Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen eines Druckgases, mit einem Verdampfer, in welchem ein bei der herrschenden Temperatur verdampfendes Kühlmittel mit dem zu trocknenden Gas in Wärmeaustausch gebracht wird, um dadurch Feuchtigkeit daraus kondensieren zu lassen, und einem dem Verdampfer bezüglich des Druckgases vorgeschalteten Wärmeaustauscher, in welchem das kalte, getrocknete Druckgas mit dem zu behandelnden Druckgas in Wärmeaustausch gebracht wird, um dadurch letzteres vorzukühlen und das getrocknete Gas auf eine der Umgebungstemperatur ange- näherte Temperatur zu erwärmen.
Für viele Anwendungen von Pressluft oder andern Gasen, wie z. B. für Steuer- und Förderanlagen und für Werkzeugantriebe, ist es wichtig, dass die Luft trocken ist, um ein Angreifen von bewegenden Teilen und Leitungen und Verstopfung durch Kondenswasser vorzubeugen, ungeachtet erheblicher Schwankungen im Feuchtigkeitsgrad und in der Umgebungstemperatur.
Besonders für Anlagen mit weniger strengen Anforderungen bezüglich des Trockenheitsgrades sind Trockenvorrichtungen mit Absorptionsmitteln weniger notwendig. Solche Vorrichtungen haben nämlich den Nachteil, dass sie wegen der erforderlichen Regenerierung des Absorptionsmittels verhältnismässig viel Energie verbrauchen. Für solche Zwecke wird Kondensation mittels Abkühlung mit Hilfe eines verdampfenden Kühlmittels wie Freon vorgezogen. Wenn im nachfolgenden von Luft die Rede ist, ist darunter auch ein anderes Gas zu verstehen.
Die üblichen Vorrichtungen dieser Art umfassen ausser einem Verdampfer, in welchem das Kühlmittel in Wärmeaustausch mit der abzukühlenden Luft verdampfen kann, noch einen zusätzlichen Wärmeaustauscher. In diesem kann die abgekühlte Luft, nachdem die Feuchtigkeit daraus kondensiert ist, Wärme aus der zugeführten Druckluft aufnehmen, so dass Trockenluft mit einer Temperatur, welche nicht erheblich von der Umgebungstemperatur abweicht, abgegeben wird, während die zugeführte Luft vorgekühlt wird.
Dieser Verdampfer und dieser Wärmeaustauscher müssen dabei, wenigstens was den Luftanteil betrifft, dem Druck der Druckluft widerstehen können. Dies hat zur Folge, dass solche Vorrichtungen umfangreich und schwer werden, da der Verdampfer und der Wärmeaustauscher in einem Druckbehälter untergebracht werden müssen.
Die Erfindung schafft eine Vorrichtung dieser Art, welche diesen Nachteil nicht besitzt, und welche ungeachtet einer grossen Druckfestigkeit geringe Abmessungen hat.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgänge im Verdampfer bzw. Wärmeaustauscher für das Druckgas wenigstens ein druckfestes Rohr aufweisen, innerhalb welchem ein zweites Rohr für das mit diesem Gas in Wärmeaustausch zu bringende Kühlmittel bzw.
getrocknete Druckgas angeordnet ist.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung am Ausführungsbeispiel näher erläutert, es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem erheblich vereinfacht wiedergegebenen Kühlmittelkreislauf und
Fig. 2 und 3 einen Querschnitt gemäss der Linie II-II der Fig. 3 bzw. eine Aufsicht einer Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1.
Der von der Druckluft durchströmte Teil der in Fig. 1 schematisch dargestellten Vorrichtung ist in einem geschlossenen Gehäuse angeordnet, welches mit einem geeigneten Isolationsmittel gefüllt ist, wobei eine Luftzuleitung 2, eine Luftableitung 3, eine Kühlmittelzuleitung 4 und eine Kühlmittelableitung 5 durch die Gehäusewand 1 nach aussen hindurchgeführt sind.
