DE581665C - Zwischenkuehler fuer Luftverdichter, bei dem die Luft durch Lenkplatten um die Kuehlwasserrohre im Zickzack gefuehrt wird - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
31. JULI 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 17f GRUPPE 5oe

Ingersoll-Rand Company in New York

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Mai 1931 ab

Die Erfindung betrifft einen Zwischenkühler für Luftverdichter, bei dem die Luft durch Lenkplatten um die Kühlwasserrohre im Zickzack geführt wird, und bezweckt die Vermeidung der Bildung von toten Lufttaschen innerhalb des Zwischenkühlers, indem in ihm ein turbulenter Zustand gesichert wird, so daß die zu kühlende Luft in wiederholte und innige Berührung mit der Oberfläche der Kühlrohre gebracht werden kann.

Es sind bereits stehende Kühler bekannt, bei welchen die Rohre durch gelochte Zwischenwände hindurchtreten, deren Löcher einen größeren Durchmesser haben als die Rohre. Diese für stehende Kühler bekannte Anordnung ist jedoch für liegende Kühler nicht verwendbar, weil dann die Kühlrohre keine feste Lagerung in den Lenkplatten finden und daher flattern würden. Es ist

so ferner bekannt, bei Kondensatoren den Löchern zum Durchtritt der Rohre in Zwischenwandungen einen etwas größeren Durchmesser zu geben als den Rohren und dann das Rohr an der Durchtrittsstelle oval zu gestalten, um es in das betreffende Loch der Platte einzutreiben, damit ein Flackern und Durchscheuern des Rohres vermieden wird. Dabei verbleiben in Richtung der kleinen Achse des ovalen Rohrquerschnitts zwischen der Rohrwandung und dem Lochrand Öffnungen, die sehr klein und nicht geeignet sind, als Ausgleichsöffnungen zu dienen, weil sie hinsichtlich ihrer Breite der Willkür unterworfen sind.

Gemäß der Erfindung werden die Durchtrittsöffnungen für die Kühlwasserrohre in den Lenkplatten mit Auskerbungen versehen, durch welche eine Ausgleichströmung beiderseits der Lenkplatten geschaffen wird.

In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. ι einen senkrechten Längsschnitt durch den Wärmeaustauscher,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstabe durch das eine Ende des Wärmeaustauschers,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. i.

Der Wärmeaustauscher^ hat ein Gehäuses, in welchem eine Gruppe von Kühlröhren C angeordnet ist. Das Gehäuse B besteht aus einem Rohrmantel D, der an dem einen Ende durch einen Kopf E und an dem anderen Ende durch einen Fortsatz F abgeschlossen ist, der denselben Durchmesser hat wie der Mantel D. Das äußere Ende des Fortsatzes F wird durch einen Deckel G abgeschlossen, der an dem Fortsatz mit Bolzen H befestigt ist.

Die dargestellte Ausführungsform zeigt einen Einwegkühler, auf den die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Sie kann ebenso auf Mehrwegkühler angewendet werden..

Das zu kühlende Element, z. B. Preßluft, gelangt aus einem Kompressor in das Gehäuse B durch den Einlaß /, der an dem Fort-

satz F sitzt. Die Preßluft tritt daher an dem einen Ende des Wärmeaustauschers ein und strömt durch das Gehäuse B in einer schlangenförmigen Bahn, geführt durch die Zwischenplatten K, die längs des ganzen Gehäuses gegeneinander versetzt sind, um die Preßluft in Berührung mit den Oberflächen der Kühlröhren C zu bringen.

Die Zwischenplatten K sind in beliebiger

ίο Anzahl angeordnet und stehen in solchem Abstand voneinander und die Enden L der Platten K, über welche die Preßluft strömt, haben einen solchen Abstand von der Innenwandung des Gehäuses, daß derselbe Druck auf der

t5 ganzen Fläche des Wärmeaustauschers lastet. Mit anderen Worten, der Zwischenraum zwischen den Enden L der Platten K und der Wandung ist so bemessen, daß keine wesentliche Zunahme oder Abnahme des Druckes der Luft während ihres Laufes durch den Wärmeaustauscher A entsteht.

Nachdem die Preßluft über die Platte ÜC neben dem Kopf E geströmt ist, fließt sie gegen einen Rost oder Abschneider O, der mit dem Kopf £ aus einem Stück hergestellt ist. Der Abschneider O hat die Form einer Rippenreihe P, die der Preßluft die Feuchtigkeit unmittelbar vor dem Austritt durch die öffnung Q des Kopfes E entzieht.

Die Rippen P sind auf den gegenüberliegenden Seiten des Kopfes E angeordnet, und zwischen ihnen und dem Boden des Kopfes E befindet sich eine Brücke R, die auch aus einem Stück mit dem Kopf E besteht und Zähne oder Rippen ,S" und T hat, die nach entgegengesetzten Richtungen abfallen, um die Feuchtigkeit aus der Preßluft zu entfernen und sie an den Boden des Kopfes E zu leiten, von wo sie mittels eines Abzugrohres U entfernt werden kann.

