DE2654253C2 - Vorrichtung zur Kältetrocknung von Gas - Google Patents
Vorrichtung zur Kältetrocknung von GasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kältetrocknung
von Gas, insbesondere Druckluft, nach Anspruch 1.
Aus der US-PS 32 25 517 ist bereits eine Vorrichtung zur Kältetrocknung von Gas gemäß der oben genannten Art im wesentlichen bekannt, wenn auch die Fig. 2 dieser Entgegenhaltung nicht eindeutig erkennen läßt, daß die Wärmetauscher so miteinander verbunden sind, daß die Rohre der Wärmetauschelemente des Gas-Gas-Wärmetauschers eine unmittelbare Fortsetzung entsprechender Rohre des Gas-Kältemittel-Wärmetauschers darstellen. In der Beschreibung findet sich jedoch ein Hinweis auf diese Konstruktionsart, und zwar in Spalte 4, Zeilen 50-59. insbesondere Zei-Ien 54/55.
Aus der US-PS 32 25 517 ist bereits eine Vorrichtung zur Kältetrocknung von Gas gemäß der oben genannten Art im wesentlichen bekannt, wenn auch die Fig. 2 dieser Entgegenhaltung nicht eindeutig erkennen läßt, daß die Wärmetauscher so miteinander verbunden sind, daß die Rohre der Wärmetauschelemente des Gas-Gas-Wärmetauschers eine unmittelbare Fortsetzung entsprechender Rohre des Gas-Kältemittel-Wärmetauschers darstellen. In der Beschreibung findet sich jedoch ein Hinweis auf diese Konstruktionsart, und zwar in Spalte 4, Zeilen 50-59. insbesondere Zei-Ien 54/55.
Die Druckschrift zeigt aber nicht die eigentliche Konstruktion des £ältetrockners im einzelnen, zumal
im Mittelpunkt dieser Druckschrift verfahrensmäßige Probleme stehen, nicht dagegen Probleme des mechanisehen
Aufbaus des Kältetrockners.
Bei der Kältetrocknung von Gas, insbesondere Druckluft, sind jedoch derartige mechanische Probleme
nicht zu umgehen, da derartige Vorrichtungen meist an Orten eingesetzt werden, an denen nicht viel Raum zur
Verfügung steht, so daß auf einen kompakten Aufbau der Gesamt vorrichtung, und zwar einschließlich aller für
die Kältetrocknung notwendigen 2usat/einnchtungen. wie insbesondere Kondensatabscheider und ggf ölfl·
ter. geachtet werden muß Tren/dtm darf es dabei /ι.
keiner Verschlechterung dtr Stroi.mngsverhältnisse
und des Wirkungsgrades des Kältetrockners kommen,
da ungunstige Sirömungsvcrhaltmsse den Druckabfall
vergrößern und ein verschlechterter U irkungsgrad den
Energiebedarf erhöht.
4S Größere Einzelheiten hinsichtlich des mechanischen
Aufbaus zeigt zwar eine andere Druckschrift, nämlich
die DK-OS 22 32 386. jedoch handelt es sich dabei weder
um einen kompakten Kältetrockner, noch um einen Kältetrockner mit günstigen Stromungsvethältnissen.
V so daß der Druckabfall hier recht groß werden kann
Aus der US-PS 26 33 338 ist ein Wärmetauscher fur
ein Kraftwerk bekannt, bei dem ringförmige Kammern
einzelne Wärmetauschelemente miteinander verbinden Aufgabe der Erfindung ist es. eine Vorrichtung de
eingangs genannten Art dahingehend /u verbessern, daß unter Verbesserung der Strömungsverhältnisse und
des Wirkungsgrades des Kältetrockners dieser heson
ders kompakt wird, und zwar unter Beriicksichtipiin-·
aller für die Kältetrocknung notwendigen F-innchtun
gen, wie insbesondere KondensatabschncKlcr der eu'
ölfilter.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Haüptanspruchs, also zum einen
durch das an sich aus der US-PS 26 33 338 bekannte Merkmal der ringförmigen Kammern, die die einzelnen
Wärmetauscholemenfe miteinander verbinden, sowie dadurch, daß die Wärmetauscher in ihrem Zentrum
einen zylindrischen oder mehreckigen Raum zur
Aufnahme eines Rohrstücks bilden, das die untere ringförmige Kammer des Gas-Kältemiltel-Wärmetauschers
mit der unteren ringförmigen Kammer des Gas-Gas-Wärmetauschers verbindet Diese Konstruktion
vermeidet, daß ein außerhalb des Wärmetauschers anzuordnendes Rohr notwendig wird, was die Kompaktheit
beeinträchtigen würde, zum anderen stellt diese Verbindung aber auch die kürzeste und strömungsgünstigste
dar, die möglich ist.
