DE3510277C2 - Kondensator für Dämpfe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensator für Dämpfe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Kondensatoren dieser Gattung sind aus der FR-PS 11 12 032 bekannt geworden.

Bei diesem bekannten Kondensator sollen die Wärmeaustausch- Elemente zweckmäßigerweise von schraubenförmig auf die Röhren aufgewickelten Rippen gebildet werden. Dabei zeigen die aufgewickelten Rippen eine Neigungslage gegenüber der Rotationsachse des Gebläses bzw. gegenüber der Richtung des von dem Gebläse erzeugten Kühlluftstromes. Bei üblicher benachbarter Anordnung der Rippen-Windungen ergibt sich eine Annäherung an die mit Bezug auf die Längsachse der Röhren im wesentlichen rechtwinklige Lage der Flächen der Wärmeaustausch-Rippen und im Winkel zur Gebläseachse geneigt, so wie sie auch bei der häufig üblichen Aufstapelung von rund gelochten oder extrudierten Wärmeaustauschrippen auf der Röhre üblich ist. Derartige Anbringung der Wärmeaustauschrippen bietet sich herstellungsmäßig ohne weiteres an und ist auf dem Gebiete der Kondensatoren vielfach bewährt und gängige Praxis.

Gegenüber dem einfachen Aufwickeln von bandförmigen Wärmeaustauschrippen oder Aufstapeln rund gelochter oder extrudierter Wärmeaustauschrippen auf die Röhren mag die gekennzeichnete Anordnung der Wärmeaustauschelemente auf den Röhren zwar komplizierter sein, führt aber insgesamt zu einem unerwarteten Vorteil durch erhebliche Einsparung der zum Betrieb des Kondensators erforderlichen Energie. Dieser Vorteil ist am größten, wenn sich die Flächen der Wärmeaustauschelemente exakt parallel zur Achslage des Axialgebläses erstrecken, während sich beispielsweise ein ganz erheblicher Energieverlust ergibt, wenn umgekehrt bei V-förmiger Anordnung der Röhren über einem Axialgebläse mit senkrechter Achslage die Flächen der Wärmeaustauschelemente gegenüber der Rotationsachse des Gebläses geneigt sind, wie es bei der oben erläuterten FR-PS 11 12 032 der Fall ist. Solchen Energieverlust vermeidet die vorliegende Erfindung mit ihrer Merkmalsvereinigung, die eine Luftstromumlenkung konsequent vermeidet.

Zum Stande der Technik ist auch auf die japanische Gebrauchsmusterschrift JP-59-97382-1984 (veröffentlicht am 2. Juli 1984) zu verweisen, die bereits einen Wärmeaustauscher offenbart, bei welchem ein niedriger Strömungswiderstand dadurch erreicht werden soll, daß Röhren von kreisförmigem Querschnitt mit dem Kühlluftstrom unter einem Winkel gekreuzt werden, der gegenüber der Achse der runden Röhren nicht rechtwinklig ist. Auf diese Weise sollen die an sich runden Röhren wie elliptische Röhren wirken. Es soll der Effekt eines "Weep-Back"-Flugzeugflügels in einem Luftstrom und die Funktion einer in Richtung des Luftstromes gestreckten Flügelgestalt erreicht werden. Nach einem weiteren Merkmal (Fig. 9 und 10) der Druckschrift soll die elliptische Achse der Röhren sich mit dem Luftstrom unter einem spitzen Winkel schneiden, um so die Wärmeübertragung der elliptischen Röhrensäule zu steigern.

Während somit diese Druckschrift bereits die Kreuzung von runden Röhren des Wärmeaustauschers mit dem Kühlluftstrom unter einem zur Achse der runden Röhren nicht rechtwinkligen Winkel offenbart hat, ist jedoch die Gesamtanordnung dieses Wärmeaustauschers verwickelt und teuer und hinsichtlich ihrer Effizienz verbesserbar. Der Zusammenbau der vielfach gekrümmten, und an ihren Enden zusammenhängenden Röhren mit den mehrfach gelochten Wärmeaustauschrippen, erweist sich unabhängig von dem angestrebten Ellipsen-Effekt als wenig günstig.

Ausgehend von einem Kondensator der aus der FR-PS 11 12 032 bekanntgewordenen Art liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, solche Kondensatoren dahingehend zu verbessern, daß das Gebläse mit weniger Energie betrieben werden kann, wobei gleichzeitig für eine einfache Herstellbarkeit gesorgt sein soll.

