DE1905241C3

DE1905241C3 -

Info

Publication number: DE1905241C3
Application number: DE19691905241
Authority: DE
Inventors: Werner Kammerer; Hans-Joerg Dipl.-Ing. Reiter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-01-30
Filing date: 1969-01-30
Publication date: 1974-08-22
Also published as: DE1905241A1; DE1905241B2

Description

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Hs ist bekannt, bei der Ciasanalyse, insbesondere durch Ultrarot-Absorption, dem Analysegerat einen Pelticr-Gaskühler vorzuschalten, der das durchströtuende Gas auf eine feste niedrige Temperatur (/. B. t 5 C) bringt und dadurch den Wasserdampfgehalt des Gases erniedrigt und konstant hält (vgl. /,. B. Druckschrift »Pclticr-Gaskühlcr" der Siemens & Halskc AG vom Februar 1965). Bei Gaskühlern diescr ArI, die zur Entfeuchtung chemisch aggressiver Gase bestimmt sind, muli der vom Gas durchströmte Kanal durch Wände aus solchen Stoffen begrenzt sein, die gegen das 711 trocknende Gas resistent sind. Hierfür geeignete Stoffe haben jedoch in der Regel einen hohen Wärmewiderstand, so daß zwischen dem Gaskanal und tier Kaltscite der Peltier-Wärmepumpe ein entsprechend großer, unerwünschter Tempcralurabfall auftritt. Ferner besteht das Problem, den Gaskanal so ?.u gestalten, daß er zur Reinigung leicht zugänglich ist.It is known to connect a Pelticr gas cooler upstream of the analyzer in the case of cias analysis, in particular through ultrared absorption, which brings the flowing gas to a fixed low temperature (/. B. t 5 C) and thereby lowers the water vapor content of the gas and remains constant (cf. / ,. B. pamphlet "Pclticr-Gaskühlcr" from Siemens & Halskc AG of February 1965). In gas coolers of these ArI, which are intended for the dehumidification of chemically aggressive gases, the channel through which the gas flows through walls made of such substances which are resistant to the drying gas 711. Substances suitable for this purpose, however, generally have a high thermal resistance, so that a correspondingly large, undesirable temperature drop occurs between the gas duct and the cold surface of the Peltier heat pump Design the gas duct so that it is easily accessible for cleaning.

Die F.rfindung bezieht sieh auf eine Vorrichtung zur Entfeuchtung chemisch aggressiver Gase, bei dem da«, einen Kanal durchströmende Gas durch eine Pclticr-Wärmepumpc auf eine konstante Temperatur gekühlt wird. Sie besteht darin, daß der Kanal einerseits durch Aussparungen in einer gegen das zu entfeuchtende Gas resistenten Kunststoffplatte, andererseits durch eine an dieser gasdicht und lösbar anliegende resistente Metallplatte begrenzt ist, wobei die Metallplatte durch einen ihr gegenüber relativ dicken Block aus gut wärmeleitendem Metall mit der Kaltseite der PeUier-Würmepuinpe verbunden ist, und dali zur Zu- und Abführung des Gases und /ur Ableitung des Kondensats Rohre aus resistentem Metall vorgesehen sind, deren Mündungen mit der Metallplatte verschweißt sind. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird der Hauptteil des Wärmeleitweges zwischen dem Gaskanal und der Kaltseitc der Pehicr-VVärmepumpe durch den gut wärmeleitenden Metallblock gebildet, der z. B. aus Aluminium oder Kupfer bestehen kann. Dieser Metallblock k'>mmt jedoch mit dem /u trocknenden Gas nicht in Berührung; er ist vielmehr gegen dieses durch die chemisch resistente Metallplatte geschützt, die eine Wand des Ga^kanals bildet. Die Dicke dieser Metallplatte kann mit Rücksicht auf ihre \m allgemeinen niedrige Wärmeleitfähigkeit gering gewählt werden; sie kann z. B. 0.2 bis 0.5 mm betragen. Mechanisch ist die Metallplatte nicht beansprucht, da sie an dem dicken Melallblock anlieg!.The invention relates to a device for dehumidifying chemically aggressive gases, in which the gas flowing through a duct is cooled to a constant temperature by a Pclticr heat pump. It consists in the fact that the channel is limited on the one hand by recesses in a plastic plate resistant to the gas to be dehumidified, on the other hand by a gas-tight and detachable resistant metal plate resting against it, the metal plate being connected to a relatively thick block of metal with good thermal conductivity Cold side of the PeUier-Würmepuinpe is connected, and pipes made of resistant metal are provided for the supply and discharge of the gas and / ur discharge of the condensate, the mouths of which are welded to the metal plate. In the device according to the invention, the main part of the heat conduction path between the gas duct and the Kaltseitc of the Pehicr-VVärmepumpe is formed by the highly thermally conductive metal block, the z. B. can be made of aluminum or copper. However, this metal block cannot come into contact with the drying gas; rather, it is protected against this by the chemically resistant metal plate which forms a wall of the gas channel. The thickness of this metal plate can be selected to be small with respect to their \ m generally have low thermal conductivity; she can z. B. 0.2 to 0.5 mm. The metal plate is not mechanically stressed because it rests against the thick metal block.