Die Zuleitung 2 und die Ableitung 3 sind mittels eines Anschlusskastens 6 mit einem Wärmeaustauscher 7 verbunden. Dieser besteht aus zwei ineinanderliegenden Rohren 8 und 9, wobei das Innenrohr 9 mit der Ableitung 3, und der Zwischenraum zwischen den Rohren 8 und 9 mit der Zuleitung 2 in Verbindung steht. Die Anschlüsse befinden sich im Kasten 6. Das Aussenrohr 8 ist dabei derart gewählt, dass es dem Druck der zugeführten Druckluft widerstehen kann. Da der Druck innerhalb des Rohres 9 etwa gleich dem Zuleitungsdruck ist, kann das Innenrohr 9 erheblich leichter als das Aussenrohr 8 ausgeführt werden. Obgleich mit geraden Rohren 8 und 9 gearbeitet werden kann, werden diese vorzugsweise mehrfach gekrümmt, um Raum zu sparen.
Dies kann in der in Fig. 1 schematisch angedeuteten Weise geschehen, jedoch wird eine noch zu beschreibende schraubenlinienförmige Aufwicklung dieser Rohre bevorzugt.
Das Aussenrohr 8 des Wärmeaustauschers 7 steht am anderen Ende mit einem Wasserabscheider 10 in Verbindung, der ebenfalls als ein den herrschenden Drücken widerstehender Behälter ausgeführt ist. Innerhalb des Behälters 10 befindet sich ein zweiter Wasserabscheidungsbehälter 11, welcher mit dem entsprechenden Ende des Innenrohres 9 in Verbindung steht. Dieser Innenbehälter ist dabei nur der Druckdifferenz zwischen zugeführter und abgeführter Luft ausgesetzt und kann deshalb erheblich leichter als der Aussenbehälter 10 ausgeführt sein. Der Zwischenraum zwischen den Behältern 10 und 11 und der Innenraum des Behälters 11 sind je mit einer Wasserablassleitung 12 mit zugehörigem Absperrhahn 13 verbunden, welche Leitungen ebenfalls durch die Gehäusewand 1 nach aussen geführt sind.
Der Aussenbehälter 10 steht mit einer Verbindungsleitung 14 in Verbindung, welche anderseits in einen Anschlusskasten 15 mündet, welcher mit einem Verdampfer 16 in Verbindung steht. Die Ableitung 5 für das Kühlmittel steht ebenfalls mit dem Kasten 15 in Verbindung. Der Verdampfer 16 besteht ebenfalls aus zwei ineinanderliegenden Rohren 17 und 18, wobei der Zwischenraum zwischen diesen Rohren mit der Verbindungsleitung 14 und das Rohr 18 mit der Ableitung 5 für das Kühlmittel in Verbindung steht. Die Rohre 17 und 18 stehen anderseits mit einem Anschlusskasten 20 in Verbindung. Diese Rohre können wiederum gerade ausgeführt sein, jedoch sind wegen Platzersparnis diese Rohre meistens gekrümmt, und insbesondere schraubenlinienförmig gewickelt.
Wie noch näher beschrieben wird, werden in der Praxis der Wärmeaustauscher 7 und der Verdampfer 16 meistens koaxial gewickelt.
Der mit dem Zwischenraum zwischen den Rohren 17 und 18 in Verbindung stehende Teil des Kastens 20 ist mittels einer Verbindungsleitung 21 mit dem Innern des Innenbehälters 11 verbunden, während die Kühlmittelzufuhr 4 im Kasten 20 mit dem Innenrohr 18 verbunden ist. Die Kühlmittelleitungen 4 und 5 stehen mit einem noch zu beschreibenden Kühlmittelkreislauf in Verbindung, in welchem in üblicher Weise durch Kompression und Dekompression des Kühlmittels, insbesondere Freon, die erwünschte Abkühlung dieses Kühlmittels herbeigeführt werden kann.
Die durch die Leitung 2 zugeführte Druckluft strömt durch den Zwischenraum zwischen den Rohren 8 und 9 des Wärmeaustauschers 7, darauf durch den Aussenbehälter 10 und die Leitung 14 in den Zwischenraum zwischen den Rohren 17 und 18 des Verdampfers 16, danach durch die Leitung 21 in den Innenbehälter 11 und schliesslich durch das Innenrohr 9 in die Ableitung 3. Im Verdampfer 16 wird die Luft durch Wärme übertragung auf das im Innenrohr 18 strömende Kühlmittel abgekühlt, so dass die Feuchtigkeit aus dieser Luft herauskondensiert. Danach strömt diese Luft wie erwähnt durch das Innenrohr 9 in die Ableitung 3, wobei im Wärmeaustauscher 7 Wärme aus der zugeführten Luft aufgenommen wird, so dass die abgeführte Luft auf eine nicht erheblich von der Umge bungstemperatur abweichende Temperatur gebracht, und die zugeführte Luft vorgekühlt wird.
