DE1751818A1

DE1751818A1 - Einspritzkuehler fuer Gase und Daempfe

Info

Publication number: DE1751818A1
Application number: DE19681751818
Authority: DE
Inventors: Vladimir Chlumsky
Original assignee: CZKD PRAHA OP
Current assignee: CZKD PRAHA OP
Priority date: 1967-08-04
Filing date: 1968-08-02
Publication date: 1971-08-12
Also published as: SE355217B; GB1218453A; FR1575216A

Description

PatantanwHlte

Dlpl.-lnc:. R. Beet« υ. 253-13.760Ρ(ΐ3.γ6ΐΗ) ~ IT.B" I960

Dipl.-Ing. ,Umpredit nc 10

München 22, Stalnsdorfstr. 10 I / 0 I 0

(j K D- PRAHA , oborovy podnik, Prag (Tschechoslowakei)

Einspritzkühler für Gase und Dämpfe - ·

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einspritzkühler für Gase und Dämpfe, insbesondere zum Kühlen von zu verdichtenden Gasen bei mehrstufigem Verdichten, bei denen zum Kühlen des zu verdichtenden Gases und somit zur Verringerung der Verdichtungsarbeit in einen Strom des zu verdichtenden Gases eine zerstäubte Kühlflüssigkeit, z,B. Wasser, direkt eingeführt wird.

Es sind Verfahren und Einrichtungen zum Kontaktkühlen von Qcsen bekannt geworden, bei welchen Wasser mittels einer Zerstäubungsdüse direkt in den Verdichter eingespritzt wird, d.i. in die Zylinder bei Kolben-Verdichtern, so daß es hier zum.direkten -Vermischen dor beiden Medien kommt. Diese sogenannte Innenkühlung von Gasen und Dämpfen verliert-bei den Kolbenverdichtern immer mehr rn roden, da eine Gefahr von Wasserschlägen, insbesondere bei schneilaufenden Verdichtern sowie eines erheblichen

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Verschleisses der Zylinder und Kolben besteht. Bei den Rotationcverdichtern muß man die Durchflußteile größer auslegen, dr. zur Ausbildung von nötigen Kühlflächen die normale- Größe der Durchflußteile unzureichend ist.

Die Mangel der bekannten Einrichtungen zur Zinspritz- oder Kontaktkühlung von Gasen und Dämpfen können durch deα erfindungsgemäßen Einspritzkühler vermieden worden. Der Hauptgedanke der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Mischraum für das zu kühlende Gas und die Kühlflüssigkeit aus einem "Diffusor", d.h. einer die Strömungsgeschwindigkeit des Gases zumindest vorübergehend erhöhenden Querschnittsverengung, beispielsweise einem Venturirohr oder einer einfachen Düse besteht, der in der Leitung in Richtung der Strömung des zu kühlenden Gases und koaxial mit einer Zerstäubungsdüse, die in den Abschnitt des "Diffusors" mit der höchsten Durchflußgeschwindigkeit des zu kühlenden Gases mündet, angeordnet ist.

Vorzugsweise ist die Mündung der Zerstäubungsdüse mit einem verstellbaren kegelförmigen Verteilerkörper versehen, dessen Spitze dem Innenraum der Düse zugewandt ist und auf der Längsachse derselben liegt, wobei die verlängerten Oberflächengeraden des kegelförmigen Körpers den sich verengenden abgerundeten Einlauf abschnitt des "Diffusors" bzv/. der Verengung schneiden.

Ein Vorteil eines derart ausgebildeten Einspritzkühlers besteht in seinen kleinen Ausmaßen und seinem geringen Gewicht,

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gia Druckverlusten uni einem sehr kleinen Temperaturgefalle.-Hierzu trägt insbesondere die -Verwendung •\zz Vcnturirohres bei, bei welchem es zu einer Rückumwandlung ih'-.r kinetischen Energie der strömenden zu kühlenden Gose in rcv-nti.-!energie kommt. Außerdem werden auch -erhebliche Katerialoinsparungcn erzielt, so daß.für derartige Einspritzkühler die _;j linst igen Eigenschaften verhältnisr.ä3i£; teurer Materialien ausgenutzt v;--^vrden können.

In der Zeichnung sind scheT.atisch einige Ausführungen eines erfindungogeinäßen Einspritzkühlers beispielsvreise veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine den Kühler bildende Leitung mit Zerstäubungsdüse und Venturirohrj

Jig. 2 einen Längsschnitt durch die Leitung mit einer einfachen Düse anstelle des Venturirohres;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Leitung mit groß dargestellter Zerstäubungsdüse;

Fir« M einen Längsschnitt des in die-Leitung zwischen zv;ei Zylindern eines Stufen-Verdichters eingeschalteten

■ ICühiors. _: ;

In eine Druckleitung J, die beispielsweise hintereinander-

geschaltete Zylir.dor 10.'und 15 eines Stufenverdichters verbindet,: nünaet eine Zerstäubungsdüse 5j.-'il-e aiii Ende einer ein^ Kühlf Us-3lt.;]'c.it, ζ.Ξ. '.«'asser, zuführender. Zufuhrlc j ';v.:ig 6 ani;eordnet

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sitzt. Koaxial mit der Zerstäubungsdüse 5 und in Richtung ■ der Gtröivung des zu kühlenden Gases ist in acr Druckleitung 3 <"Ί'^; Venturirohr 1 derart angeordnet, ¹^'*-- 'lic Zerstäubungsdüse 3 in den die Höchstgeschwindigkeit des-zu kühlenden Gases aufweisenden Abschnitt des Durchflußraumes des Venturirohres· einmündet, d.h. in den kleinsten kreisförmigen Querschnitt desselben.

Bei den vereinfachten Ausführungen gemäß Fig. 2 und Fig. Ί) ist anstelle des Venturirohres eine einfache Düse I¹ verwendet, die. zwischen dem geraden Abschnitt und dc-i Knie der Druckleitung 3 angeordnet ist. Die Mündung der Zerstäubungsdüse 5 (Fig. 3) ist durch einen verstellbaren kegelförmigen Körper 7- (V'.rtcilerkörper) gebildet, dessen Cpitze in der' Innenraum dieser· Zerstäubungsdüse gerichtet ist und auf deren Längsachse liegt. Der kegelförmige Körper 7 und die Zerstäubungsdüse 5 sind vorzugsweise derart ausgeführt, daß die verlängerten Oberflächengeraden des kegelförmigen Körpern 7 de:: sich verengenden abgerundeten Einlaufabschnitt des Venturirohres 1, bzw. der einfachen Düse I¹ schneiden.

In den Zylinder 10 der ersten Stufe des Verdichters (Fig.4) wird,über die Leitung 9 Außenluft angesaugt; aurch die Drucklcitung 3 vrird die Luft in den Zylinder 15 der zweiten Stufe des Verdichters geleitet, sie durchströmt ütbei das Venturirohr 1 und den Flüssigkeitsabscheider l~j>, an Vielehen die Ansaugleitung ]4 des Zylinders 15 der zweiten Stufe dos Verdichters angeschlossen ist. Durch die Fuiripe 12 wird die Kühlflüssigkeit über die Zufuhr-

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leitung 6 aus. einem Reservoir 19 an die Zerstäubungsdüse 5 befördert. Die Kühlflüssigkeit wird beim Verlassen der Zerstäubungsdüse 5 in feine Tröpfchen zerstäubt, die mit dem schnellströmenden zu kühlenden Gas vor dem Venturirohr in direkte Berührung kommen und demselben einen Teil seiner Wärme entnehmen. Beim Aufschlagen der feinen Tröpfchen der Kühlflüssigkeit auf die abgerundete sich verengende Einlaufseite des Venturirohres 1 bzw. der einfachen Düse I¹, erfolgt eine weitere Zerteilung · dieser Tröpfchen, die nach, dem Abprall dem engsten zylinder- ■ formigen Abschnitt 4 des Venturirohres 1 zuströmen, d.h. dem Querschnitt mit der höchsten Durchflußgeschwindigkeit. Es kommt daher zu einer doppelten Augenblicksberührung der Kühlflüssigkeit mit dem zu kühlenden Gas, Aus dem Venturirohr 1 strömt die Mischung der Flüssigkeit und des abgekühlten Gases dem Abschei~ der IJ zu, in welchem die eingespritzte Kühlflüssigkeit vom zu kühlenden Gas abgeschieden wird, welches weiter in den Zylinder der zweiten Verdichterstufe eingesaugt wird. Durch die Drucklei tung ΐβ wird das verdichtete Gas aus dem Zylinder der·zweiten Verdichterstufe in den Zylinder der dritten Verdichterstufe befördert usw,, wobei eine jede Druckleitung je nach Bedarf mit dem beschriebenen Einspritzkühler versehen sein kann.

Durch Verwendung des Venturirohres, bzw. der einfachen Düse als Mischraum, kann das Temperaturgefälle, d.h. der Unterschied zwischen der Temperatur des aus dem mehrstufigen Verdichter austretenden Gases und der Kühlflüssigkeit, die durch die Leitung l8 im Unterteil des Abscheiders 13 abgeführt wird, klein

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gehalten werden. Zur Herabsetzung des Temperaturgefälles trägt auch der Abscheider 13 selbst bei, da es in diesem während des Abscheidens zu einer weiteren intensiven Berührung des zu kühlenden Gases mit den Tröpfchen kommt. Bei richtigem Einstellen des beschriebenen Einspritzkühlers kann ein sehr kleiner Temperaturunterschied von bis zu 0,5°C erreicht v/erden.

Der erfindungsgemäße Einspritzkühler kann in weiteren verschiedenen Ausführungen in zahlreichen unterschiedlichen industriellen Gebieten Verwendung finden.

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Claims

..■■"- 7 Patentansprüche

1. jEinspritz- oder Kontaktkühler für Gsse und Dämpfe, insbesondere zum ivühlen von zu verdichtenden Gasen bei mehrstufigem Ver-. dichten, der eine Zerstäubungsdüse enthält, durch welche eine Kühlflüssigkeit in den Kischraum eingeführt wird, in welchem es zu einer direkten Berührung der Kühlflüssigkeit mit dem zu kühlenden Gas oder Dampf kommt, d a durch gekennzeichnet, daß der Mischraum aus einem den Durchflußquerschnitt verengenden "Diffusor", beispielsweise einem Venturirohr (1) oder einer einfachen Düse (l¹) besteht,.der in der Druckleitung (3) in Richtung der Strömung des zu kühlenden Gases und koaxial mit einer Zerstäubungsdüse (5) angeordnet ist, die ir. wesentlichen in den Abschnitt des Diffusors mit der Höchstgeschwindigkeit des zu kühlenden Gases mündet.

2. Einspritz-- oder Kontaktkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Düse (5) zum Zerstäuben in den Diffusor (1,1') durch einen kegelförmigen Körper (7) gebildet ist, dessen Spitze in den Innenraum des Diffusors gerichtet ist und auf dessen Längsachse liegt, wobei die verlängerten Oberflächengeraden des kegelförmigen Körpers (7) den abgerundeten, sich verengenden Einlaufabschnitt des "Diffusors" (1,1') schneiden. ·

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