Ms Material der Metallplatte kann beispielsweise ein Edelmetall, z. B. Gold, Platin, Palladium, verwendet werden, das gegenüber dem /11 trocknenden Gas chemisch resistent ist. Aus Kostengriinden ist es jedoch vorteilhafter, eine Metallplatte aus Edelstahl zu \erwcnden, d. h. einem legierten Stahl, dessen Zusammensetzung den chemischen Eigenschaften des zu trocknenden Gases angepaßt ist. Bei einer Vorrichtung, zur Entfeuchtung von chlorhaltigen Gasen kann die Metallplatte beispielsweise aus einem handelsüblichen sogenannten rostfreien Chromnickelstahl bestehen·, für die Kunststoffplatte ist in diesem Falle ein Polyvinylchlorid-Kunststoff geeignet.The material of the metal plate can, for example, be a noble metal, e.g. B. gold, platinum, palladium are used be that opposite the / 11 drying Gas is chemically resistant. For cost reasons it is but more advantageous, a metal plate made of stainless steel to be requested, d. H. an alloy steel whose composition has chemical properties of the gas to be dried is adapted. In a device for dehumidifying gases containing chlorine For example, the metal plate can be made of a commercially available so-called rustproof chrome-nickel steel In this case, a polyvinyl chloride plastic is suitable for the plastic plate.

Um das Innere des Kanals zur Reinigung leicht zugänglich zu machen, kann man die Kunststoffplatte, die Metallplatte und den Mcts'tblock durch von außen zugängliche Schrauben miteinander verspannen, wobei zwischen der Kunststoffplatte und der Metallplatte ein Dichtungsring eingelegt ist.To make the inside of the duct easily accessible for cleaning, the plastic plate, brace the metal plate and the Mcts'tblock together with externally accessible screws, wherein a sealing ring is inserted between the plastic plate and the metal plate.

Die F i g. I bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar F i g. I einen llorizontalsehnitt durch die Vorrichtung, die F-" i g. 2 und 3 \erlikale Teilschnitte längs der Linien FI-II bzw. IH-III. In F i g. I ist die Peltier-Wärmepumpe mit 1 bezeichnet. Sie ist als thermische Kaskade ausgebildet, deren erste Stufe aus drei thermisch parallel geschalteten Pellier-Kiihlblöcken 2 und deren zweite Stufe aus einem mit diesen thermisch in Reihe liegenden Pcltier-Kühlblock 3 besteht. Auf der Warmseite der Peltiei-Kühlblöcke 2 ist ein mit Rippen 5 besetzter Aluminiumblock 4 als Wärmetauscher zur Umgebung angeordnet, /wischenden Peiticr-Kühlblöcken und dem Pcltier-Kühlblock 3 liegt ein weiterer AIuminiimiblock (1.The F i g. I to 3 show an embodiment of the invention, namely FIG. I have a horizontal cut by the device, the F- "i g. 2 and 3 \ eric Partial sections along the lines FI-II and IH-III. In Fig. I the Peltier heat pump is denoted by 1. It is designed as a thermal cascade, the first stage of which consists of three thermally connected in parallel Pellier cooling blocks 2 and their second stage consisting of a thermally in series with these Pcltier cooling block 3 consists. On the warm side of the Peltiei cooling blocks 2 there is one with ribs 5 Aluminum block 4 arranged as a heat exchanger to the environment, / wiping Peiticr cooling blocks and the Pcltier cooling block 3 is another aluminum block (1.