Ausser für die Behälter 10 und 11 können in anderen geeigneten Punkten noch zusätzliche Wasserablassleitungen 12 mit Absperrhähnen 13 vorgesehen werden.
Alle Teile dieser Vorrichtung, welche dem Druck der Druckluft widerstehen müssen, sind dabei aus handelsüblichen und genügend druckfesten Rohren gebildet, mit Ausnahme der Behälter 10 und 11 und der Anschlusskästen 6, 15 und 20, welche jedoch verhältnismässig wenig Raum einnehmen, und deshalb ein geringes Gewicht haben. Überdies sind solche Rohre verhältnismässig billig. Dadurch unterscheidet sich diese Vorrichtung günstig von den bekannten Vorrichtungen, bei welchen der Wärmeaustauscher und der Verdampfer in einem verhältnismässig umfangreichen und schweren und darüberhinaus teuren Druckbehälter angeordnet werden müssen.
Es kann manchmal günstiger sein, den Aussenbehälter 10 fortzulassen, und, wie gestrichelt angedeutet, eine direkte Verbindung 14' zwischen dem Aussenrohr 8 und dem Verbindungsrohr 14 herzustellen, wobei dann in einem geeigneten Punkt wiederum eine Wasserablassleitung vorgesehen werden muss. Selbstverständlich soll dann der Behälter 11 druckfest ausgeführt werden, während, falls erforderlich, ein zusätzlicher Verbindungskasten benutzt werden kann, an welchem eine Verbindung zwischen dem Innenrohr 9 und dem Behälter 11 angeschlossen werden kann.
Fig. 2 und 3 zeigen eine praktische Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1. Dabei sind der Wärmeaustauscher 7 und der Verdampfer 16 schraubenlinienförmig aufgewickelt und koaxial zueinander angeordnet, so dass die Vorrichtung einen möglichst geringen Umfang erhält. Die Aussenrohre des Wärmeaustauschers 7 und des Verdampfers 16 sollen bei hohen Arbeitsdrücken selbstverständlich verhältnismässig dickwandig sein, was einen ungünstigen Einfluss auf dem bei einem bestimmten Rohrdurchmesser erreichbaren Wickel durchmesser hat. Ein kleiner Wickeldurchmesser ist für Platz ersparnis günstig, ist aber nur bei einem kleinen Rohrdurch messer möglich, welcher jedoch einen grösseren Strömungswi derstand zur Folge hat.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 und 3 werden nur für den
Wärmeaustauscher 7 Rohre mit verhältnismässig kleinem
Durchmesser benutzt um einen kleineren Wickeldurchmesser erreichen zu können, während der Strömungswiderstand da durch verringert wird, dass Gruppen 7' von einer Anzahl
Windungen untereinander parallel geschaltet werden. Der
Verdampfer 16 erhält einen grösseren Wickeldurchmesser, so dass Aussenrohre 17 von grösserem Rohrdurchmesser ver wendet werden können. Der Verdampfer 16 braucht deshalb nicht immer in parallelgeschaltete Gruppen unterteilt zu wer den, obgleich es selbstverständlich auch möglich ist, den
Wärmeaustauscher 7 und den Verdampfer 16 zu vertauschen.
Die Gruppen 7' des Wärmeaustauschers 7 sind einerseits mit dem Anschlusskasten 6 verbunden, welcher oberhalb die ser Gruppen 7' angeordnet ist, und stehen anderseits mit einem entsprechenden Kasten 6' (Fig. 3) in Verbindung. Die mit den Zwischenräumen der Rohre 8 und 9 der Gruppen 7' in Verbindung stehende Kammer des Kastens 6', steht mittels einer Verbindungsleitung 22 mit dem Innern des Aussenbehäl ters 10 in Verbindung, während die andere Kammer, welche mit den Rohren 9 dieser Windungsgruppen in Verbindung steht, mittels einer Leitung 23 mit dem Innern des Behälters
11 in Verbindung steht. Es ist auch möglich, die Leitung 22 direkt mit dem Anschlusskasten 15 des Verdampfers zu ver binden, in welchem Falle die Leitung 22 der Verbindung 14' in Fig. 1 entspricht, wobei dann der Aussenbehälter 10 fortge lassen werden kann.
