DE3027826A1 - Vorrichtung zum trocknen von druckluft - Google Patents

Vorrichtung zum trocknen von druckluft

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DE3027826A1
DE3027826A1 DE19803027826 DE3027826A DE3027826A1 DE 3027826 A1 DE3027826 A1 DE 3027826A1 DE 19803027826 DE19803027826 DE 19803027826 DE 3027826 A DE3027826 A DE 3027826A DE 3027826 A1 DE3027826 A1 DE 3027826A1
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Hans 8420 Kelheim Akteries
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/265Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)

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Description

  • Titel: Vorrichtung zum Trocknen von Druckluft
  • Vorrichtung zum Trocknen von Druckluft Die erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trocknen von Druckluft, bei der die zu trocknende Druckluft Uber eine Druckluftleitung einer Einrichtung zum KUhlen zugeführt und die in der Druckluft enthaltene Feuchtigkeit durch Abkühlen kondensiert und ausgeschieden wird.
  • Vorrichtungen zum Trocknen von Druckluft sind an sich bekannt. Bei den bekannten Vorrichtungen durchströmt die zu trocknende Druckluft- eine Kuhlschlange, die in einem Behälter mit einer gekühlten Flüssigkeit angeordnet ist. Hierdurch wird die in der Druckluft vorhandene Feuchtigkeit kondensiert und die kondensierte Feuchtigkeit bzw. das durch Kondensation entstehende Kondenswasser wird dann mit Hilfe eines oder mehrerer Filter ausgeschieden.
  • Die bekannten Vorrichtungen sind in ihre Aufbau verhaltnismaßig aufwendig und teuer. Außerdem erfordern diese Vorrichtungen zum abcknen von Druckluft vielfach sehr leistungsstarke Kältemaschinen bzw. Kühleinrichtungen zum KUhlen der Druckluft bzw. der die Kuhlschlange umgebenden FlUssigkeit, so daß sie schon aus diesem Grunde sowohl in der Herstellung als auch im Betrieb teuer sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art aufzuzeigen, die sich durch eine besonders einfache und billige Konstruktion auszeichnet.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung zum Trocknen von Druckluft erfindungsgeiaß so ausgebildet, daß die Druckluftleitung zumindest tewilweise von einem äußeren rohrförmigen Teil sowie von einem im Inneren dieses äußeren Teiles angeordneten inneren Rohr gebildet ist, dessen Außenquersdnint kleiner ist als der Innendurchmesser des äußeren Teil, und daß der außere Teil sowie das innere Rohr jeweils mit einem Anschluß zum ZufUhren bzw. Abführen der Druckluft verbunden sind.
  • Durch diese Ausgestaltung der Druckluftleitung entsteht ein W8rbeaustouscher besonders einfacher Konstruktion, in welchen die zum Trocknen bzw.
  • zum Ausscheiden der Feuchtigkeit abgekühlte Druckluft, die Uber den entsprechenden Anschluß an einen Verbraucher gleitet wird, die von einer Druckluftquelle,(z.B. Druckluftkompresser) zugeführte und noch zu trocknende ~bzw. abzukühlende Druckluft vorkuhlt, wodurch das Trocknen der Druckluft wesentlich verbessert wird bzw. bei Verwendung einer eine Kältemaschine aufweisenden Einrichtung zum Kühlen der Druckluft die Leistung dieser Kältemaschine wesentlich herabgesetzt werden kann.
  • Bei der erfindungsgeiUßen Vorrichtung besteht der äußere rohrfarmige Teil der Druckluftleitung vorzugsweise aus einem Druckluftschlauch, wobei dann der innere rohrförmige Teil bzw. das innere Rohr ein flexibles oder biegsanes Rohr ist, was den Vorteil hat, daß der Warisaustauscher nicht nur mit handelsüblichen Elementen einfacheund billig realisiert werden kann, sondern auch die Möglichkeit bietet, den als Wiirmeaustauscher dienenden Druckluftschlauch grundsätzlich als Anschluß bzw. Verbindungselement auszubilden, um beispielsweise das räumlich getrennt von der Druckluftquelle aufgestellte Gerät bzw. die raumlich von der Druckluftquelle aufgestellte Einrichtung zum Kühlen der Druckluft mit der normalerweise unmittelbar an der Druckluftquelle vorhandenen Anschlußleitung für den Druckluftverbraucher zu verbinden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders zum Nachrüsten bereits vorhandener Druckluftanlagen. Diese Nachrüstung kann ohne umfangreiche Änderungen an der Leitungsführung vorhandener Druckluftanlagen erfolgen.
  • Bei einer besonders einfachen Ausführung der ~rfindungsgemtißen Vorrichtung besteht die Einrichtung zum Kühlen der Druckluft aus einem Oruck-Regler bzw. Druckluft-Regler, dessen Eingang mit dem hohen Druck der Druckluftquelle (z.B. Druckluftkompressor) beaufschlagt wird und an dessen Ausgang Druckluft mit einem niedrigeren, konstanten Druck abgenommen werden kann.