Auf der Kaltseite des I'eltier-Kühlblocks 3 ist eine Baueinheit angeordnet, die einen Kanal für die Führung des zu trocknenden Gases enthält. Diese Baueinheit besteht aus einem Aluminiumblock 7, einer Metallplatte 8, die wesentlich dünner ist als der AIuminiumblock 7, und einer Kunststoffplatte 9. Das Material der Metallplatte 8 und das der Kunststoffplatte 9 sind so gewählt, daß sie gegenüber dem zu trocknenden Gas chemisch resistent sind. Bei einer Vorrichtung zur Trocknung chlorhaltiger Gase kann die Metallplatte 8 aus Chromnickelstahl und dieOn the cold side of the I'eltier cooling block 3 is a Assembly arranged which contains a channel for the guidance of the gas to be dried. This unit consists of an aluminum block 7, a metal plate 8, which is much thinner than the aluminum block 7, and a plastic plate 9. The material of the metal plate 8 and that of the plastic plate 9 are chosen so that they are chemically resistant to the gas to be dried. At a Device for drying chlorine-containing gases, the metal plate 8 made of chrome-nickel steel and the

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Kunststoffplatte 9 aus Polyvinylchlorid bestehen. Die Teile 7, 8 und 9 sind durch vier Schrauben 10 zu- «mimengespannt; zur Verbesserung des Warmeüber- «angs zwischen der Mctullpluttc 8 und dem Alum.-Siumblock 7 wird mit Vorteil an dieser Stelle eine Schicht aus einer gut vvärmele.tenden PaMe, /. B. Silikonöl hoher Viskosität, eingebracht. Zw,sehen der Metallplatte 8 und dem Kunststoilblock 9 liegt em Dichtungsring II. der aus einem chemisch res.stenten elastischen Material. /. B. aus Silikonkautschuk oder to einem linearen Mischpolymerisat aus Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen, bestehen kann.Plastic plate 9 made of polyvinyl chloride. the Parts 7, 8 and 9 are clamped together by four screws 10; to improve the heat transfer Anything between the Mctullpluttc 8 and the Alum.-Siumblock 7 is advantageously at this point a Layer of a well-värmele.tenden PaMe, /. B. High viscosity silicone oil, incorporated. Zw, see the Metal plate 8 and the Kunststoilblock 9 em sealing ring II. Which consists of a chemically resistant elastic material. /. B. made of silicone rubber or to a linear copolymer made of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene.

