DE2021136C3 - Fördervorrichtung zur unmittelbaren Beaufschlagung eines Wärmetauschers mit Luft oder Gas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung zur unmittelbaren Beaufschlagung eines Wärmetauschers mit Luft oder Gas, bestehend aus mehreren turbinengetriebenen Gebläseeinheiten, die antriebsmäßig zu Gruppen fest in Reihe geschaltet sind, wobei die so erhaltenen Gebläsegruppen wahlweise ,hintereinander oder parallel in einen Treibmittelstrom geschaltet sind.

Eine derartige Fördervorrichtung ist bekannt (DT-PS 383 331). Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die Turbinen für den Antrieb der Gebläse Dampfturbinen, was bedeutet, daß diese Fördervorrichtung ohne einen erheblichen Mehraufwand an technischen Einrichtungen (Dampferzeuger, Dampfkondensatoren) nur verwendet werden kann, wenn eine Quelle für den Treibdampf bereits vorhanden ist. Ferner wird hier die wahlweise Schaltbarkeit der Gebläsegruppen nur benutzt, um den Antrieb an die je nach Jahreszeit verschiedenen thermodynamischen Daten des Treibdampfes, genauer gesagt des Abdampfes, anzupassen. Eine Abstimmung des Antriebs an etwa schwankende Kühlbedingungen in der beschriebenen Kühlwasserrückkühlanlage ist hier nicht vorgesehen.

Ferner ist auch schon ein umlaufender, von Gasen umspülter Wärmetauscher bekannt (DT-PS 723 688), bei dem Treibwasser, welches zugleich das zu kühlende Wärmetauschmittel darstellt, mittels turbinenartiger Reaktionswirkung die drehende, trommelartige Wärmetauschfläche antreibt, welche gleichzeitig eine zusätzliche Fördervorrichtung für das den Wärmetauscher umspülende Gas darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Wärmetauscher der eingangs bezeichneten Gattung dessen vorstehend beschriebene Nachteile zu vermeiden.

Hierzu werden erfindungsgemäß folgende Merkmale vorgesehen:

a) Die Turbinen für die Gebläseeinheiten sind mit inkompressibieni Treibmittel angetriebene Reaktionsturbinen; ^

b) die wahlweise Schaltbarkeit der >.ieblasegruppen wird benutzt, um mit ireibmittelseitiger Hintereinander- und/oder Parallelschaltung den Energieaufwand für die Fördervorrichtung auf die jeweils vorhandenen Kühlbedingungen des Wärmetauschers abzyslimmen. ,-..·„ _Δ

Durch diese Maßnahme wird es möglich, die Fördervorrichtung nicht nur so zu schalten, daß die jeweils zur Verfugung stehende Antriebsenergie maximal ausgenützt wird und dabei trotzdem die preiswerten Reaktionsturbinen verwendet werden können, sondern darüber hinaus ist die jeweils benutzte Schaltung auf die gerade vorhandenen Kühlbedingungen des Wärmetauschers z. B. auf die Temperatur der als Kühlmittel benutzten Umgebungsluft, abgestimmt Damit wird eine Fördervorrichtung erhalten, die bei größtmöglicher Variabilität hinsichtlich der Anwendungsmögfichkeiten stets mit hohem Wirkungsgrad arbeiten kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß als Treibmittel mehrere voneinander unabhängige Treibmittel vorgesehen sind und daß als inkompressibles Treibmittel Wasser vorgesehen ist.

Ausführungsbeispiele zur Veranschaulichung der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Fördervorrichtung nach der Erfindung,

Fig.2 eine Schnittansicht entsprechend der Linie 11-11 der Vorrichtung nach F i g. 1,

F i g. 3 eine schematische Grundrißdarstellung einer Schaltmöglichkeit von Gebläsegruppen, wobei drei Gebläsegruppen mit jeweils drei Gebläseeinheiten in Serie an eine einzige Treibmittelquelle angeschlossen sind,

F i g. 4 eine ähnliche Grundrißdarstellung wie in F i g. 3, wobei jedoch die Gebläsegruppen an zwei getrennte Treibmittelquellen angeschlossen sind, und

F i g. 5 eine weitere schematische Grundrißdarsiellung einer Schaltmöglichkeit der Gebläsegruppen einer Fördervorrichtung gemäß der Erfindung.

Wie aus F i g. 1 und 2 hervorgeht, ist ein Röhrenwärmetauscher 1 mit einem Einlaß 2 und einem Auslaß 3 vorgesehen.

Auf dem Wärmetauscher 1 sitzt eine Luftfördervorrichtung, die insgesamt das Bezugszeichen 4 trägt und ein Gehäuse 5 aufweist, in dem drei Gebläsegruppen 6, 7 und 8 angeordnet sind. Jede Gebläsegruppe besteht aus drei in Serie geschalteten Gebläseeinheiten 6a, 7a und 8a. Jede Einheit ist in einer Luftführung 9 angeordnet, die in einer geneigten Fläche 10 der zackenartig geformten Oberfläche des Gehäuses 5 ausgebildet ist. Die Luftführung schließt also mit der Horizontalebene des Wärmetauschers 1 einen Winkel ein.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, umfaßt jede Gebläseeinheit 6a der drei in Serie geschaltete Einheiten aufweisenden Gruppe 6 ein Gebläse 11, das über eine Welle 12 mit einer Wasserturbine 13 gekoppelt ist. Die drei Einheiten liegen im Abstand zueinander in geneigt angeordneten Umschließungen 14, die entlang einer Wasserzuführungsleitung 15 und in Verbindung mit dieser angeordnet sind. Die Leitung 15 weist einen Einlaß 16 zum Anschluß an eine Treibmittelquelle sowie einen Auslaß 17 auf.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Umschließungen 14 bei der gezeigten Ausführungsform einstückig mit der durchlaufenden Leitung 15 darge-

stellt. Oft ist es jedoch in der Praxis vorteilhafter, das Rohrsystem aus Abschnitten herzusteilen, die fortschreitend über unabhängige Umschließungen 14 miteinander gekuppelt werden. Dabei kann man dann die Gesamtlänge der Leitung 15 und die Anzahl der in Se- s rie geschalteten Einheiten 6a an die jeweiligen besonderen Anforderungen anpassen.

Die aus den Einheiten Ta und 8a bestehenden Gebläsegruppen sind in gleicher Weise aufgebaut.

In F i g. 2 bezeichnen die Pfeile A, A die Richtung, in der das Treibmittel, im vorliegenden Falle Wasser, strömt. Die Pfeile B, B geben die Richtung des Luftstroms an, der durch die umlaufenden Gebläse 11 erzeugt wird. Eine Umkehr der jeweiligen Strömungsrichtungen ist möglich. <i

Nach F i g. 1 sind Einlasse 16a und 166 für nicht gezeigte Leitungen vorgesehen, die zur Serienschaltung der Einheiten 7a und 8a benötigt werden.

Die Gebläsegruppen 6, 7 und 8 können unabhängig voneinander betrieben und wahlweise zusammengeschaltet werden, so daß es möglich ist, durch treibmittelseitige Hintereinander- und/oder Parallelschaltung den Energieaufwand für die Fördervorrichtung auf die jeweils vorhandenen Kühlbedingungen des Wärmetauschers abzustimmen. Eine Änderung der Kühlbedingungen ist z. B. gegeben, wenn eine Änderung der Temperatur der zu fördernden Kühlluft infolge einer Außentemperaturschwankung eintritt.

Eine Anzahl unterschiedlicher Betriebsmöglichkeiten ist schematisch in den F i g. 3,4 und 5 gezeigt.

F i g. 3 stellt die Anordnung nach F i g. 1 dar, wobei die Gebläsegruppen in Serie geschaltet sind, um einen einzigen durchgehenden Strömungsweg 18 für das Treibmittel zu bilden. Dies erreicht man dadurch, daß man die Auslässe der Gebläsegruppen 7 und 8 über eine kurze Leitung 19 verbindet und außerdem über eine kurze Leitung 20 eine Verbindung zwischen den Einlassen 16 und 16a der Gebläsegruppen 6 und 7 herstellt.

Das aus Wasser bestehende Treibmittel gelangt unter Druck durch den Einlaß 160 in die Gebläsegruppe 8, durchströmt nacheinander die Gebläsegruppen 8, 7 und 6, um die Turbinen 13 jeder Einheit anzutreiben, und wird durch den Auslaß 17 der Gebläsegruppe 6 abgelassen. Dabei kann im wesentlichen der gesamte zur Verfügung stehende Wasserdruck zum Antrieb der Turbinen ausgenutzt werden.

F i g. 4 zeigt vier Gebläsegruppen 21, 22, 23, 24, von denen jede aus drei in Serie geschalteten Gebläseeinheiten 21a, 22a, 23a und 24a besteht. In diesem Falle sind zwei getrennte Treibmittelquellen vorgesehen, von denen eine für die Gebläsegruppen 21 und 22 und die andere für die Gebläsegruppen 23 und 24 bestimmt ist. Die Gebläsegruppen 21 und 22 stehen über eine kurze Leitung 25 miteinander in Verbindung. Zum gleichen Zweck ist an den Gebläsegruppen 23 und 24 eine Verbindungsleitung 26 vorgesehen. Die Pfeile 27, 28 und 29, 30 zeigen die Richtungen an, in denen das Treibmittel durch die Einheiten strömt.

F i g. 5 zeigt eine weitere mögliche Anordnung mit drei Gebläsegruppen 31, 32. 33, von denen jede vier in Serie geschaltete Gebläseeinheiten 31a, 32a und 33a aufweist. Bei dieser Ausführungsform sind die in Serie geschalteten Einheiten 31a der Gebläsegruppe 31 an eine Treibmittelquelle angeschlossen, während die Einheiten 33a der Gebläsegruppe 33 mit einer anderen Treibmittelquelle in Verbindung stehen. Die beiden Gebläsegruppen 32 und 33 sind über eine Abzweigungsleitung 34 miteinander verbunden.

Die Abzweigungsleitung befindet sich zwischen den Leitungen 35 und 36, die jeweils zwei mittlere Einheiten 32a und 33a jeder Gebläsegruppe miteinander verbinden. Auf diese Weise kann ein Teil des Wassers, das in und durch die Gebläsegruppe 33 strömt, nach dem Durchgang durch zwei Einheiten 33a in die Gebläsegruppe 32 abgezweigt werden, wobei es dann diese Gebläsegruppe in beiden Richtungen durchströmt. Ein Teil dieses Wassers fließt also durch zwei Einheiten 32a in Richtung des Pfeiles 37. während der andere Teil zwei andere Einheiten 32a dieser Gebläsegruppe in Richtung des Pfeiles 38 durchströmt. Gleichzeitig wird der verbleibende Teil des im vorliegenden F;ill zugeführten Wassers durch die beiden anderen Einheiten 33a der Gebläsegruppe 33 geleitet, wie es der Pfeil 39 angibt.

Aufgrund der wahlweisen Schaltbarkeit der Gebläsegruppen sowie der Verwendung einer jeweils optimalen Anzahl von Gebläsegruppen kann in Abhängigkeit von dem zur Verfugung stehenden Druck des Treibmittels sowie in Abhängigkeit von dem in jeder Einheil auftretenden Druckverlust die zur Verfugung stehende Energie optimal ausgenutzt werden um den jeweils gegebenen Kühlbedingungen des Wärmetauschers gerecht zu werden.

Vorteilhaft ist ferner, daß einfache Turbinen verwendbar sind, die mit einem Druckabfall von etwa 1,50 bis 3 m Wassersäule arbeiten. Beispielsweise können dabei Kaplan-Propellerturbinen verwendet werden.

Es ist jedoch auch möglich, Francis-Turbinen einzusetzen, die mit Fallhöhen von 12 bis 15m arbeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Fördervorrichtung zur unmittelbaren Beaufschlagung eines Wärmetauschers mit Luft oder Gas, S bestehend aus mehreren turbinengetriebehen Gebläseeinheiten, die antriebsmäßig zu Gruppen fesi in Reihe geschaltet sind, wobei die so erhaltenen Gebläsegruppen wahlweise hintereinander oder parallel in einen Treibmittelstrom geschaltet sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) Die Turbinen (13) für die Gebläseeinheiten sind mit inkompressiblem Treibmittel angetriebene Reaktionsturbinen,

b) die wahlweise Schaltbarkeit dei Gebläsegruppen (6,7,8) wird benutzt, um mit treibmittelseitiger Hintereinander- und/oder Parallelschaltung den Energieaufwand für die Fördervorrichtung auf die jeweils vorhandenen Kühlbedingungen des Wärmetauschers (1) abzustimmen.

2. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibmittelstrom mehrere voneinander unabhängige Treibmittel vorgesehen sind.

3. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als inkompressibles Treibmittel Wasser vorgesehen ist.

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