  • Das ZufUhren und AbfUhren der Druckluft an bzw. von diesem Regler erfolgt Uber die aus dem äußeren n #hrförmigen Teil sowie aus dem inneren Rohr bestehende Druckluftleitung, wobei der Ausgang des Reglers beispielsweise mit dem inneren Rohr und der Eingang des Reglers mit dem zwischen dem inneren Rohr und der Innenwandung des äußeren rohrförmigen Teils gebildeten Kanal verbunden sind. Der Anschluß des einen Endes der Druckluftleitung an den Regler erfolgt Uber einen entsprechenden Verteiler. Ein ähnlicher oder gleichartiger weiterer Verteiler ist auch am anderen Ende der Druckluftleitung vorgesehen, wobei dann dieser weitere Verteiler den Anschluß zum Zuführen bzw. zum Abführen der Druckluft bildet.
  • Im Regler findet eine Entspannung und damit Abkühlung in der vom Regler abgegebenen Druckluft statt. Diese abgekühlte Druckluft kühlt in der als Wtirieaustauscher dienenden Druckluftleitung die ankommende Druckluft soweit ab, daß die in der ankommenden Druckluft vorhandene Feuchtigkeit kondensiert und im Regler bzw. in einem dort vorgesehenen Filter ausgeschieden wird.
  • Bei der erfindungsgeindßen Vorrichtung kann die Einrichtung zum KUhlen und damit zum Trocknen der Druckluft auch aus einem eine Flussigkeit aufnehmenden Behälter bestehen, welcher zusammen mit einem Verdampfer einer Kältemaschine in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht ist, wobei die mit den AnschlUssen zum Zuführen und Abführen der Druckluft versehene Druckluftleitung sowohl durch die Wandung des Gehäuses als auch durch den BehUlter hindurchgeführt ist. Auch in diesem Fall besteht die Druckluftleitung wenigstens teilweise wiederum ous einem äußeren rohrförmigen Teil sowie aus einem im Inneren des äußeren Teils angeordneten inneren Rohr. Besonders vorteilhaft ist es hier, als äußeren rohrförmigen Teil einen Druckluftschlauch zu verwenden, während das innere Rohr von einem Rohr aus biegsamem oder flexiblem Material gebildet ist.
  • Gleichgültig in welcher Ausführung laßt sich die erfindungsgemaße Vorrichtung mit hondelsüblichen Elementen einfach und billig realisieren.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auch möglich, den den Warmeaustauscher bildenden und mit dem inneren Rohr versehenen Druckluftschlauch als KUhlschlange zu verwenden, die durch die gekühlte Flüssigkeit hindurchgeführt ist. Es entfällt somit die Notwendigkeit, im Inneren des Gehäuses der Vorrichtung oder aber außerhalb dieses Gehäuses einen Wörmeaustauscher zur Rückgewinnung von Wärmeenergie anzuordnen, so daß sich eine besonders kleine und kompakte Ausfuehrung der Vorrichtung zum Trocknen von Druckluft erreichen ldßt.
  • Die Verwendung eines Druckluftschlauches für die von der zu trocknendan Druckluft durchströmten Druckluftleitung hat weiterhin den g mdsätzlichen Vorteil, daß ein derartiger Druckluftschlouch, der aus einer Wandung aus gewebeverstärktem Gummi, Kunststoff oder ähnlichem Material besteht, im Gegensatz zu Metallrohren keine Korrosionsprobleme aufwirft, d.h. korrosionsbeständig ist. Dieser Vorteil kommt besonders für den Teil der Druckluft-Leitung zum Tragen, der durch die gekühlte Flussi gkeit im Behälter der Vorrichtung durchgefUhrt ist.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen beschrieben.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an AusfVhrungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Seitenansicht eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trocknen von Druckluft; Fig. 2 einen Schnitt durch den aus dem Druckluftschlauch und dem inneren, flexiblen Rohr bestehenden Teil der Druckluftleitung; Fig. 3 in schematischer Darstellung und in Seitenansicht eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 4 im Schnitt einen Verteiler zur Verwendung bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 3; Fig. 5 in schematischer Darstellung eine Regeleinrichtung zur Steuerung der Kältemaschine.
  • In den Figuren ist 1 ein Geh<iuse, dessen Innenraum 2 durch Gehauseseitenwunde, durch eine Geha.#usevorder- und Rückwand sowie durch eine obere und eine untere Gehäusewand nach außen hin abgeschlossen ist. Die Wände des Gehäuses 1 bestehen aus wtirmeisolierendem Material bzw. sind mit wärmeisolierendem Material ausgekleidet. Im einfachsten Fall bestehen die Wände des Gehäuses 1 aus einem dußeren Wandabschnitt aus Metallblech, an den sich dann zum Innenraum 2 des Gehäuses hin eine Schicht aus wärmeisokerendem Material anschließt, die ihrerseits von einer schicht aus Metallblech oder Kunststoff zum Innenraum 2 hin abgedeckt ist.
  • Das Gehäuse 1 ist beispielsweise das Gehäuse eines handelsüblichen ;sühlschranks.
  • Im Innenraum 2 des Gehäuses ist ein behälter 3 untergebracht, der an seinem Boden sowie an seinen Seitenflächen verschlossen ist und an seiner Oberseite eine Uffnung besitzt. Der Behälter 3, dar eine Flüssigkeit, z.B. Wasser enthält, ist an seiner Oberseite durch einen Deckel 4 verschlossen. Im Inneren des Behälters Y befindet sich ein plattenförmiger Verdampfer 5 einer ansonsten nicht näher dargestellten Kältemaschine.