Die KunststolTplatte 9 weist an ihrer der Metallplatte 8 zugekehrten Oberfläche eine flache, U-förmige Aussparung 9_fl auf, die durch den Dichtungs- ring 11 nach aulicn abgeschlossen ist. D.e Aussparun« 9« bildet zusammen mit Oberuachenteilen der Mcrallplatte 8 den Kanal 12. der von dem zu trock-„enden Gas durchsirömi wird. Zur Zu- und AWci- tun-· des Ciases sind abgewinkelte Rohre 13 w.rge- «hen. die an ihrer Münd.nu bei 14 mit der Metallpl,„e 8 vcrschweilll sind. Aulie-dem smd. w,e aus ilen I·" i g. 2 und 3 erkennbar ist. im unteren Λ e.l des Ciaskanals 12 zwei weitere Rohre 15 und 16 xorgesehen, die in »leicher Weise in den Gaskanal 12 muii- ^₅ den und zur'AWeitung des Kondensats dienen. D.e Rohre 13, 15 und 16 können ebenlalls aus C hmmnickelstahl bestehen. . The art Stolt plate 9 has on its the metal plate 8 facing surface of a flat, U-shaped recess 9 _fl on the ring by the seal 11 is completed by aulicn. The recess “9”, together with parts of the upper surface of the metal plate 8, forms the channel 12 through which the gas to be dried flows. Angled tubes 13 go to the inlet and outlet of the ciases. which are welded at their mouth at 14 with the metal plate “e 8”. Aulie-dem smd. w, e is from ilen I · "i g. 2 and 3 visible. at the bottom of the Λ el Ciaskanals 12 two further pipes 15 and 16 xorgesehen that in" leicher manner in the gas channel 12 muii- ^ ₅ and the zur'AWeitung The pipes 13, 15 and 16 can also consist of C hmmnickelsteel.

Zur Unterdrückung son Wärmeverlusten .st d.e uesumte Vorrichtung mit einer Hülle 17 aus KunststolT-Hartsehaum. beispielsweise Polyur.lhan-Hartschaum, umgeben. Gegenüber c.er Kunststuliplatte i=,, ein Deckel 18 angeordnet, der ebenlalls aus Hartschaum besteht; bei Abnahme des Deckels 18 s.nd die Schrauben 10 zugänglich, so daß die Ku.-.ststotlplatte 9 durch Lösen der Schrauben leicht abgenommen und die Wände des Kanals 12 gerein.gt werden ki-nnen. Da-Male" Id r zugsvve.se duahMchMg, nals 12 von außen b u D.e /.u- ^^^ To suppress such heat losses. The uesumte device with a sleeve 17 made of plastic hard hem. for example polyurethane rigid foam. Opposite c.er Kunststuliplatte i = ,, a cover 18 is arranged, which also consists of hard foam; When the cover 18 is removed, the screws 10 are accessible, so that the plastic plate 9 can be easily removed by loosening the screws and the walls of the channel 12 can be cleaned. Da-Male "Id r zugsvve.se duahMchMg, nals 12 from outside bu De /.u- ^^^

die mit 19 und nach V ι g. - >M J ring U heg. '"'those with 19 and after V ι g. -> MJ ring U heg. '"'

3 ist ^dl^i^a"^m. Aus,Fig. 3 sind3 is ^dl ^ i ^a " ^m . From, Fig. 3 are

zur Ah^»"Jjfor Ah ^ »" Jj

KondensaCondensa

12, von wo es12 from where it

_{dtS Ka}. _k _{5 yud 16 sind in} _{dtS Ka} . _k _{5 yud 16 are in}

ocks 7 angeordnet,ocks 7 arranged,

SK In dem Tril«*nitt itηπιι ^ _Dichtungs.SK In the tril "* nitt it η πιι ^ _poetry .

U ^ , _und U ^, _and

7 weggelassen.7 omitted.

_ung ersichtlich, die u "S ^ _Das _ung apparent that u "S ^ _The

^n'eren Teil des Kanals _a'_s ^m _{Rohr 15} in einen abge-^ n'eren part of the canal _a ' _s ^m _{pipe 15} into a

_abläuft. Die von dem _{Luft wird über} _expires . The one from which _{air gets over}

12, von wo es ^lossenen SammeU^ho^ Kondensaum Bchaltt -1^v12, from where it ^ lost collecti ^ ho ^ condensation border Bchaltt -1 ^ v