Dieser zylindrische oder auch mehreckige, beispiels- to
weise viereckige Raum, erlaubt wegen seiner langen Erstreckung außerdem in günstiger Weise, auch die ggf.
erwünschten Kondensatabscheideeinrichtungen oder auch Ölfiltereinrichtungen anzuordnen, und zwar im
Zusammenhang mit dem Rohrstück, so daß sich wiederum die erwünschten günstigen Strömungsverhältnisse
verwirklichen lassen, siehe die Ansprüche 2 und 3.
Wenn gemäß Anspruch 4 die ringförmigen Kammern sowie das Rohrstück im wesentlichen Kreisquerschnitt
aufweisen, ergibt sich noch eine weitere Verbesserung der Strömungsverhaitnissse und damii des Wirkungsgrades.
Der Wirkungsgrad wird auch verbessert, went; durch
besondere Ausbildung der Austauschelemente für verbesserten Wärmeübergang gesorgt wird, wie es in
den Unteransprüchen 5 bis 8 gelehrt wird, wobei bestimmte Merkmale dieser Unteransprüche wiederum
an sich bekannt sind.
So zeigt die DE-OS 20 49 310 ein Wärmetauscherrohrelement mit zwischen Außenrohrinnenfläche und
Innenrohraußenfläche angeordnetem mäanderförmig verlaufendem Metallblech. Ähnliches läßt auch die
DE-PS 8 39 806 erkennen, wobei zusätzlich noch die Anordnung von mehreren Innenrohren in einem 3s
Außenrohr beschrieben wird.
Weitere Einzelheiten. Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Darstellung
von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung. Es zeigt
F i g. I eine Längsschnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kältetrocknung
von Gas;
F1 g. 2 eine Schnittansicht längs der Linie A-B der
F i g. 1:
Fig. 3a bis 3c sowie 4a und 4b Schnittansichten von
verschiedenen Ausführungsformen von Austauschelementen.
F1 g. 5a bis 5e und 5a bis 6d schematische
Darstellungen zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens für die Austauschelemente.
In F 1 g. 1 ist eine Axialschnittansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichiung zur Kältetrocknung von Gas, insbesondere Druckluft, dargestellt. Die Vorrichtung
umfaßt einen Gas-Gas-Wärmetauscher 12 sowie einen v> Gas-Kältemittel-Wärmetauscher 14 in im wesentlichen
vertikaler Anordnung, wobei das zu trocknende Gas, beispielsweise aus einem Kompressor stammende,
möglicherweise schon vorgekühlte Druckluft, dem Gas-Gas-Warmetauscher 12 über einen Einlaß 82 am
oberen Ende der Vorrichtung zugeführt wird. Von dort durchströmt dann das Gas die Vorrichtung in Rohren 62
von Wärmetauschelementen 59 aufeinanderfolgend den Gas-Gas-Wärmetauscher 12, den Gas*KällemitteU
Wärmetauscher 14, dann -^ nach Durchströmen noch
näher zu beschreibender Zusatzeinrichtungen — wieder den Gas-Gas*Wärmetauscher 12 in einem kontinuierlichen
Kreislauf, um schliefjiich am Auslaß 76 auszutreten.
