich, siehe Fig. 3, aus einem Aussenrohr --3-- und vier Innenrohren --4-- zusammen, jedoch kann auch eine andere Zahl von Innenrohren --4-verwendet werden. Durch die Innenrohre -4-- fliesst beispielsweise die Kühlluft und im Innenraum zwischen dem Aussenrohr --3-- und den Innenrohren --4-- die zu kühlende Luft.
Der Luft-Freon-Wärmeaustauscher weist, s. Fig. 4, ein Aussenrohr --3-- mit einem koaxialen Innenrohr --5-- auf. Im Innenraum des koaxialen Innenrohrs --5-- sind vier Innenrohre --4--
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angeordnet. Wesentlich ist hiebei, dass die Innenrohre --4-- unter sich und mit der Innenwandung des koaxialen Innenrohrs in gegenseitiger Linienberührung --13-- stehen. Durch das koaxiale Innenrohr --5-- und die Innenrohre --4-- fliesst beispielsweise die zu kühlende Luft, während das Freon im Ringraum zwischen dem Aussenrohr --3-- und dem koaxialen Innenrohr --5-- fliesst.
Die beiden Wärmeaustauscher --1, 2-- weisen an ihren Windungsenden, s. Fig. 2, gerade Stutzen --6-- auf. Mit diesen werden die Wärmeaustauscher --1, 2-- an Kollektoren angeschlossen.
In Fig. 2 sind schematisch Sammelrohre-8, 9-für die Kühlluft und die zu kühlende Luft dargestellt.
In Fig. 5 und 6 sind die Anschlüsse der Wärmeaustauscher --1, 2-- vergrössert dargestellt.
Der Stutzen --6-- des Aussenrohrs --3-- mündet im gestrichelt dargestellten Sammelrohr--8--, während die Innenrohre --4-- in einem Verbindungsstutzen --10-- zusammengefasst werden, der im gestrichelt dargestellten Sammelrohr --9-- mündet.
Fig. 6 stellt den Anschluss des Luft-Freon-Wärmeaustauschers dar. Am Stutzen --6-- schliesst ein konischer Verbindungsstutzen mit einem Anschlussrohr --12-- an, während das koaxiale Innenrohr --5-- direkt mit dem Sammelrohr --9-- verbunden ist. Da das eine Medium sowohl in den Innenrohren-4-als auch im koaxialen Innenrohr --5-- fliesst, braucht nur das koaxiale Innenrohr --5-- mit dem Sammelrohr --9-- verbunden zu werden ; dadurch wird eine unerwünschte risikoträchtige und später unzugängliche Lötstelle im Freonbereich vermieden.
Mit den beschriebenen Wärmeaustauscher-Einheiten --1, 2--, die mit nur eineinhalb Windungen ausgeführt werden, erreicht man eine ins Gewicht fallende Materialersparnis trotz der Verwendung der Innenrohre --4--. Auch ist für die Einhaltung der gewünschten Wärmeaustausch-Einheitsleistung kein grösseres Druckgefälle erforderlich als bei vergleichbaren bekannten Einheiten.
Der Einfachheit halber wurde für das eine Medium Luft genannt, doch kann im Rahmen der Erfindung auch ein anderes Gas verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kältetrockner-Element für komprimierte Luft mit mindestens je einem Luft-Luft-Wärmeaustauscher und einem Luft-Freon-Wärmeaustauscher, wobei die Wärmeaustauscher gebogene, ineinanderliegende Rohre aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft-Luft-Wärmeaustauscher (1) ein Aussenrohr (3) und mindestens drei Innenrohre (4) und der Luft-Freon-Wärmeaustauscher (2) ein Aussenrohr (3) und ein koaxiales Innenrohr (5) mit mindestens drei im koaxialen Innenrohr mit gegenseitiger Linienberührung (13) angeordneten Innenrohren (4) aufweisen.