^as Ruhr 16 to k nJ 1^gJ^ as Ruhr 16 to k nJ 1 ^ gJ

Aus den !_«"«■ ^ _ _{t durch eincn mas}-From the! _ «" «■ ^ _ _{t through a mas} -

leistung der F dtperformance of the F dt ™ ™ W*™-P ^umJ thermische W * ™ -P ^to J thermal

s.ven rncu, -sehen BU^ck 7 Λr tm ^.^,^ _dcs Le.tlah.gke,tu au^ ι. m , _{ß g dic aus} s.ven rncu, - see BU ^ ck 7 Λr tm ^. ^, ^ _dcs Le.tlah.gke, tu au ^ ι. m, _{ß g dic from}

Kanals,12 v_; ru. - I^ ,^ _{d übcr} Channel, 12 v _; ru. - I ^, ^ _{d overcr}

einer LdOt. hüt κ™ - j _fahil,_kcit. _sic behindert eine relat 1jied r^t. J _{Q Ckana}, _zllr WLirme-a LdOt. hat κ ™ - j _fahil , _kcit . _sic hinders a relat 1jied r ^ t. J _{Q Ckana} , _zllr WLirme-

jedoch den S. rnuab O^ ^ _? _ß _{)2 ^ however the S. rnuab O ^ ^ _? _ß _{{) 2} ^

pumpe nur wu^. d.^ __t ,_cdi ,_ich just pump wu ^. d. ^ _ _t , _cdi , _i

< -> J gehalltn su^u ^" _{? Korro}.<-> J halltn su ^ u ^ " _{? Korro} .

d,et MxrHael d Λ1 ^^d, et MxrHael d Λ1 ^^

, l,_m Lji neb der dargestellten Vorrichtung Bu den ^UU/'" , Z_{1 in an} sich bekannter, l, _m Lji next to the device shown Bu den ^UU / '", Z _{1 in} known per se

w.rd d.e ^P\' ^^temperatur des zu iroek-We.se «'S^J "·>" c'askanal 12 austritt,w.rd de ^P \ '^^ temperature of the to iroek-We.se «' S ^ J"·>"c'as channel 12 outlet,

nenden Gas ο das a.^ ü^ _ß . . _c^ _hat nenden gas ο the a. ^ ü ^ _ß . . _c ^ _has

einen ko nstan ten med _fe ^ _Ana, _{aicn cr}.a co nstant med _fe ^ _Ana , _{aicn cr} .

Dadi reh w dI /. U-D ,„ _{dcs WilS}ser-Dadi reh w dI /. UD, " _{dcs WilS} ser-

reicht daLJd.. I-U rο \ ^ ^ _aus ^ enough daLJd .. IU r ο \ ^ ^ ^ _from

damp/s gcf . g nd Konsu ^ ^damp / s gcf. g nd Konsu ^ ^

Anzeige des Anal>se_rtr..tsDisplay of the Anal> se _r tr..ts

Hierzu 1 Blatt Zeichnungert1 sheet of drawings

Claims

I 905 claims:

1. Device for dehumidifying chemically aggressive gases, in which the gas flowing through a channel is cooled to a constant temperature by a Peltier heat pump, characterized in that the channel (12) on the one hand through recesses (9 α) in a against the to be dehumidified (las resistant plastic to fabric plate (9), on the other hand by a gas-tight and detachable contact with this resistant metal plate (S) is limited, the Mctaliplatte by a relatively thick block (7) of good heat-conducting metal ¹ with the cold side of the Peltier heat pump (1) is connected, and that pipes (13, 15, 16) made of resistant metal are provided for the supply and discharge of the gas and for discharging the condensate, the ^ -η mouths nv <of the metal plate (8) welded : are.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Meuill block (7) made of aluminum or copper.

3. Apparatus according to claim 1 for dehumidifying tuns; of chlorine-containing gas, characterized by that the metal plate (8) made of stainless steel and the plastic plate (9) from one Polyvinyl chloride plastic is made.

4. Apparatus according to claim I. characterized in that that the plastic plate (9), the metal plate (8) and the Met: 'Ublock (7) through -.cn externally accessible screws (10) are clamped together, between. Chen the plastic plate and a sealing ring (U) is inserted into the metal plate.