Wie aus der Fig. 1 zu erkennen ist, liegt der Gas-Gas-Wärmetauscher 12 oberhalb des Gas-Kältemittel-Wärmetauschers
14, und die Wärmetauscher sind so miteinander verbunden, daß die Rohre 62 der
Wärmetauscherelemente 60 des Gas-Gas-Wärmetauschers 12 eine unmittelbare Fortsetzung entsprechender
Rohre des Gas-Kältemittel-Wärmetauschers 14 darstellen. Um den angestrebten kompakten Aufbau und die
günstigsten Strömungsverhältnisse zu erreichen, sind Gas-Kältemittel-Wärmetauscher 14 und Gas-Gas-Wärmetauscher
12 am oberen und unteren Ende jeweils mit ringförmigen Kammern 74,47,45 bzw. 42 versehen, von
denen die im wesentlichen vertikal verlaufenden, aus einem Außenrohr 60 und mindestens einem darin
angeordneten Innenrohr 62 bestehenden Wärmetauschelemente 59 ausgehen, wobei im Gas-Gas-Wärmetauscher
12 die Lumen der Außenrohre 60 mit einer ersten oberen ringförmigen Kammer 42 und der unteren
ringförmigen Kammer 74 verbunden sind, während die Lumen der Innenrohre 62 im Gas-Gas-Wärmetauscher
12 mit einer zweiten oberen ringförrr:;en Kammer 45 und im Gas-Kältemittel Wärmetauscher !4 mit der
unteren ringförmigen Kammer 47 verbunden sind.
Die gemeinsame Achse der Wärmetauscher 12,14 ist dabei als zylindrischer oder auch mehreckiger, beispielsweise
vie-eckiger Raum zur Aufnahme eines Rohrstükkes 92 ausgebildet, das die untere ringförmige Kammer
47 des Gas-Kältemittel-Wärmetauschers 14 mit der unteren ringförmigen Kammer 74 des Gas-Gas-Wärmetauschers
12 verbindet.
Das Rohrstück 92 kann eine einfache Rohrverbindung zwischen den ringförmigen Kammern 47 und 74
sein, der zylindrische oder mehreckige Raum bietet sich jedoch in günstiger Weise dafür an, innerhalb der
Vorrichtung beispielsweise auch Kondensatabscheideeinrichtungen vorzusehen, die Teil des Rohrstückes 92
darstellen können und in F ig. 1 durch die Bezugs/ahlen
84, 86, 88 und 90 repräsentiert und im folgenden noch näher erläutert werden. In ähnlicher Weise lassen sich
auch Ölfiltereinrichtungen in diesem Raum vorsehen, wiederum als Teil oder auch innerhalb des Rohrstückes
92. ν obei auf die in F i g. 1 mit 94 und 96 bezeichneten Bauteile verwiesen sei. die ebenfalls im folgenden noch
näher erläutert werden.
Um die Bauhöhe der Vorrichtung möglichsi klein zu halten, ist es günstig, im Gas-Gas-Wärmetauscher 12
Wärmetauschelemente 59 vorzusehen, die besonders gute Wärmeübertragungseigenschaften besitzen. Beispiele
für derartige Wärmetauschelemente 59 sind in den Fig. 3a. 3b und 3c sowie in F i g. 4a und 4b
wiedergegeben. Die einfachste Form eines Wärmetauschelcmentes 59 ist in Fig. 3a dargestellt. Das
Element 39 besteht hier aus einem äußeren Rohr 60 una
einem koaxial dazu angeordneten Innenrohr 62, das auch als Kernrohr bezeichnet wird. In das Kernrohr ist
mäanderförmig gevclltes Blech 64 eingeschoben, das mit der Innenwand des Kernrohrs 62 in wärmeleitender
Berührung steht. Durch dieses gewellte Blech 64 wird die Wärmetauschfläche innerhalb des Kernrohrs um
beispielweise einer Faktor von 10 bis 15 vergrößert.
Berücksichtigt man. daß durch den Einfluß des längeren
Wärmeleitweges eine Wärmeübergangsverschlechterung auftritt, die durch einen Faktor von beispielsweise
0,3 bis 0,7 berücksichtigt wird, ergibt sich immer noch eine Verbesserung des Wärmedurchganges um einen
Faktor von im vorliegenden Beispiel etwa 3 bis 10. Wenn vorher eine Kühlschlangenlänge von z. B. 6 m
erforderlich war, die in einem Wärmetauschkessel ohne
Zickzack- oder Schleifenführung nicht mehr untergebracht werden konnte, wird es durch diese Verbesserung
des Wärmeüberganges möglich, die Kühlschlangenlänge auf 2 m oder gar 60 cm zu verkürzen, wodurch
es möglich wird, diese Kühlschlangen bzw. Kühlrohre wie in Fig. 1 dargestellt geradlinig von einem oberen
Lufteintrittssammler 45 durch den Gas-Gas-Wärmetauscher 12 und anschließend durch den Gas-Kältemittel-Wärmetauscher
14 zum unteren Luflaustrittssammler 47 zu führen, wobei die gesamte Bauhöhe beispielsweise
nur 2 bis 3 m beträgt.