Die Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet und enthält die sorgfältig abgestimmte Vereinigung einer ganzen Reihe von Merkmalen, die als Merkmalsvereinigung gegenüber dem gesamten Stand der Technik neu ist und durch den umfangreichen Stand der Technik auch in keiner Weise nahegelegt worden ist.

Die Merkmale der erfindungsgemäßen Merkmalsvereinigung wirken im Sinne eines optimalen Wärmeaustausches zusammen, wobei aber auch die geneigten einzelnen Röhrenreihen, die darauf in geneigter Lage vorgesehenen Wärmeaustauschelemente und der längliche Röhren-Querschnitt zusammen mit den anderen Merkmalen der Merkmalsvereinigung insgesamt einen Kondensator von einfacher und günstiger Herstellbarkeit bilden.

Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Zum Stande der Technik wird noch auf die DE-AS 14 51 142 ebenfalls mit V-förmiger Anordnung von Röhrenbündeln gegenüber einem Axialgebläse und auf die GB-PS 14 89 226 verwiesen, deren Röhren parallele Seitenwände und zwischen benachbarten Röhren angeordnete Wärmeaustauschplatten aufweisen. Auch durch diesen Stand der Technik ist aber die besondere im Anspruch 1 gekennzeichnete Anordnung der Flächen der Wärmeaustauschelemente nicht nahegelegt worden.

Die vorliegende Erfindung bewährt sich auch besonders, wenn die Wärmeaustauschelemente der Röhren in einen Winkel von 60° oder mehr hinsichtlich der vertikalen Anordnung der Achse des Axialgebläses geneigt sind und in einem kleineren Abstand als 0,2 cm voneinander entfernt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen luftgekühlten Brüden-Kondensator entlang der Linie 1-1;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Kondensators von Fig. 1 entlang der Linie 2-2 von Fig. 1 und

Fig. 3, 4 und 5 vergrößerte, perspektivische Ansichten von Röhrenbündelteilen des Kondensators mit Wärmeaustausch­ blechen, die gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfindung konstruiert werden können.

Es folgt nun die Erläuterung der Erfindung anhand der Zeich­ nungen nach Aufbau und gegebenenfalls auch nach Wirkungsweise der dargestellten Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Kondensator für Dämpfe mit einem Windflügel­ ring 11, der an beiden Enden offen und im wesentlichen horizontal angeordnet ist. Ein Gebläse 12 ist auf einem Schaft 13 montiert und dreht sich um eine im wesentlichen senkrechte Achse, wobei die Flügel des Gebläses so ange­ ordnet sind, daß die Luft nach oben durch den Windflügel­ ring (durch Pfeile in Fig. 1 dargestellt) bewegt wird. Ein Paar Rohrbündel 14 sind durch einen Luftraum 17 schlüssig mit dem oberen offenen Ende des Windflügelringes 11 verbunden und dadurch in einer so speziellen Anordnung, daß die Luft vom Gebläse 12 durch diese Rohrbündel 14 hindurchströmt. Jedes dieser Bündel 14 besteht aus einer einzelnen Reihe von Rohren, deren Achsen innerhalb einer Ebene angeordnet sind.

In der Fig. 1 sind die Röhren des Bündels gegeneinander ge­ neigt und bilden auf diese Weise ein umgekehrtes "V" da­ zwischen aus.

Brüden bzw. Dämpfe werden in eine Sammelröhre 16, die sich entlang der Bündel erstreckt und sich an dem oberen Ende der Röhren beider Bündel anschließt, geleitet. Kondensat aus den Röhren der Bündel tropft in die Sammel­ röhre 8, die mit den Röhren eines Bündels schlüssig ist. Durchströmt Luft die Röhren, so werden die Dämpfe innerhalb der Röhren kondensiert und tropfen nach unten in die Sammel­ röhren 18.

Jedes Bündel 14 besteht nur aus einer einzelnen Reihe von Röhren, wobei die Röhren längliche Kastengestalt haben mit parallelen Seitenwänden 19, die sich in Richtung des Luft­ durchsatzes erstrecken und die wesentlich länger sind als die Breite der Röhren. Der Vorteil von Bündeln mit einer einzelnen Reihe von Röhren dieser Konstruktion ist im Stand der Technik aus der US-PS 4168742 bekannt; deshalb muß ein detaillierter Innenaufbau der Röhren nicht weiter beschrieben werden. Bei der Ausführungsform des Kondensators, wie er in Fig. 1 und 2 gezeigt wird, erstrecken sich die Röhren 15 durch Löcher in nahe aneinander angeordneten Wärmeaustauschblechen 20. Bei anderen Ausführungsformen können die Bleche aus Faltblechen 21, wie in Fig. 4 gezeigt, bestehen, die zwischen den Seiten anschließender Röhren vor- und zu­ rückgefaltet sind, wobei die Faltungen in den Faltblechen an die Seitenwände der Röhren gelötet oder auf eine andere Weise daran befestigt sind. Bei eine weiteren Ausführungs­ form können die Wärmeaustauschbleche aus einzelnen Streifen 22, die sich zwischen den Seitenwänden der an­ schließenden Röhren erstrecken, bestehen und mit ihrem gegenüberliegenden Ende an den Seitenwänden befestigt sein.

Auf jeden Fall jedoch erstrecken sich die Wärmeaustauschbleche, ob sie nun Platten sind, gefaltet sind oder eine andere Form haben, nicht senkrecht zur Achse der Röhren, wie im Stand der Technik bekannt, sondern parallel zur Richtung des vom Gebläse 12 ausgehenden Luftstromes. Auf diese Weise kann die Luft zwischen den Wärmeaustauschblechen durchströmen ohne abgelenkt zu werden, was ein Minimum an Energie erfordert. Besonders vorteilhaft wird dies, wenn das Rohrbündel einen Winkel von etwa 60° mit der Horizontalen bildet, so daß Wärmeaustauschbleche, die senkrecht zur Achse der Röhren angeordnet sind, bewirken bzw. erfordern, daß die Luft vom Gebläse unter einem komplementären Winkel abgelenkt wird oder etwa um 120°. Dies resultiert natür­ lich aus der Tatsache, daß die Wärmeaustauschbleche relativ nahe aneinander angeordnet sind, bis zu einer Distanz von 0,2032 cm, so daß kein Teil der durchströmenden Luft dazwischen hindurchgeleitet werden kann, ohne abgelenkt zu werden.

Claims (6)

1. a) Kondensator für Dämpfe mit einem Bündel aus getrennten Röhren, das aus mindestens einer

• b) Reihe von Röhren besteht,
• c) in deren obere Enden kondensierbare Dämpfe einleitbar sind,
• d) und aus deren unteren Enden Kondensat abläuft,
• e) wobei das Röhrenbündel mit senkrechtem Abstand von einem Ende eines Windflügelringes eines Axialgebläses angeordnet ist,
• f) welches eine senkrechte Drehachse hat und einen Luftstrom über die Flächen von
• g) auf den Röhren angeordneten Wärmeaustauschblechen erzeugt,
• h) wobei die Röhren eine Neigung gegenüber der senkrechten Achslage des Axialgebläses aufweisen,

gekennzeichnet durch die Vereinigung der Merkmale, daß

• Ka) die Röhrenbündel (14) oberhalb des Axialgebläses angeordnet sind, und daß
• Kb) ihre Wärmeaustauschbleche (20, 21, 22) mit ihren Wärmeaustauschflächen je für sich
• Kc) parallel in Richtung des erzeugten Luftstromes und
• Kd) zur Rotationsachse des Gebläses erstreckend angeordnet sind,
• Ke) daß jedes Bündel aus einer einzelnen Reihe von Röhren besteht und
• Kf) daß jede Röhre parallele Seitenwände hat, die sich in Richtung des Luftdurchsatzes erstrecken und
• Kg) die wesentlich länger sind als die Breite der Röhren.

2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Röhrenbündeln (14) mit ihren Achsen die Form eines umgekehrten "V"s bilden, welches über dem mit senkrechter Rotationsachse angeordneten Axialgebläse vorgesehen ist.

3. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wärmeaustauschbleche (20) zwischen den Seitenwänden benachbarter Röhren erstrecken.

4. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschbleche Platten sind, die sich zwischen den Wänden benachbarter Röhren erstrecken.

5. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschbleche Faltbleche (21) sind, die nach vorne und zurück zwischen den Seitenwänden benachbarter Röhren gefaltet sind.