Der Kasten 6' kann wiederum mit einer
Ablassleitung 12 versehen sein, um Kondenswasser daraus entfernen zu können.
Der Verdampfer 16 umfasst im dargestellten Fall ein einfaches Aussenrohr 17, in welchem sich eine Anzahl dünner Innenrohre 18, welche untereinander parallelgeschaltet sind, befindet. Wie im Fall der Fig. 1 stehen diese Rohre mit zwei Anschlusskästen 15 und 20 in Verbindung, wobei die Innenrohre mit der in diese Kästen hineingeführten Kühlmittelzuleitung 5 bzw. Ableitung 4 in Verbindung stehen. Der Zwischenraum zwischen dem Rohr 17 und dem Innenrohr 18 steht an einer Seite des Kastens 15 mittels einer Leitung 14 mit dem Aussenbehälter 10 (oder, falls dieser fortgelassen wird, mit dem Anschlusskasten 6') in Verbindung, während die Verbindungsleitung 21 sich wiederum zwischen dem Kasten 20 und dem Innenbehälter 11 erstreckt.
Die Windungen des Wärmeaustauschers 7 und des Verdampfers 16 werden dadurch erhalten, dass die Aussenrohre 8 bzw. 17 zusammen mit den darin angeordneten Innenrohren 9 bzw. 18 in der gewünschten Weise gebogen werden. Es ist selbstverständlich möglich, dabei in bekannter Weise Abstandshalter zu benutzen, um die Innenrohre wenigstens ungefähr koaxial mit den Aussenrohren zu halten. Dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig, da der Luftstrom im Zwischenraum zwischen einem Aussen- und einem Innenrohr durch die
Zentrifugalkraft nach aussen getrieben wird, so dass bei der gezeigten Lage der Innenrohre, d. h. anliegend an die äussere Seite der Aussenrohre, der Wärmeaustausch gefördert wird.
Fig. 1 zeigt im weiteren einen Kühlmittelkreislauf, welcher in der Hauptsache von üblicher Form ist. Das verdampfte Kühlmittel tritt aus der Leitung 5 in diesen Kreislauf hinein und zwar über ein Ventil 24, welches in Abhängigkeit vom
Druck in der Leitung 5 gesteuert wird. Das Kühlmittel strömt dann durch eine Leitung 25 in eine Druckpumpe 26, wobei vor und hinter dieser Pumpe in üblicher Weise Ventile 27 vorge sehen sind, welche einen Anschluss für eine Überdrucksiche rung 28 haben, um die Pumpe 26 gegen Überlastung zu schüt zen. Das komprimierte Kühlmittel strömt durch eine Leitung
29 in einen Kondensator 30, welcher mittels eines Gebläses 31 gekühlt wird, wobei das in diesem Kondensator kondensierte
Kühlmittel in einen Druckbehälter 32 hineingepresst wird. Aus diesem Druckbehälter kann das Kühlmittel durch eine Leitung
33 in einen Trockner 34 strömen.
Die Leitung 33 ist im weite ren mit einem Regelventil 35 versehen und führt zu einem
Wärmeaustauscher 36, welcher am andern Ende mit der Lei tung 4 verbunden ist. Das Ventil 35 arbeitet in Übereinstim- mung mit der Temperatur in der Leitung 5, um die Kühlmit telzufuhr in Übereinstimmung mit dem Kühlbedarf zu regeln.
Dieser Kreislauf ist von üblicher Form. Bei den bekannten
Vorrichtungen ist die andere Seite des Wärmeaustauschers 36 in der Hauptleitung des Kühlmittels aus der Leitung 5 zur
Pumpe eingeführt, während eine Abzweigung 37 der Leitung 29 eine Überbrückung des Kondensators 30 und des Druckbe hälters 32 bildet, wobei die Strömung in dieser Überbrückung mit Hilfe eines Regelventils 38, das in Übereinstimmung mit dem Druck an der Saugseite der Pumpe 26 arbeitet, geregelt werden kann. Ein Nachteil dabei ist, dass dadurch die Tempe natur des Kühlmittels an der Druckseite der Pumpe öfters zu hoch wird, was nur mittels besonderer Steuermittel vermieden werden kann.
Gemäss der Erfindung wird nun die andere Seite des
Wärmeaustauschers 36 an die genannte Überbrückungsleitung angeschlossen, welche eine von der Leitung 29 abzweigende
Leitung 37 mit einem darin eingebauten Regelventil 38 um fasst. Diese Leitung steht jenseits des Wärmeaustauschers 36 wiederum mit der Leitung 25 in Verbindung. Das Ventil 38 wird in Übereinstimmung mit dem Druck in der Leitung 25 gesteuert.
Bei einem erheblichen Kühlbedarf, welcher sich aus der ansteigenden Kühlmitteltemperatur in der Leitung 5 ergibt, wird das Ventil 35 geöffnet; deshalb wird ein erheblicher Teil des Kühlmittels durch die Leitung 33, und ein entsprechend kleinerer Teil durch die Leitung 37 fliessen, so dass auch weniger Wärme auf das Kühlmittel übertragen wird. Wenn anderseits die Kühlmitteltemperatur in der Leitung 5 niedrig ist, ist auch der Druck in der Leitung 25 niedrig, wobei dann das Ventil 38 weiter geöffnet wird, was zu einem grösseren Strömungsanteil und durch den Wärmeaustauscher 36 hindurch Anlass gibt, wodurch die Kühlmitteltemperatur dementsprechend erhöht wird.
In dieser Weise ist eine stabilere Regelung, welche dem Bedarf und Verbrauch angepasst ist, möglich.
The invention relates to a device for drying a compressed gas, with an evaporator in which a coolant evaporating at the prevailing temperature is brought into heat exchange with the gas to be dried in order to condense moisture therefrom, and a heat exchanger connected upstream of the evaporator with respect to the compressed gas , in which the cold, dried compressed gas is brought into heat exchange with the compressed gas to be treated, in order to thereby precool the latter and to heat the dried gas to a temperature approaching the ambient temperature.
For many applications of compressed air or other gases, such as. B. for control and conveyor systems and for tool drives, it is important that the air is dry to prevent attacking moving parts and lines and clogging by condensation, regardless of significant fluctuations in the degree of humidity and in the ambient temperature.
Especially for systems with less stringent requirements with regard to the degree of dryness, drying devices with absorbents are less necessary. Such devices have the disadvantage that they consume a relatively large amount of energy because of the necessary regeneration of the absorbent. For such purposes, condensation by cooling with the aid of an evaporating refrigerant such as freon is preferred. If air is mentioned in the following, this also means another gas.
The usual devices of this type include, in addition to an evaporator, in which the coolant can evaporate in heat exchange with the air to be cooled, an additional heat exchanger. In this, after the moisture has condensed from it, the cooled air can absorb heat from the supplied compressed air, so that dry air with a temperature that does not deviate significantly from the ambient temperature is released while the supplied air is pre-cooled.
This evaporator and this heat exchanger must be able to withstand the pressure of the compressed air, at least as far as the proportion of air is concerned. This has the consequence that such devices are bulky and heavy, since the evaporator and the heat exchanger must be accommodated in a pressure vessel.
The invention provides a device of this type which does not have this disadvantage and which, despite a high compressive strength, has small dimensions.
The device according to the invention is characterized in that the passages in the evaporator or heat exchanger for the pressurized gas have at least one pressure-resistant pipe, inside which a second pipe for the coolant or coolant to be brought into heat exchange with this gas.
dried compressed gas is arranged.
The invention is explained in more detail with reference to a drawing of the exemplary embodiment, in which:
1 shows a schematic representation of the device according to the invention with a coolant circuit shown in a considerably simplified manner and
2 and 3 show a cross section along the line II-II in FIG. 3 and a plan view of an embodiment of the device according to FIG.
The part of the device shown schematically in FIG. 1 through which the compressed air flows is arranged in a closed housing which is filled with a suitable insulating medium, with an air supply line 2, an air discharge line 3, a coolant supply line 4 and a coolant discharge line 5 passing through the housing wall 1 are passed outside.
The supply line 2 and the discharge line 3 are connected to a heat exchanger 7 by means of a connection box 6. This consists of two tubes 8 and 9 lying one inside the other, the inner tube 9 being connected to the discharge line 3 and the space between the tubes 8 and 9 being connected to the supply line 2. The connections are located in the box 6. The outer tube 8 is selected such that it can withstand the pressure of the compressed air supplied. Since the pressure inside the pipe 9 is approximately equal to the supply pressure, the inner pipe 9 can be made considerably lighter than the outer pipe 8. Although straight tubes 8 and 9 can be used, these are preferably curved several times in order to save space.