Das in Fig.3a dargestellte Profil ist besonders
geeignet für einen Gas-Kältemittel-Wärmetauscher, bei
dem das Kältemittel durch das von den Kernrohraußen flächen und der Innenfläche des äußeren Rohres is
gebildete Lumen 66 hindurchfließt, während das zu kühlende Gas das Kernrohr 62 durchströmt. Die
innerhalb des Kernrohrs durch die mäanderförmig gewellten Rlerhe gehildete größere Wärmetauscher^
ehe ist deshalb günstig, weil der Wärmeübergang von Gas auf Metall häufig schlechter ist, als der zwischen
Kühlmittel und Metall. Durch die Erhöhung der Wärmetauschfläche um einen ähnlichen Faktor ergibt
sich eine optimale Anpassung des Wärmetauschers an die Wärmetauschmedier.
Falls das Kältemittel durch das Kernrohr fließt, während das Gas durch das vom Kernrohr und vom
Außenrohr gebildete Lumen 66 fließt, ist es zweckmäßig, die mäanderförmig gewellten Bleche in diesem
Lumen 66 anzuordnen, wie es in F i g. 3b dargestellt ist.
Ist ein Wärmetausch zwischen zwei Gasen vorgesehen, wie z. B. im Gas-Gas-Wärmetauscher 12, sollte
sowohl innerhalb des Kernrohres als auch zwischen Kernrohr und äußerem Rohr mäanderförmig gewelltes
Blech vorgesehen werden, wie es in F i g. 3c dargestellt ist.
Wie aus F i g. 1 wie auch aus den F i g. 4a und 4b zu erkennen ist, kann es zweckmäßig sein, mehrere
Kernrohre 62 innerhalb nur eines äußeren Rohres 60 anzuordnen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform
vereinfacht sich durch diese Anordnung der Anschluß des oberen Luftaustrittssammlers 42 an das in
diesem Fall vier Kernrohre 62 enthaltende Austauschelement 59, weil der obere Luftaustrittssammler 42 pro
Austauschelement 59 nur an ein Lumen 66 angeschlossen zu werden braucht. Noch größer ist die Vereinfachung
im Bereich des Gas-Kältemittel-Wärmetauschers 14, weil sonst für jedes Kernrohr eine eigene
Einspritzung erforderlich wäre.
Die in den F i g. 4a und 4b dargestellten Ausführung«- formen eines Aiistauschelementes unterscheiden sich
dadurch, daß in der F i g. 4b um jedes Kernrohr 62 das mäanderförmig gewellte Blech axialsymmetrisch zu
dem jeweiligen Kernrohr angeordnet ist Dadurch ergeben sich größere, von gewelltem Blech nicht
ausgefüllte Räume, die gemäß Fig.4a durch entsprechende
Verformung des gewellten Bleches verschwunden sind. Beispielsweise läßt sich dies dadurch erreichen,
daß das in Fig.4b dargestellte Rohr 60 gezogen wird,
wodurch sich eine Durchmesserverringerung ergibt und das gewellte Blech der einzelnen Kernrohre derart
zusammengedrückt wird, daß die in F i g. 4a dargestellte Anordnung entsteht
Die Herstellung der in den F i g. 3a bis 3c und 4a bis 4d dargestellten Austauschelemente ist auf verschiedene
Weise möglich. Man kann beispielsweise von einem ebenen Blechstreifen ausgehen, wie er in Fig.5a
schematisch wiedergegeben ist Dieser Blechstreifen 68 kann dann gewellt werden, Fig.5b, und zur Einbringung
in ein Kernrohr 62 nach entsprechender Aufwicklung, beispielsweise über einen Dorn 70,
eingeschoben werden, woraufhin der Dorn 70 wieder herausgezogen wird.
Um gewelltes Blech in das Lumen 66 zwischen Kernrohr 62 und äußerem Rohr 60 einzubringen, kann
ein gemäß F i g. 5b gewellter Streifen um das Kernrohr 62 herumgelegl werden (Fig.5e) und anschließend
dieses Kernrohr, ggf. zusammen mit weiteren Kernrohren, in das äußere Rohr 60 eingeschoben werden. Das
gewellte Blech kann dabei aus mehreren Stücken 68 bestehen.