  • dieser Verdamper 5, der aus Aluminium besteht, ist vollständig von der im Behälter 3 enthaltenen Flüssigkeit umgeben. Der Verdamper 5 sowie die sonst nicht näher dargestellten Teil der Kaltemaschine sind vorzugsweise ebenfalls Teile eines herkämmlchen Ktihlschrankes, die besonders preiswert am Markt erhältlich sind. Die Anschlüsse 6, über die dem Verdampfer 5 das Kühlmedium zugeführt wird bzw. über die das kühlmedium zum Verdampfer 5 abgeführt wird, sind durch den Deckel 4 hindurchgsführt. Durch den Deckel 4 sowie durch die im Behälter 3 enthaltene Flüssigkeit ist weiterhin ein Druckluftschlauch 7 hindurchgeführt, dessen Wandung aus gewebeverstärktem Gummi, Kunststoff oder anderem flexiblen Material besteht, wie dies bei Druckluftschläuchen üblich ist. Der Druckluftschlauch 7 bildet bei der in der Fig. 1 gezeigten Ausführung im Inneren des Behälters 3 eine einzige Schlaufe. Ls ist selbstverständlich auch möglich, den Druckluftschlauch 7 im Behälter 3 bzw. in der dort vorgesehenen Flüssigkeit so anzuordnen, daß er in dieser Flüssigkeit mehrere Schlaufen bildet.
  • Das eine Ende des Druckluftschlauches 7 ist druckdicht an ein Anschlußrohr 8 angeschlossen, welches durch die Seitenwandung des Gehäuses 1 hindurchgeführt ist, während das andere Ende des Oruckluftschlauches 7 mit einem Lufteingang eines Wasser abscheidenden Filters 9 im Innenraum 2 des Gehäuses verbunden ist. Der Filter 9 besteht im wesentlichen aus einem zylinderförmigen Gehäuse, in dessen Inneres der Anschluß für den Druckluftschlauch 7 seitlich mündet. An der Unterseite des Filters 9 ist eine aus dem Gehäuse 1 herausgeführte Leitung 10 angeschlossen, die zum Abführen des sich im Filter 9 sammelnden Kondenswassers dient und in einen außen am Gehäuse 1 vorgesehenen, vorzugsweise aus durchsichtigem thteri«l hereestellten Sammelbehälters 11 mündet, aus dem das iXdenswasser beispielsweise durch Abschrauben des Sammelbehälters entfernt werden kann.
  • An der Oberseite ist der Filter 9 mit einem Anschlußrohr 12 verbund--#n, welches parallel zum Anschlußrohr 8 liegt und ebenfalls durch die Seitenwandung des Gehäuses 1 nach außen geführt ist.
  • Die Anschlußrohre 8 und 12 sind über einen Krümmer 13 mit einem Verteiler 14 verbunden, dessen konstruktive Ausgestaltung im Detail in der Fig. 4 dargestellt ist.
  • Wie die Fig. 4 zeigt, besteht dieser Verteiler 14 aus einem muffenartigen, handelsüblichen Reduzierstück 15, wie es beispielsweise beim Verbinden zweier Rohrleitungen mit unterschiedlichem Querschnitt Verwendung findet.
  • Dieses Reduzierstück weist zwei achsgleich: Bohrungen 16 und 17 mit Innengewinde auf sowie eine dritte, ebenfalls mit einem Innengewinde versehene Bohrung 18 welch letztere mit ihrer Achse senkrecht zu der Achse der Bohrungen 16 und 17 liegt. Ansonsten ist das aus Detail hergestellte ReduzierstUck nach außen hin verschlossen.
  • In die Bohrung 16 ist von außen her eine Hülse 19 luftdicht eingeschraubt, die an beiden Lenden mit jeweils einem Außengewinde versehen ist, wobei das Auf3engewinde an dem einen Ende in das Innengewinde der Bohrung 16 eingzäft. Das Außengewinde an dem anderen Ende der Hülse 19 dient bei dem an den Anschlußrohren 8 und 12 befestigten Verteiler 14 zum Anschrauben des Krümmers 13. In der Hülse 19 ist mit Hilfe eines Dichtungsringes 20 ein flexibles oder biegsames Rohr 21 im Bereich seines einen, offenen Endes gehalten, wobei der Dichtungsring 20 mit seiner äußeren Ringfläche dichtend gegen die Innenfläche der Hülse 19 und mit seiner inneren Ringfläche dichtend gegen die Außenflöche des Rohres 21 anliegt. Das Rohr 21 erstreckt sich durch den Verteiler 14 bzw. durch das Reduzizrstück 15 und durch die Bohrung 17 in einen an diese Bohrung 17 angeschlossenen Druckluftschlauch 22, der ebenso, wie der Druckluftschlauch 7 eine aus gewebeverstärktem Gummi, Kunststoff oder anderem flexiblem Material bestehende Wandung aufweist.
  • Der Druckluftschlauch 22 besitzt einen Innenquerschnitt, der größer ist als der Außenquerschnitt des Rohres 21, so daß im Inneren des Druckluftschlauches 22 um das Rohr 21 herum ein ringförmiger Kanal entsteht.
  • Zum Anschluß des Druckluftschlauches 22 an den Verteiler 14 ist in die Bohrung 17 mit einem Ende eine mit Außengewinde versehene Hülse 23 druckdicht eingeschraubt. Die HUlse 23 trägt an ihrem anderen, ebenfalls mit einem Außengewinde versehenen Lnde eine Überwurfmutter 24, die an diesem anderen Ende einen Anschlußstutzen 25 hält. An dem Anschlußstutzen 25 ist das eine Ende des Druckluftschlauches 22 mit Hilfe eines Spannbandes 26 befestigt.