Da die Temperatur, welcher der Wärmeaustauscher ausgesetzt ist, in weiten Grenzen schwankt, ist es wesentlich, dafür zu sorgen, daß die Röhren C der Bewegung angepaßt werden, der sie durch die Ausdehnung und Zusammenziehung durch die Wärme ausgesetzt sind. Zu diesem Zwecke werden in bekannter Weise die Röhren mit dem einen Ende in einer Stirnplatte V an dem Kopf E befestigt und mit den anderen Enden in eine bewegliche Platte W eingesetzt. Die Platte W liegt innerhalb des Gehäuses und hat einen kleineren Durchmesser als dieses, um die freie Längsbewegung des Gehäuses nach Maßgabe der Kontraktion und Expansion der Röhren zu gestatten. An der Röhrenplatte V sitzt ein Kopf X für die Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, das durch Rohr Y eingeführt wird. Das Wasser wird in den Kopf X an einer Stelle nahe dem obersten Teil des Kopfes eingeführt und fließt durch eine Reihe von Röhren C, die -in dem oberen Teil des Wärmeaustauschers sitzen, und von da in einen Kopf Z, der ,mit der Platte W durch Bolzen verbunden ist und eine Kammer b bildet, durch welche Wasser in die unteren Rohrreihen fließen und wieder in den Kopf X zurückkehren kann. Die Kammer b in dem Kopf Z und eine Kammer c in dem Kopf X sind in eine beliebige Zahl von Abteilen unterteilt, die mit benachbarten Rohrreihen C in Verbindung stehen, so daß die Strömungsrichtung des Wassers wiederholt umgekehrt werden kann, bis es den untersten Teil des Kopfes X erreicht, von wo es mittels eines Rohres d abgeführt wird.

Bei Wärmeaustauschern dieser Art ist es erwünscht, daß der ganze verfügbare Raum des Gehäuses B von den Röhren C eingenommen wird, um die Bildung von toten Lufttaschen zu vermeiden, wo· die Preßluft jeder Temperatur im wesentlichen bewegungslos bleibt und als' Isolator wirkt. Zu diesem Zweck erhält der Kopf Z an seiner Kante einen ringförmigen Flansch e von nur geringer Breite, damit die Kammer b, für welche der Flansch e die Begrenzungsnäche bildet, im Durchmesser nur etwas kleiner ist als der Durchmesser des Gehäuses B. Der Flansch e umgibt bei der dargestellten Ausführungsform einen Ansatz / an der Rohrplatte W₁ und eine Dichtung g· ist zwischen dem Flansch e und der Platte W angeordnet, um die Kammer b abzudichten. Der Kopf Z wird an der Platte W durch Bolzenschrauben h befestigt, die innerhalb des Flansches e eingesetzt sind. Diese Anordnung gestattet die Anbringung von Kühlröhren C* an Stellen dicht neben dem Gehäuse, so daß der ganze Innenraum mit Röhren besetzt ist.

Bei den bisherigen Wärmeaustauschern dieser Art hat man sich gänzlich auf die natürliche Strömung der Preßluft durch den Austauscher verlassen, um die Durchrührung der Preßluft zu erzeugen, so daß sie gleichmäßig durch den Wärmeaustauscher verteilt und mit sämtlichen verfügbaren Kühlflächen der Röhren C in Berührung gebracht wurde. Man hat jedoch festgestellt, daß der Hauptstrom, der dem Schlangenweg folgt, bedeutende Flächen in dem Gehäuse frei ließ, wo die no Preßluft in verhältnismäßig ruhendem Zustande war, so daß nicht nur das Gehäuse isoliert war, sondern auch bedeutende Kühlflächen der Röhren C. Um den gewünschten Zustand der Turbulenz durch die ganze n₅ Flache des Gehäuses hindurch zu sichern, werden gemäß der Erfindung die Zwischenplatten K an den Bohrungen k mit Einkerbungen y zur Ablenkung eines Teils der Preßluft aus dem Hauptluftstrom versehen. Die Preßluft tritt durch die von den Einkerbungen gebildeten Durchlässe / von der Seite der Zwi-

schenplatten, wo der Strom aufsteigt, und wird seitlich in den Hauptstrom gestoßen, so daß die Preßluft des Hauptstromes nicht nur seine allgemeine Richtung nach dem Auslaß Q p verfolgt, sondern zur wiederholten Berührung mit den Flächen der Kühlrohre C gebracht wird. Die Einkerbungen j liegen am besten auf diametral gegenüberliegenden Seiten der Röhren C. Die Bohrungen k, in welche die

to Einkerbungen einmünden, haben einen solchen Durchmesser, daß ihre Wandungen in Berührung mit den Röhren stehen, so daß die Röhren zwischen ihren Enden unterstützt werden.

Die Arbeitsweise des Wärmeaustauschers ist folgende:

Angenommen, die Maschine, z. B. ein Kompressor, welchem der Wärmeaustauscher zugeteilt ist, sei in Betrieb, dann tritt die Preßluft in den Einlaß /, fließt über die Enden L der Zwischenplatten K durch das Gehäuse B und in den Kopf E, wo sie auf die Rippen P, S und T des Scheiders O stößt und jede mitgeführte Feuchtigkeit abgibt. Diese Reinigung findet statt, gerade bevor die Preßluft das Gehäuse durch die Öffnung Q verläßt, von wo sie in einen Vorratsbehälter fließt.

Während des Stromes der Preßluft durch das Gehäuse B tritt sie durch die Einkerbungen j auf der Seite der Platten K, wo sie aufwärts strömt, und fließt durch die Einkerbungen, um wieder in Längsrichtung zu dem Gehäuse in den Hauptstrom eingestoßen zu werden. Auf diese Weise wird die Preßluft gründlich durchgerührt und verhindert jede isolierende Wirkung.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Zwischenkühler für Luftverdichter, bei dem die Luft durch Lenkplatten um die Kühlwasserrohre im Zickzack geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen für die Kühlwasserrohre in den Lenkplatten mit Auskerbungen (/) versehen sind, durch welche eine Ausgleichströmung beiderseits der Lenkplatten geschaffen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen