DE3209281A1

DE3209281A1 - Cooling device having a plurality of mutually parallel cooling tubes

Info

Publication number: DE3209281A1
Application number: DE19823209281
Authority: DE
Inventors: Herbert 4630 Bochum Kuhlmann
Original assignee: Sidepal SA Industrielle De Participations Luxembourgeoise Luxembourg Ste; Sidepal SA
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1982-03-13
Filing date: 1982-03-13
Publication date: 1983-09-15

Abstract

Cooling device having a plurality of mutually parallel cooling tubes, which are united by deflecting elements in the form of tube bases or caps to form cooling coils having adjacent U-shaped deflection sections. In the assembled state, a row of adjacent deflecting elements forms a highest region of the cooling system. Arranged in this region of the deflecting sections as ventilating elements are short-circuiting tubes which connect cooling tubes of adjacent deflecting sections in terms of flow. <IMAGE>

Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in EssenAndrejewski, Honke & Partner, patent attorneys in Essen

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung mit einer Mehrzahl von zueinander parallelen Kühlrohren, die durch Umlenkelemente zu Kühlschlangen mit benachbarten Umlenkabschnitten vereinigt sind, wobei eine Reihe von benachbarten Umlenkbauteilen im montierten Zustand einen höchsten Bereich des Kühlsystems bildet und in diesem Bereich der Umlenkabschnitte Entlüftungselemente angeordnet sind. - Umlenkelemente bezeichnet im Rahmen der Erfindung Rohrbogen oder Kappen. Umlenkabschnitte bezeichnet die angeschlossenen Kühlrohrabschnitte, die zusammen mit den Rohrbogen oder Kappan einen U-förmigen Strömungsweg für das Kühlmittel bilden. Solche Kühlvorrichtungen sind insbesondere bei Industrieöfen, wie Elektrolichtbogenofen, gebräuchlich, und zwar als Abgaskrümmer und Kühlelement für Wand- und Deckelkonstruktionen. The invention relates to a cooling device with a plurality of cooling tubes parallel to one another, which are formed by deflection elements are combined to form cooling coils with adjacent deflection sections, with a number of adjacent deflection components in the assembled State forms a highest area of the cooling system and ventilation elements in this area of the deflection sections are arranged. - Deflection elements referred to in the context of the invention, pipe bends or caps. Deflection sections denotes the connected cooling pipe sections, which together with the pipe bends or Kappan form a U-shaped flow path for the coolant. Such cooling devices are particularly at Industrial furnaces, such as electric arc furnaces, commonly used as exhaust manifolds and cooling elements for wall and cover structures.

Bei den (aus der Praxis) bekannten Kühlvorrichtungen der beschriebenen Gattung sind die Entlüftungselemente Bohrungen, die ständig einen geringen Teil des Kühlmittels und folglich auch die in den höchsten Bereichen sich unter Umständen ansammelnde Luft austreten lassen, oder aber Ventile, die betätigt werden, wenn eine Entlüftung erforderlich ist. Tatsächlich sammelt sich in den höchsten Bereichen solcher Kühlvorrichtungen aus Entgasung Luft insbesondere dann an, wenn aus irgendwelchen Gründen die Kühlvorrichtung außer Betrieb genommen wird und das Kühlmittel nicht mehr umläuft. Dann muß, wie bei Heizkörpern, eine Entlüftung erfolgen. Bei der bekannten Kühlvorrichtung stehen die Bohrungen oder Ventile mit der Umgebung in Verbindung. Bei der Ausführungsform mit Bohrungen im Bereich der Umlenkabschnitte stört, daß permanent Kühlwasser austritt. Das kann nur in wenigen Einsatzfällen gattungsgemäßer Kühlvorrichtungen zugelassen werden. Im anderen Falle stört, daß die Ventile von Zeit zu Zeit betätigt werden müssen.In the (from practice) known cooling devices of the described The genus are the ventilation holes, which constantly take a small part of the coolant and consequently also the air that may collect in the highest areas can escape, or valves that are actuated, when venting is required. Indeed, in the highest areas of such cooling devices from degassing accumulates Air especially when the cooling device and the coolant are taken out of service for any reason no longer circulates. Then, as with radiators, ventilation must take place. Stand in the known cooling device the bores or valves with the environment in connection. In the embodiment with bores in the area of the deflection sections disturbs the permanent leakage of cooling water. This can only be permitted in a few cases of application of generic cooling devices will. Otherwise it is bothersome that the valves have to be operated from time to time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kühlvorrichtung so weiter auszubilden, daß mit der Umgebung in Verbindung stehende Bohrungen oder Ventile nicht mehr erforderlich sind.The invention is based on the object of developing a generic cooling device so that with the environment in Connecting holes or valves are no longer required.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Entlüftungselemente als Kurzschlußrohre ausgeführt sind, die Kühlrohre benachbarter Umlenkabschnitte strömungsmäßig verbinden. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Kurzschlußrohre als U-Bögen ausgeführt.To solve this problem, the invention teaches that the ventilation elements are designed as short-circuit tubes that connect the cooling tubes of adjacent deflection sections in terms of flow. To A preferred embodiment of the invention are the short-circuit tubes designed as U-bends.

Bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung können die Kurzschlußrohre im einzelnen auf unterschiedliche Weise angeordnet werden. Wesentlich ist lediglich, daß die Kurzschlußrohre solche Teile der benachbarten Umlenkabschnitte verbinden, zwischen denen eine Druckdifferenz herrscht. Beispielsweise können die Kurzschlußrohre in den Umlenkabschnitten in unterschiedlicher Strömungsrichtung durchströmte Kühlrohre verbinden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Anordnung so zu treffen, daß die Kurzschlußrohre in den Umlenkabschnitten in gleicher Strömungsrichtung durchströmte Kühlrohre vereinigen. Es versteht sich von selbst, daß bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Kühlmittelmenge, die über die Kurzschlußrohre von einem Umlenkabschnitt zum anderen übertreten kann, im Vergleich zu der Kühlmittelmenge, die die Kühlvorrichtung insgesamt durchströmt klein ist. Sie soll aus thermodynamisehen Gründen möglichst klein sein. Das läßt sich dadurch erreichen, daß die Kurzschlußrohe als Drossel ausgelegt oder mit einer solchen versehen sind.In the cooling device according to the invention, the short-circuit tubes in detail can be arranged in different ways. It is only essential that the short-circuit tubes have such parts connect the adjacent deflection sections, between which there is a pressure difference. For example, the short-circuit tubes connect cooling pipes through which the flow flows in different directions in the deflection sections. But it also exists the possibility of making the arrangement in such a way that the short-circuit tubes in the deflection sections combine cooling tubes through which there is flow in the same direction of flow. It goes without saying of itself that in a cooling device according to the invention, the amount of coolant that is passed through the short-circuit tubes of a Deflection section can cross over to the other, compared to the amount of coolant that flows through the cooling device as a whole is small. You should for thermodynamic reasons as possible be small. This can be achieved in that the short-circuit pipes are designed as a throttle or provided with such a throttle are.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung in der Kühlschlange ein Druck-The invention is based on the knowledge that in an inventive Cooling device in the cooling coil a pressure

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in EssenAndrejewski, Honke & Partner, patent attorneys in Essen

-S--S-

abfall auftritt. Insbesondere besteht zwischen benachbarten Umlenkabschnitten im allgemeinen eine beachtliche Druckdifferenz. Diese wird bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung durch die Kurzschlußrohre ausgenutzt/ um ehe Entlüftung zu bewirken, über die Kurzschlußrohre tritt ein Teil des Kühlmittels von dem Umlenkabschnitt höheren Druckes zu dem Umlenkabschnitt niedrigen Druckes und dort gleichsam ejektorartig in den Strömungskanal des angeschlossenen Kühlrohres ein, so daß überführte Luftblasen mitgerissen werden und folglich mit dem Kühlmittel der ohnehin vorhandenen Entgasungseinrichtung des Kühlsystems zugeführt werden.waste occurs. In particular, there is between adjacent deflection sections generally a considerable pressure differential. This is in the cooling device according to the invention by the Short-circuit pipes used / in order to effect venting before the short-circuit tubes, some of the coolant passes from the higher pressure deflection section to the lower pressure deflection section Pressure and there, as it were, ejector-like into the flow channel of the connected cooling tube, so that transferred air bubbles are entrained and consequently supplied with the coolant of the already existing degassing device of the cooling system will.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer DarstellungIn the following the invention is based on only one embodiment Illustrative drawing explained in more detail. It show in a schematic representation

Fig. 1 eine als Abgaskrümmer ausgeführte Kühlvorrichtung,1 shows a cooling device designed as an exhaust manifold,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab einen Schnitt in Richtung A-B durch den Gegenstand nach Fig. 1, ausschnittsweise.FIG. 2 shows a section in the direction A-B through the object on a much larger scale than in FIG Fig. 1, in detail.