  • Das Rohr 21 besteht beispielsweise aus einem Material (Metall), welches relativ leicht verformbar ist und damit ein Biegen des Rohres 21 in jeder gewünschten Richtung gestattet. Da das Material des Rohres 21 aus Gründen, die weiter unten noch näher erläutert werden, einen möglichst geringen Wörmewiderstand aufweisen soll, eigent sich fUr die llerstellung des Rohres 21 beispielsweise Kupfer besonders gut, zumal dieses Material auch eine ausreichende Festigkeit sowie Korrosionsbeständigkeit besitzt.
  • Das Rohr 21 kann entweder ein Rohr mit glatter Außen- und Innenfläche, oder aber ein Metallschlauch sein, der zur Erhöhung der Flexibilität in an sich bekannter Weise an seinem Umfang ringförmige erhöhungen und Vertiefungen aufweist, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist.
  • Der mit seinem einen Lnde am Verteiler 14 angeschlossene und in seinem Inneren mit dem Rohr 21 versehene Druckluftschlauch 22 ist entsprechend Fig. 2 an seinem anderen Ende ebenfalLs mit einem V rteiler 14 verbunden, wobei in diesem Verteiler auch das andere Ende des Rohrs 21 in der dortigen, an die Bohrung 16 angeschraubten Hülse 19 druckdicht gehalten ist.
  • Die Hülse 19 dieses zweiten Verteilers 14 ist über eine Leitung 27 an den Druckkessel 28 eines ansonsten nicht näher dargestellten Kompressors angeschlossen, während an die Bohrung 18 des zweiten Verteilers 14 eine Leitung 29 angeschlossen ist, die zu einem nicht dargestellten Druckluftverbraucher führt.
  • Die Arbeitsweise der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung lä3t sich, wie folgt, beschreiben: Bei Inbetriebnahme der Einrichtung wird zunächst die Kältemaschin eingeschaltet, wodurch die im Behälter 3 befindliche Flüssigkeit durch das den Verdampfer 5 durchströmende Kältemitil abgekühlt wird.
  • Sobald eine ausreichende Kühlung der im Behältsr 3 enthaltenen Flüssigkeit (Wasser) erreicht ist, kann der Druckluitkompressor eingeschaltet bzw.
  • die Verbindung zwischen der Leitung 27 und dem Xessal 2#:>zo geöffnet werden, so daß Druckluft Uber die Leitung 27 an den an diese Leitung engesch ossenen Verteiler 14 fließt. Im Verteiler 14 wird die Druckluft in das im Druckluftschlauch 22 angeordnete Rohr 21 geleitet und gelangt dann durch dieses Rohr über den Verteiler 14 am Gdtiuse 1 in den Krümmer 13 und von dort über das Anschlußrohr 8 in den Druckluftschlauch 7. Beim Archströmen des Druckluftschlauches 7 wird die Druckluft durch die im Behälter 3 enthaltene Flüssigkeit soweit abgekühlt, daß ev. in der Druckluft vorhandene Feuchtigkeit kondensiert und diese kondensierte Feuchtigkeit bzw.
  • das Kondenswassr im Filter 9 abgeschieden und Uber die Leitung 10 in den Sammelbehälter 11 gelangt. Die so getrocknete Druckluft wird dann über das Anschlußrohr 12 und durch die Bohrung 18 des am Gehäuse 1 befestigten Verteilers 14 dem das Rohr 21 umgebenden Innenraum dieses Verteilers zugeführt und gelangt von dort durch den zwischen der Wandung des Druckluftschlauches 22 und dem Rohr 21 gebildeten ringförmigen Kanal an den anderen Verteiler 14. Die Druckluft verläßt diesen anderen Verteiler an der Bohrung 18 und gelangt dadurch in die 'zeitung 29 zum Druckluftverbraucher.
  • Es zeigt sich somit, daß im Druckluftschlauch 22 zwei entgegengesetzte Druckluftströme auftreten, und zwar in der einen Richtung die Drudiuft, die vom Druckluftkompressor bzw. vom Kessel 28 kommt und das Rohr 21 durchströmt, sowie in der anderen Richtung die dem Druckluftverbraucher zugeführte, getrocknete und abgekühlte Druckluft. Im Druckluftrohr 22 findet somit ein Wärmeaustausch zwischen beiden Jruckluftströmen statt, d.h. die unmittelbar vom Druckluftkompressor kommende Druckluft wird durch die bereits getrocknete und dem Verbraucher zugefühfls Druckluft vorgekühit, wodurch eine besonders wirksame und vor allem auch energiesparende Trocknung erreicht wird. Für diesen Wärmeaustausch zwischen den beiden Druckluftströmen ist die Verwendung eines Rohres 21 aus einem Material mit geringem Wärmewiderstand notwendig. Besitzt das Rohr 21 die Form eines flexiblen Metallschlauch3s mit ringförmigen Erhebungen und Vertiefungen, wie er in der Fig. 2 dargestellt ist, so hat dies hinsichtlich der Wärmeavstauschfunktion zusätzliche Vorteile, da an den ringförmigen erhöhungen und Vertiefungen Verwirbelungen im Luftstrom auftreten, die den Wdrmeaustausch zwischen den beiden Luftströmen fördern und auScrdem der im Druckluftschlauch 22 angeordnete Metallschlauch durch die Erhebungen und Vertiefungen eine besonders große Oberfläche aufweist.