Statt des vorstehend geschilderten Verfahrens, bei dem von einem Blechstreifen ausgegangen wird, ist es
auch möglich, von einem Blechrohr 72 auszugehen, siehe Fig.6a. Dieses Rohr kann durch geeignete
Verfahren, z. B. durch Eindrücken, mit Wellungen versehen werden, wie es in der F i g. 6b wiedergegeben
ist. Das so verformte Rohr läßt sich leicht in ein entsprechendes Kernrohr 62 bzw. auch in ein entsprechendes
äußeres Rohr 60 einschieben, siehe Fig.6c Wird nun durch Ziehen das Rohr 60 bzw. 62 hinsichtlich
seines Durchmessers verkleinert, so vertiefen sich die Wellungen des Blechstreifens 72, während gleichzeitig
durch den dabei entstehenden Druck ein guter Wänneübergangskontakt zwischen dem gewellten
Blech Mnd der Rohrwand auftritt. Statt dessen kann natürlich auch das gewellte Blech auf andere Weise mit
dem Rohr verbunden werden, beispielsweise durch Löten oder Schweißen.
Durch diese Austauschelemente gelingt es, Vorrichtungen zur Kältetrocknung besonders kompakt zu
gestalten, wie es in Fig. 1 beispielsweise dargestellt ist. Der dort gezeigte und bereits kurz erläuterte Kältetrockner
sei nun in größeren Einzelheiten beschrieben. Die Darstellung ist schematisch und einige Teile, wie
Fundament, ein möglicherweise vorhandenes äußeres Gehäuse und sonstige Halterungsvorrichtungen sind
aus Vereinfachungsgründen weggelassen. Wie schon erläutert, sind Gas-Gas-Wärmetauscher 12 und Gas-Kältemittel-Wärmetauscher
14 derart vereinigt, daß die gleichen Kernrohre 62 für beide Tauscher Verwendung
finden, wodurch zusätzliche Verbindungsleitungen und Sammelräume entbehrlich werden und damit nicht nur
der Strömungswiderstand sich verringert, sondern auch der Aufbau sich vereinfacht und verbilligt, insbesondere
im Falle von Preßluftanwendungen, bei denen besonders druckfeste Anordnungen für derartige zusätzliche
Anordnungen vorzusehen wären.
Um jeweils vier Kernrohre 62, siehe F i g. 4a -.nd 4b.
liegt ein äußeres Rohr 60, durch das im Gas-Gas-Wärmetauscher 12 von einem mittleren Luftsammler 74
kalte Luft von unten nach oben in den oberen Luftaustrittssammler 42 strömt, um von dort über einen
Austrittsstutzen 76 die Vorrichtung zur Kältetrocknung als getrocknete normal temperierte Luft zu verlassen.
Dagegen strömt durch das Lumen des äußeren Rohres 60 im Bereich des Gas-Kältemittel-Wärmetauschers 14
ein Kältemittel, das an einem unteren Kältemittelsammler zugeführt wird, von dort das oder die äußeren Rohre
durchströmt und am oberen Kältemittelsammler 80 wieder gesammelt und abgezogen wird.
Das zu treckende Gas wird der Vorrichtung über einen Stutzen 82 zugeführt, gelangt zunächst in den
oberen Lufteintrittssammier 44, der in Form eines ringförmigen hohlen Kastens mit rechteckigem Querschnitt
dargestellt ist, aber auch kreisförmigen Quer-
schnitt aufweisen kann, wenn besondere Druckfestigkeil
erwünscht wird. Ein runder Querschnitt gibt auch u. U. günstigere Strömungswerte.
An der Bodenfläche des Kastens münden die Kernrohre der vier vorgesehenän äußeren Rohre 60,
siehe F i g. 2. Das Gas bzw. die Druckluft strömt aus dem Sammler 44 in die Kernrohre 62, wird durch das in
Gegenrichtung durch das Lumen des äußeren Rohres 60
strornendit getrocknete und kalte Gas vorgekühll und
dann durch das im Lumen des äußeren Rohres im Gas-Kältemittel-Wärmetauscher 14 fließende Kältemittel
auf eine Temperatur nahe dem Nullpunkt, ?.. B. auf 1,5° C gebracht. Die so gekühlte Luft tritt zusammen mit
kondensierter Feuchtigkeit in den unteren Luftaustrittssammler 47 aus. der die gleiche Form besitzt, wie der
obere Lufteintrittssammler 44. Während des gesammten Abkühlungsprozesses scheide) sich Feuchtigkeit aus.
die entweder in Form von Tröpfchen mit dem Gas mitgefuhrt werden, oder sich an den Wänden des
Kernrohres bzw. an den in diesem Kernrohr enthaltenen mäanderförmigen Blechstreifen niederschlägt und
langsam nach unten rinnt und in den Sammler 47 austritt, wo sie mittels nicht näher dargestellter
Kondensatableiteinrichtungen abgezogen werden kann.