Die in den Figuren dargestellte Kühlvorrichtung besitzt eine Mehrzahl von zueinander parallelen Kühlrohren 1. Diese sind durch Umlenkelemente 2 in Form von Rohrbogen oder Kappen zu Kühlschlangen vereinigt. Die einzelnen Kühlschlangen besitzen benachbarte Umlenkabschnitte 3, die ihrerseits in bezug auf den Strömungsweg des Kühlmittels U-förmig gestaltet sind. Sie wurden zur Verdeutlichung schraffiert. Die Anordnung ist im montierten Zustand so getroffen, daß eine Reihe von benachbarten Umlenkelementen 2 einen höchsten Bereich des Kühlsystems bildet. Hier könnte sich also, insbesondere bei Betriebsstillstand, Luft an-The cooling device shown in the figures has a plurality of mutually parallel cooling tubes 1. These are by deflecting elements 2 in the form of pipe bends or caps to form cooling coils united. The individual cooling coils have adjacent deflection sections 3, which in turn with respect to the Flow path of the coolant are U-shaped. They have been hatched for clarity. The arrangement is in the assembled Condition made so that a row of adjacent deflecting elements 2 forms a highest area of the cooling system. here air could build up, especially during standstill

sammeln. Folglich sind in diesem Bereich der Umlenkabschnitte Entlüftungselemente angeordnet.collect. Consequently, the deflection sections are in this area Ventilation elements arranged.

Insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß die Entlüftungselemente als Kurzschlußrohre 4 ausgeführt sind. Diese verbinden Kühlrohre 1 benachbarter Umlenkabschnitte 3 strömungsmäßig. Sie sind im Ausführungsbeispiel als U-Bögen gestaltet. In particular, from a comparative consideration of FIGS. 1 and 2, it can be seen that the ventilation elements are short-circuit tubes 4 are executed. These connect cooling tubes 1 of adjacent deflection sections 3 in terms of flow. In the exemplary embodiment, they are designed as U-bends.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß die Kurzschlußrohre 4 in den Umlenkabschnitten 3 in unterschiedlicher Strömungsrichtung durchströmte Kühlrohre 1 verbinden. Man könnte aber auch solche verbinden, die gleichsinnig durchströmt werden. Um sicherzustellen, daß lediglich die angestrebte Entlüftungswirkung erreicht wird, der Kurzschluß jedoch die Thermodynamik der Kühlvorrichtung nicht störend beeinträchtigt, sind die Kurzschlußrohre 4 ihrerseits als Drosseln ausgebildet oder mit solchen versehen. Eingebaute Drosseln könnten auch einstellbar sein. Im Ergebnis ist die Kühlmittelmenge, die über die Kurzschlußrohre 4 strömt, sehr klein im Vergleich zu der Kühlmittelmenge, die die Kühlvorrichtung insgesamt durchströmt.In the exemplary embodiment and according to the preferred embodiment of In the invention, the arrangement is made so that the short-circuit tubes 4 in the deflection sections 3 in different flow directions Connect through-flow cooling pipes 1. But one could also connect those that are flown through in the same direction. To ensure that only the desired venting effect is achieved, the short circuit, however, the thermodynamics the cooling device is not adversely affected, the short-circuit tubes 4 are in turn designed as chokes or with such. Built-in chokes could also be adjustable. The result is the amount of coolant that passes through the short-circuit tubes 4 flows, very small compared to the amount of coolant that flows through the cooling device as a whole.

Claims

Patent claims:

1 Λ cooling device with a plurality of mutually parallel Cooling tubes, which are connected by deflection elements to cooling coils with neighboring ones Deflection sections are combined, especially for industrial furnaces, with a number of adjacent deflection components in the assembled State of the cooling device form a highest area of the cooling system and in this area of the deflection sections ventilation elements are arranged, characterized in that that the ventilation elements are designed as short-circuit pipes (4)

ί— \J \J L·-ί— \ J \ J L · -

leads that connect the cooling pipes (1) of adjacent deflection sections in terms of flow.

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the short-circuit tubes (4) are designed as U-bends.

3. Cooling device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the short-circuit tubes (4) in the deflection sections (3) flowed through in different directions of flow Connect cooling pipes (1).

4. Cooling device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the short-circuit tubes (4) in the deflection sections (3) Connect cooling pipes (1) through which the flow is flowing in the same direction.

5. Cooling device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the short-circuit tubes (4) are designed as a throttle or are provided with a throttle.