  • Für die Wärmeoustauschfunktion ist weiterhin auch förderlich,daß der das Rohr 21 umschließende Schlauch ein Druckluftschlauch aus gewebeverstärktem Gummi, Kunststoff oder anderem elastischen Material mit ähnlich hohem Wärmewiderstand ist, so daß ein Wärmeaustausch hauptsächlich nur zwischen den beiden Luftdruckströmen und nicht mit der Umgebung stattfindet.
  • Besonders vorteilhaft ist bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausfuhrungs form weiterhin, daß der als Wärmeaustauscher dienende Druckluftschlauch 2 gleichzeitig als Anschluß- bzw. Verbindungsschlauch zwischen dem Gehäuse 1 einerseits und dem Kompressoransdiuß (Leitung 27) und Verbraucheranschluß (Leitung 29) andererseits dienen kann. Da in dar Regel eine solche Verbindungsleitung erforderlich ist, weil schon aus flatzgründen das Gehäuse 1 in vielen Fällen nicht unmittelbar neben dem Kompressor angordnet werden kann, stellt di in der Fig. 1 dargestellte Ausführunqeine besonders zweckmäßige Lösung dar, zumal auch das Gehäuse 1 klein und kompakt gewählt werden kann, da #:örmeaustauschereIemente im Gehäuse oder am Gehäus nicht erforderlich sind.
  • Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zum Trocknen von Druckluft, die (Vorrichtung) sich von der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß der zum Wärmeaustausch dienende Druckluftschlauch 22, welcher das Rohr 21 in seinem Inneren aufweist, nicht ein äußerer Anschluß-bzw. Verbindungsschlauch ist, wie dies bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemößen Vorrichtung der Fall ist, sondern bei der in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ersetzt der Druckluftschlauch 22 mit dem inneren Rohr 21 den durch den Behälter 3 hindurchgeführten Druckiuftschlauch 7 der Einrichtung gemäß Fig. 1.
  • Im einzelnen besteht die in der Fig. 3 dargestellte Vorrichtung wiederum aus dem Gehäuse 1, dem im Innenraum 2 des Gehäuses angeordneten und mit einer Flüssigkeit gefüllten Behälter 3 mit Deckel 4, sowie aus dem im Behalter 3 angeordneten Verdampfer 5 der ansonsten nicht näher dargestellten Kältemaschine. Zum Zuführen der Drutiuft vom Druckluftkompressor dient ein Anschlußrohr 30, welches durch die Seitenwandung des Gehäuses 1 hindurchgeführt ist, und an dessen äußeres Lnde die Druckluftquelle bzw.
  • der Luftdruckkompressor über eine nicht näher dargestellte Leitung angeschlossen werden kann. Zum Abführen der getrockneten Druckluft dient ein ebenfalls durch di# Seitenwandung des Gehäuses 1 hindurchgeführtes Anschlußrohr 31, dessen äußeres, aus dem Gehause herausgefuhrtes Ende über eine ebenfalls nicht dargestelLte Anschlußleitung mit dem Druckluftverbraucher verbunden ist.
  • Die inneren Enden der Anschlußrohre 30 und 31 sind mit einem im Innenraum 2 des Gehäuses 1 angeordneten ersten Verteiler 14 verbunden, und zwar das Anschlußrohr 30 mit der Bohrung 18 und damit mit dem das Rohr 21 umgebenden äußeren Teil des Innenraumes dieses V<teilers und das Anschluß rohr 31 über einen Krümmer mit der Hülse 19 und damit mit dem Inneren des Rohres 21. Über diesen ersten Verteiler 14 gelangt somit die Druckluft vom Druckluftkompressor in den zwischen dem inneren Rohr 21 und der Umfangswandung des Druckluftschlauches 22 gebildeten ringförmigen Kanal, während die an den Verbraucher geleitete getrocknete Druckluft vom Rohr 21 an das Anschlußrohr 31 abgegeben wird.
  • Am anderen Ende des Druckluftschlauches 22 ist ein zweiter Verteiler 14 vorgesehen, dessen Bohrung 18 über eine Kupplungshülse 33 mit dem seitlichen Lingang des Filters 9 verbunden ist, während die Hülse 19 dieses Seitenverteilers 14 Uber eine Leitung 34 mit dem oberen Ausgang des Filters 9 in Verbindung steht. An der Unterseite des Filters 9 ist wiederum die Leitung 10 angeschlossen, über die das Kondenswasser aus dem Gehäuse 1 heraus in den vammelbehälter 11 gelangt.