This can be done in the manner indicated schematically in FIG. 1, but a helical winding of these tubes to be described is preferred.
The outer tube 8 of the heat exchanger 7 is connected at the other end to a water separator 10, which is also designed as a container that can withstand the prevailing pressures. Inside the container 10 there is a second water separation container 11 which is connected to the corresponding end of the inner tube 9. This inner container is only exposed to the pressure difference between the supplied and discharged air and can therefore be made considerably lighter than the outer container 10. The space between the containers 10 and 11 and the interior of the container 11 are each connected to a water drainage line 12 with an associated shut-off valve 13, which lines are also passed through the housing wall 1 to the outside.
The outer container 10 is connected to a connecting line 14 which, on the other hand, opens into a connection box 15 which is connected to an evaporator 16. The discharge line 5 for the coolant is also connected to the box 15. The evaporator 16 also consists of two tubes 17 and 18 lying one inside the other, the space between these tubes being connected to the connecting line 14 and the tube 18 to the discharge line 5 for the coolant. On the other hand, the tubes 17 and 18 are connected to a connection box 20. These tubes can, in turn, be straight, but to save space, these tubes are usually curved, and in particular wound in a helical manner.
As will be described in more detail, the heat exchanger 7 and the evaporator 16 are usually wound coaxially in practice.
The part of the box 20 that is in communication with the space between the tubes 17 and 18 is connected to the interior of the inner container 11 by means of a connecting line 21, while the coolant supply 4 in the box 20 is connected to the inner tube 18. The coolant lines 4 and 5 are connected to a coolant circuit to be described, in which the desired cooling of this coolant can be brought about in the usual way by compression and decompression of the coolant, in particular Freon.
The compressed air supplied through line 2 flows through the space between the tubes 8 and 9 of the heat exchanger 7, then through the outer container 10 and the line 14 into the space between the tubes 17 and 18 of the evaporator 16, then through the line 21 into the Inner container 11 and finally through the inner tube 9 into the discharge line 3. In the evaporator 16, the air is cooled by heat transfer to the coolant flowing in the inner tube 18, so that the moisture condenses out of this air. Then, as mentioned, this air flows through the inner tube 9 into the discharge line 3, with heat from the supplied air being absorbed in the heat exchanger 7 so that the discharged air is brought to a temperature that does not differ significantly from the ambient temperature, and the supplied air is pre-cooled .
In addition to the containers 10 and 11, additional water drainage lines 12 with shut-off cocks 13 can be provided in other suitable points.
All parts of this device that have to withstand the pressure of the compressed air are made of commercially available and sufficiently pressure-resistant pipes, with the exception of the containers 10 and 11 and the junction boxes 6, 15 and 20, which, however, take up relatively little space and therefore a little Have weight. In addition, such pipes are relatively cheap. In this way, this device differs favorably from the known devices in which the heat exchanger and the evaporator have to be arranged in a relatively extensive and heavy and, moreover, expensive pressure vessel.
It can sometimes be more beneficial to omit the outer container 10 and, as indicated by dashed lines, to establish a direct connection 14 'between the outer tube 8 and the connecting tube 14, in which case a water drainage line must again be provided at a suitable point. Of course, the container 11 should then be made pressure-resistant, while, if necessary, an additional connection box can be used to which a connection between the inner tube 9 and the container 11 can be connected.
FIGS. 2 and 3 show a practical embodiment of the device according to FIG. 1. The heat exchanger 7 and the evaporator 16 are wound in a helical shape and arranged coaxially with one another so that the device has the smallest possible circumference. The outer tubes of the heat exchanger 7 and the evaporator 16 should of course be relatively thick-walled at high working pressures, which has an unfavorable influence on the winding diameter that can be achieved with a certain tube diameter. A small winding diameter is favorable for saving space, but is only possible with a small pipe diameter, which, however, results in a greater flow resistance.
In the embodiment of FIGS. 2 and 3 are only for the
Heat exchanger 7 tubes with relatively small
Diameter used to be able to achieve a smaller winding diameter, while the flow resistance is reduced because groups 7 'of a number
Windings are connected in parallel with one another. Of the
Evaporator 16 is given a larger winding diameter so that outer tubes 17 of larger tube diameter can be used ver. The evaporator 16 therefore does not always need to be divided into parallel groups to who, although it is of course also possible to
To exchange heat exchanger 7 and evaporator 16.
The groups 7 'of the heat exchanger 7 are on the one hand connected to the junction box 6, which is arranged above the water groups 7', and on the other hand are connected to a corresponding box 6 '(Fig. 3). The chamber of the box 6 'connected to the spaces between the tubes 8 and 9 of the groups 7' is connected to the interior of the Aussenbehäl age 10 by means of a connecting line 22, while the other chamber, which is connected to the tubes 9 of these winding groups in Is connected, by means of a line 23 with the interior of the container
11 communicates. It is also possible to connect the line 22 directly to the junction box 15 of the evaporator, in which case the line 22 corresponds to the connection 14 'in FIG. 1, in which case the outer container 10 can be removed.
The box 6 'can in turn with a
Drain line 12 may be provided in order to be able to remove condensation water therefrom.
In the case shown, the evaporator 16 comprises a simple outer tube 17 in which there is a number of thin inner tubes 18 which are connected in parallel with one another. As in the case of FIG. 1, these pipes are connected to two junction boxes 15 and 20, the inner pipes being connected to the coolant supply line 5 or discharge line 4 that is led into these boxes. The space between the pipe 17 and the inner pipe 18 is on one side of the box 15 by means of a line 14 with the outer container 10 (or, if this is omitted, with the connection box 6 '), while the connection line 21 is in turn between the Box 20 and the inner container 11 extends.
The turns of the heat exchanger 7 and the evaporator 16 are obtained in that the outer tubes 8 and 17 are bent in the desired manner together with the inner tubes 9 and 18 arranged therein. It is of course possible to use spacers in a known manner in order to keep the inner tubes at least approximately coaxial with the outer tubes. However, this is not absolutely necessary, since the air flow in the space between an outer and an inner tube through the
Centrifugal force is driven outwards, so that in the shown position of the inner tubes, d. H. adjacent to the outer side of the outer pipes, the heat exchange is promoted.
Fig. 1 further shows a coolant circuit, which is mainly of conventional form. The evaporated coolant enters this circuit from line 5 via a valve 24 which, depending on the
Pressure in line 5 is controlled. The coolant then flows through a line 25 into a pressure pump 26, with valves 27 in front of and behind this pump in the usual way, which have a connection for an overpressure fuse 28 to protect the pump 26 against overload. The compressed coolant flows through a line
29 into a condenser 30, which is cooled by means of a fan 31, which condensed in this condenser
Coolant is pressed into a pressure vessel 32. The coolant can flow from this pressure vessel through a line
33 flow into a dryer 34.
The line 33 is provided with a control valve 35 and leads to a wide Ren
Heat exchanger 36, which is connected to the device 4 at the other end. The valve 35 operates in accordance with the temperature in the line 5 in order to regulate the supply of coolant in accordance with the cooling demand.
This cycle is common. With the known
Devices is the other side of the heat exchanger 36 in the main line of the coolant from line 5 to
Pump introduced, while a branch 37 of the line 29 forms a bridge between the condenser 30 and the pressure vessel 32, the flow in this bridge being controlled with the aid of a control valve 38 which works in accordance with the pressure on the suction side of the pump 26 can. A disadvantage here is that the temperature of the coolant on the pressure side of the pump is often too high, which can only be avoided by means of special control means.
According to the invention, the other side of the
Heat exchanger 36 connected to said bypass line, which branches off from the line 29
Line 37 with a built-in control valve 38 summarizes. This line is in turn connected to the line 25 on the other side of the heat exchanger 36. The valve 38 is controlled in accordance with the pressure in the line 25.
When there is a considerable need for cooling, which results from the rising coolant temperature in line 5, valve 35 is opened; therefore, a considerable part of the coolant will flow through line 33 and a correspondingly smaller part through line 37, so that less heat is also transferred to the coolant. If, on the other hand, the coolant temperature in the line 5 is low, the pressure in the line 25 is also low, the valve 38 then being opened further, which gives rise to a greater flow rate and through the heat exchanger 36, whereby the coolant temperature is increased accordingly .
In this way, a more stable regulation, which is adapted to demand and consumption, is possible.