Die Höhe des Gas-Kältemittel-Wärmetauschers 14 kann gleich der Höhe des Gas-Gas-Wärmetauschers 12
gewählt werden, falls dies aus Gründen der Auswechselbarkeit der einzelnen Tauscher zweckmäßig ist. Wegen
des oft höheren Wärmeübergangswertes des Kältemittels ist es jedoch u. U. zweckmäßig, die Höhe des
Gas-K^ltemittel-Wärmetauschers 14 gegenüber der
Höhe des Gas-Gas-Wärmetauschers 12 geringer zu halten, weil dadurch die Gesamthöhe des Trockners
verringert werden kann.
Vom unteren Luftaustrittssammler 47 wird nun das trockene kalte Gas im Zentrum des Kältetrockners zum
mittleren Luftsammler 74 geführt, der mit dem Lumen der äußeren Rohre 60 des Gas-Gas-Wärmetauschers 12
in Verbindung steht. Das Gas strömt nun unter Erwärmung durch dieses Lurnen nach oben und tritt im
oberen Luftaustrittssammler 42 aus dem Lumen wieder aus. Über den Auslaß 76 gelangt dann die getrocknete,
auf Normaltemperatur befindliche Luft aus dem Kältetrockner und kann von dort ihrem Verwendungszweck
zugeführt werden.
Bei dem in Fi g. 1 dargestellten Kältetrockner sind in dem von den beiden Wärmetauschern gebildeten
zylindrischen bzw. mehreckigen Raum noch weitere Einrichtungen vorgesehen, die bei bestimmten Vorrichtungen
zur Kältetrocknung, insbesondere nämlich bei Druckluftkältetrocknern, von Vorteil sind. Es handelt
sich dabei um einen Zyklonabscheider 84, der mit einer Prallschürze 86 versehen ist und dazu dient, mitgerissene
größere Wasser- und Öltröpfchen aufzufangen und nach unten abzuleiten. Der von dem Zyklonabscheider
gebildete Beruhigungsraum führt gleichzeitig dazu, daß feinere Tröpfchen Zeit gewinnen, sich abzusetzen.
Oberhalb des Zyklonabscheiders 84 befindet sich ein weiterer Beruhigungsraum 88 mit einer Prallplatte 90.
Feuchtigkeit^- und öltropfen, die diesen Beruhigungsraum durch das oberhalb des Berühigungsraums
angeordnete, kaminartige Rohrstück 92 mit dem Luftstrom verlassen, besitzen bereits sehr geringe
Durchmesser. Besonders schädlich sind dabei die feinen
ο Öltröpfchen, die im Kompressor entstanden sind und
durch die dort stallfindenden Vorgänge »gecrackt« sind Und daher für Schmierzwecke wertlos geworden sind.
Sie müssen daher von den an den Drucklufttrockner angeschlossenen Geräten ferngehalten werden, Zu
ίο diesem Zweck ist ein Filter 94 am Ende des
kaminartigen Rohrslücks 92 im oberen Bereich des Kältetrockners vorgesehen. Dieses Filter ermöglicht ein
optimales Abscheiden der noch vorhandenen Feuchtigkeit1;-,
öl- und Staubreste. Das Filter 94 ist in einfacher Weise von oben her austauschbar, beispielsweise nach
Entfernen einer Verschlußplatte %. Die geschilderte Anordnung des Filters 94 ist nicht nur vom Standpunkt
des Auswechselns her besonders günstig, es liegt auch an der Stelle mit der kältesten Luft. Das abzuscheidende
Öl ist daher in diesem Bereich am dickflüssigsten und
besitzt auch wieder größere Tropfendurchmesser, weil während des Durchströmens der Beruhigungsräume
und des Kamins 92 die Tropfen die Möglichkeit hatten, zusammenzufließen. Dadurch ist es möglich. Filter mit
etwas größerer Porenweite zu verwenden, als es sonst erforderlich wäre. Beispielsweise wird ein Filter mit
3 χ 106m Porentiefe verwendet, um Öltröpfchen
abzufangen, die einen Durchmesser von weniger als 10... 20 χ 10 6 maulweisen.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß innerhalb des
Gas-Kältemittel-Wärmetauschers 14 das Prinzip der Einspritzverdampfung und nicht das der Überflutungsverdampfung gewählt wurde, weil die Überflutungsverdampfung
zum einen besser für horizontale Verdampfer geeignet ist, zum anderen aber auch nur wesentlich
träger geregelt v/erden kann. Eine flinke Regelung ist aber von Nutzen, weil dadurch die Drucklufttemperatur
wesentlich näher an 00C herangebracht werden kann,
ohne daß die Gefahr der Vereisung besteht.