  • Durch dia beiden Verteiler 14 wird erreicht, daß die dem Anschlußrohr 30 zugeführte Druckluft vom Druckluftkompressor zunächst durch den äuj3eren ringförmigen Kanal des Druckluftschlauches 22 fließt und hierbei durch die im Behälter 3 enthaltene, kalte Flüssigkeit abgekühlt wird, so daß die in r Druckluft enthaltene Feuchtigkeit kondensiert und die Mondensierte Flussigkeit (Kondenswasser) über den Seitenverteiler 14 und diu Kupplungshülse 33 in den Filter 9 gelangt und dort über die Leitung 10 an den Sammelbehälter 11 ausgeschieden wird. Die so getrocknete Druckluft fließt dann Uber die Leitung 34 und den zweiten Verteiler 14in das Rohr 21 in dem Druckluftschlauch 22 und damit in entgegengesetzter Richtung an den ersten Verteiler 14 zurück, der die getrocknete Druckluft an das Anschluß rohr 31 bzw. an den an dieses Anschlußrohr angeschlossenen Verbraucher abgibt. Es läßt sich somit feststellen, daß im Inneren des Druckluftschlauch s 22 zwei entgegengesetzte Druckluftströme auftreten, wodurch die ankommende Druckluft nicht nur durch die im Behälter 3 vorhandene kalte Flusigkeit abgekühlt wird, sondern zusätzlich auch durch die im Rohr 21 zurückfließende, bereits getrocknete und noch kohle Druckluft. Hi~rsurch ergibt sich eine wesentliche Verbesserung der Leistung sowie des Wirkungsgrades der Vorrichtung beim Trocknen von Druckluft. Aßerdem stellt die beschriebene Ausgestaltung sicher, daß die Vorrichtung sehr kompakt und klein hergestellt werden kann, wobei durch die ausschließliche Verwendung handelsüblicher Bauteile sich wiederum extrem niedrige Herstellungskosten ergeben.
  • Besonders vorteilhaft ist bei der in der Fig. 3 dargestellten Ausfuhrungsform auch, daß die bereits kühle, getrocknete Druckluft im inneren ohr 21 zurückgeführt wird, während die noch zu trocknende Druckluft den ringförmigen Kanal zwischen dem inneren Rohr 21 und der Wandung des £>ruckluftschlauches 22 durchströmt, so daß die zu trocknende Druckluft in diesem ringförmigen Kanal von außen (Flüssigkeit im Behälter 3) und von innen (Druckluftstrom im Rohr 21) abgekuhlt wird.
  • Grundsätzlich haben beide in den Fig. 1 und 3 dargestellten susführungsformen den Vorteil, daß durch die Verwendung eines Druckluftschlauches 7 bzw. 22 mit liner Wandung aus gewebeverstärktem Gummi, Kunststoff usw.
  • Korrosionsprobleme im Behälter 3 nicht auftreten.
  • Die Regelung der nicht näher dargestellten Kältemaschine bzw. das Ein-und Ausschalten des elektrischen Antriebs für den Kompressor dieser Sältamasche erfolgt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielsweise so, daß die Kältemaschine solange arbeitet, bis die im Behälter 3 enthaltene Flüssigkeit (Wasser) eine hinreichend dicke cisschicht um den Verdampfer 5 herum gebildet hat. Ist diese Eisschicht errreicht, wird die Kältemaschine abgeschaltet und bleibt solange abgeschaltet, bis die Eisschicht auf eim vorbestimmte Mindestdicke wieder abgetaut ist. Diese Eisschicht um den Verdampfer 5 bildet dabei ein "Puffer", welches ein möglichst gleichmäßiges Arbeiten der Vorrichtung sicherstellt, und zwar auch dann, wenn die Vorrichtung bei Druckluftanlagen verwendet wird, in denen kurzzeitig große mengen an Druckluft rforderlich sind.
  • Wie die Fig. 5 zeigt, kann die Regelung der Kältemaschine in einfachster Weise dadurch erfolgen, daß an der Außenfläche, vorzugsweise an einar Oberflächenseite des plattenförmigen Verdampfers 5 gogenüber diesem Verdampfer sowie gegeneinander isoliert zwei freiliegende Netallelektroden 35 angeordnet sind. Diese Metallelektroden 35, die vom Verdampfer 5 seitlich wegstehen und einen bestimmten Abstand voneinander aufweisen, sind Uber Leitungen 36 mit einer elektrischen Steuerschaltung 37 zum Lin- und Ausschalten der Kältemaschine verbunden. Die elektrische Steuersclealtung 37 enthält einen FleSkreis bzw. eine Neßeinrichtung, der bzw. die über die Leitungen 36 mit den Netallelektroden 35 in Verbindung steht und den elektrischen Widerstand zwischen diesen beiden M3tallelektroden mißt.
  • Dieser elektrische Widerstand ist durch den spezifischen Widerstand der im Behälter 3 onthaltenen Flüssigkeit bestimmt und ändert sich dann, wenn dies Flüssigkeit (Wasser) um den Verdampfer 5 herum gefriert. Di~s bedeutet, daß beispielsweise bei Verwendung von Wasser die in der Steuereinrichtung 37 enthaltene Meßeinrichtung einen niedrigeren Widerstand zwischen den Metallelektroden 35 mißt, wenn das Wasser nicht gefroren ist, und einen h#heren Widerstand, wenn das Wasser um den Verdampfer 5 herum gefroren ist.
  • In Abhängigkeit von dieser Widerstandsmessung wird dann die Kältemaschine von der Steuereinrichtung 37 ein- bzw. ausgeschaltet. Dies bedeutet auch, daß die Lange der Metallelektroden 35 im wesentlichen die Dicke der Eisschicht um den Verdampfer 5 herum bestimmt, bei der (Dicke) das Einschalten der Kalte maschine erfolgt.
  • Fig. 6 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen Vorrichtung zum Trocknen von Druckluft. Bei dieser Ausführungsform wird zum KUhlen der zu trocknenden Druckluft ein Druckregler 40 verwendet. Dieser Druckregler 40, der eine handelsUbliche Ausbildung besitzt, weist einen Eingang 41 und einen Ausgang 42 auf, wobei die von einer nicht näher dargestellten Druckluftquelle (Oruckluftkompressor) abgegebene Druckluft hohen Druckes dem Eingang 41 zugeführt wird, während am Ausgang 42 Druckluft mit einem konstanten, reduzierten Druck entnommen werden kann. Die Einstellung des Druckes am Ausgang 42 erfolgt mit Hilfe eines Betötigungsknopfes 43, wobei der eingestellte, konstante Druck am Ausgang 42 an einem Anzeigeinstrument 44 abgelesen werden kann. Die dem Eingang 41 zugeführte Druckluft durchströmt einen Filter 45 und wird im Anschluß daran im Regler 40 auf den eingestellten, am Ausgang 42 anliegenden verminderten Druck reduziert.
  • Hierdurch findet im Regler 40 ane Entspannung und damit Abkühlung der Druckluft statt, die zum Trocknen bzw. zum Ausscheiden der in der Druckluft vorhandenen Feuchtigkeit ausgenutzt wird.
  • Um ein wirksames Trocknen der Druckluft zu erreichen, sind der Eingang 41 sowie der Ausgang 42 des Reglers 40 über den bereits beschriebenen Verteiler 14 mit einer Druckluftleitung verbunden, die aus dem äußeren rohrförmigen Teil 22' und dem inneren Rohr 21' besteht. Der äußere rohrförmige Teil 22' ist beispielsweise wiederum ein Druckluftschlauch, der das beispielsweise flexible oder biegsame Rohr 21' aufnimmt. Allerdings ist es bei dieser Ausführungsform grundsotzlich auch möglich, den äußeren rohr-*teigen Teil 22' und das innere Rohr 21' als starre Rohre auszubilden.
  • Am anderen Ende der Druckluftleitung ist ebenfalls ein Verteiler 14 vorgesehen, Uber welchen (entsprec hend den in der Fig. 6 gezeigten Pfeilen)-die zu trocknende Druckluft zugeführt bzw. die getrocknete Druckluft an den Verbraucher abgefuhrt wird. Bei der in der Fig. 6 gezeigten Ausführung ist der Eingang 41 des Reglers 40 Uber ein Rohrstück 46 mit der Öffnung 18 und damit dem dem zwischen dem inneren Rohr 21' und dem äußeren Rohr 22' gebildeten ringförmigen Kanal der Druckluftleitung verbunden. Das innere Rohr 21' ist an den Ausgang 42 des Reglers 40 angeschlossen. Weiterhin wird bei der in der Fig. 6 gezeigten Ausführung Uber den weiteren Verteiler 14 bzw. Uber dessen öffnung 18 die zu trocknende Druckluft zugeführt. Die getrocknete Druckluft wird an dem in diesem weiteren Verteiler 14 mündenden Ende des inneren Rohres 21' Uber einen Krümmer 47 entnommen.
  • Die Wirkungsweise der in der Fig. 6 dargestellten Vorrichtung läßt sich, wie folgt, beschreiben: Die Uber den ringförmigen Kanal der Druckluftleitung sowie Uber das Rohrstück 46 an den Eingang 41 des Reglers 40 zugeführte Druckluft wird in diesem Regler entspannt und damit abgekühlt, Die so gekühlte Druckluft durchströmt das innere Rohr 21' der Druckluftleitung und kühlt dadurch die von der Druckluftquelle ankommende Druckluft, wodurch eine Abkuhlung in der ankommenden Druckluft erzielt wird, so daß die in der ankommenden Druckluft enthaltene Feuchtigkeit kondensiert und beim Durchströmen des Filters 45 in diesem ausgeschieden wird.
  • Der mit der Vorrichtung gemaß Fig. 6 erzielte Trocknungseffekt nimmt noch dem Einschalten des Verbrauchers ständig zu. Die in der Fig. 6 gezeigte Vorrichtung hat den besonderen Vorteil, daß mit ihr eine Trocknung von Druckluft möglich ist, ohne daß besondere Kuhlaggregate erforderlich sind. Vielmehr wird fUr die Trocknung bzw. Abkühlung der Druckluft der in den meisten Druckluftanlagen ohnehin benötigte Regler verwendet.
  • Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben.
  • Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke verlassen wird.

Claims (18)

  1. PatentansprUche ( 5 Vorrichtung zum Trocknen von Druckluft, bei der die zu trocknende Druckluft Uber eine Druckluftleitung einer Einrichtung zum KUhlen zugeführt und die in der Druckluft enthaltene Feuchtigkeit durch Abkühlung kondensiert und ausgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftleitung zumindest teilweise von einem äußeren rohrförmigen Teil (22, 22') sowie von einem im Inneren dieses äußeren Teils angeordneten inneren Rohr (21, 21') gebildet ist, dessen Außenquerschnitt kleiner ist als der innendurchmesser des anderen Teils (22, 22'), und daß der äußere Teil (22, 22') sowie das innere Rohr (21, 21') jeweils mit einem Anschluß zum ZufUhren bzw. AbfUhren der Druckluft verbunden sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere, rohrförmige Teil ein Druckluftschlauch (22) ist, und daß das innere Rohr ein biegsames, bzw. flexibles Rohr (21) ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum KUhlen aus einem eine Flussigkeit aufnehmenden Behälter (3), welcher zusammen mit dem Verdampfer (5) einer Kältemaschine in einem geschlossenen Gehäuse (1) untergebracht ist, sowie aus einer durch die Wandung des Gehäuses (1) sowie durch den Behälter (3) hindurchge fuhrten Druckluftleitung mit den Anschlussen zum Zuführen und Abfuhren der Druckluft besteht.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der AnsprUche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere rohrförmige Teil (22, 22') mit dem in seinem Inneren angeordneten Rohr (21, 21') die äußere Anschlußleitung der Vorrichtung zum Anschluß an eine Druckquelle (28) sowie an den Verbraucher (29) bildet.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftschlauch (22) mit den in seinem Inneren angeordneten Rohr (21) den durch die Flüssigkeit im Behalter (3) hindurchgefühtten Teil der Druckluftleitung bildet.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (21) ein Metallrohr, vorzugsweise ein Rohr aus Kupfer ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der AnsprUche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (21) ein flexibler, mit ringförmigen Vertiefungen und Erhdhungen versehener Metalischlauch ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der AnsprUche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftschlauch (22) eine Wandung aus gewebeverstärktem nichtmetallische. Material, z.B. Gummi oder Kunststoff aufweist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der AnsprUche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Enden des mit dem inneren Rohr (21, 21') versehenen tlußeren rohrförmigen Teiles (22, 22') jeweils ein Verteiler-(14) befestigt ist, der einen ersten Anschluß (17) zum Anschließen des äußeren rohrförmigen Teils (22, 22') aufweist, durch welchen (ersten Anschluß) das innere Rohr (21, 21') hindurchgeführt ist, und daß der Verteiler einen zweiten Anschluß (18) besitzt, der mit dem das innere Rohr (21, 21') umgebenden Raum im Inneren des ävßgran, rohrförmigen Teiles (22, 22') in Verbindung steht, sowie einen dritten Anschluß (19) besitzt, der zum Anschluß des inneren Rohres (21, 21') dient.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (14) von einem Rohrstück, z.B. einem ReduzierstUck (15) mit zwei achsgleich angeordneten dffnungen oder Bohrungen (16, 17) gebildet ist, von denen eine Oeffnung den ersten Anschluß und die andere öffnung den dritten Anschluß bilden, und daß das Rohrstück (15) an seiner Umfangsfiache eine weitere Uffnung (18) aufweist, die den zweiten Anschluß bildet.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden AnsprUche, dadurch gekennzeichnet, daß der den äußeren Anschluß der Vorrichtung bildende Druckluftschlauch (22) sowie das in diesem Druckluftschlauch angeordnete Rohr (21) Uber einen Verteiler (14) jeweils mit einem Ende einer, eine geschlossene Schlaufe bildenden Druckluftleitung (7, 9, 12) im Inneren des Gehäuses (1) verbunden sind, und daß diese die geschlossene Schlaufe bildende Druckluftleitung zumindest in ihrem durch den Behälter (3) hindurchgeführten Abschnitt ebenfalls von einem Druckluftschlauch (7) gebildet ist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der die geschlossene Schlaufe bildenden Druckluftleitung, vorzugsweise im Inneren des Gehäuses (1), ein Filter (9) zum Abscheiden der kondensierten Flüssigkeit vorgesehen ist.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Behälter (3) hindurchgeführte Druckluftschlauch (22) sowie das in diesem Druckluftschlauch vorgesehene Rohr (21) an ihren beiden Enden Uber einen Verteiler (14) jeweils mit verschiedenen Eingangen eines Filters (9) zum Abscheiden von kondensierter Feuchtigkeit bzw. jeweils mit verschiedenen Anschlüssen (30, 31) zum Zufuhren bzw. Abführen von Druckluft verbunden sind.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das im Inneren des Druckluftschlauches (22) vorgesehene Rohr -(21) über den entsprechenden Verteiler (14) mit dem Anschluß (31) zum Abführen der getrockneten Druckluft un der zwischen der Wandung des Druckluftschlauches (22) und dem inneren Rohr (21) gebildete Kanal mit dem Anschluß (30) zum Zufuhren der Druckluft verbunden ist.
  15. 15. Vorrichtung nach einem der AnsprUche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (5) der Kältemaschine im Inneren des Behälters (3) angeordnet ist, ud daß eine Regeleinrichtung (35, 37) vorgesehen ist, die die Költemaschine in Abhdngigkeit von der Dicke einer sich um den Verdampfer (5) bildenden Eisschicht ein- und ausschaltet.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung aus zwei elektrisch gegeneinander isolierten, freiliegenden Elektroden (35) am Verdampfer (5) sowie von einer den Widerstand zwischen diesen Elektroden messenden Einrichtung (37) gebildet ist.
  17. 17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum KUhlen ein Druckregler (40) mit einem Eingang (40) und mit einem Ausgang (42) ist, und daß das innere Rohr (21') der Druckluftleitung mit dem Ausgang (42) des Druckreglers (40) und der zwischen dem inneren Rohr (21') und dem dußren rohrförmigen Teil (22') gebildete Raum der Druckluftleitung mit dem Eingang (41) des Druckreglers (40) verbunden sind.
  18. 18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum KUhlen ein Druckregler (40) mit einem Eingang (41) und einem Ausgang (42) ist, und daß das innere Rohr (21') der Druckluftleitung mit dem Eingang (41) und der zwischen dem inneren Rohr (21') und dem äußeren rohrförmigen Teil (22') gebildete Raum der Druckluftleitung mit dem Ausgang (42) des Reglers (40) verbunden sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0067045A1 (de) * 1981-06-05 1982-12-15 Russell Finex Limited Wärmeaustauscher

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EP0067045A1 (de) * 1981-06-05 1982-12-15 Russell Finex Limited Wärmeaustauscher

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