Außerdem besteht beim Überflutungsverdampfer die Gefahr der Kältemittelentmischung, so daß ein sich
nicht so leicht entmischendes, aber wärmetechnisch weniger wirksames Mittel verwendet werden müßte.
Die Anordnung des kaminartigen Rohrstückes 92 ist besonders geeignet, wenn die an den Kältetrockner
angeschlossenen Verbraucher pulsierend arbeiten. Die während des Arbeitsimpulses hochgerissenen Tröpfchen
haben während des zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen liegenden Ruhezeitraumes ausreichend
Zeit, um im kaminartigen Rohrstück 92 wieder nach unten zu fallen.
S'att der in Fig.3 dargestellten Anordnung von nur
vier äußeren Rohren 60 können natürlich noch weitere Rohre vorgesehen werden, je nach geforderter
Nennleistung. Auf diese Weise läßt sich bei gleichem übrigen Aufbau die Nennleistung sehr genau an den
Bedarf anpassen, wodurch sich zwar das äußere Ausmaß des Kältetrockners nicht ändert, aber die Herstellungskosten
entsprechend angepaßt sind.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Vorrichtung zur Kältetrocknung von Gas, insbesondere Druckluft, mit einem Gas-Gas-Wärmetauscher
sowie einem Gas-Knltemittel-Wärmetauscher in im wesentlichen vertikaler Anordnung,
wobei das zu trocknende Gas in Rohren von Wärmetauschelementen aufeinanderfolgend den
Gas-Gas-Wärmetauscher, den Gas-Kältemittel-Wärmetauscher und anschließend wieder den
Gas-Gas-Wärmetauscher in einem kontinuierlichen Kreislauf durchströmt, der Gas-Gas-Wärmetauscher
oberhalb des Gas-Kältemittel-Wärmetauschers liegt und die Wärmetauscher so miteinander
verbunden sind, daß die Rohre der Wärmetauschelemente des Gas-Gas-Wärmetauschers eine unmittelbare
Fortsetzung entsprechender Rohre des Gas-Kältemittel-Wärmetauschers
darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß Gas-Kältemittel-Wärmetauscher
f 14) und Gas-Gas-Wärmetauscher (12) am oberen jnd unteren Ende jeweils ringförmigf
Kammern (74, 47, 45, 42) aufweisen, von denen die im wesentlichen vertikal verlaufenden, aus einem
Außenrohr (60) und mindestens einem darin angeordneten Innenrohr (62) bestehenden Wärmetauschelemente
(59) ausgehen, wobei im Gas-Gas-Wärmetauscher die Lumen dei Außenrohre (60) mit
einer ersten oberen (42) und der unteren (74) ringförmigen Kammer verbunden sind und die
Lumen der Innenrohre (62) im Gas-Gas-Wärmetauicher mit einer zweiten oberen ringförmigen
Kammer (45; und im Gas Kältemittel-Wärmetauicher mit der unterer, ringfc iTiigen Kammer (47)
verbunden sind, und daß die gemeinsame Achse der
Wärmetauscher (12, 14) als ei. zylindrischer oder mehreckiger Raum zur Aufnahme eines Rohrstückes
(92) ausgebildet ist, das die untere ringförmige Kammer (47) des Gas-Kältemittei-Wärmetauschers
(14) mit der unteren ringförmigen Kammer (74) des Gas-Gas· Wärmetauschers(12) verbindet
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß im Rohrstück (92) Kondensatabschei deeinrichtungen (84,86,88.90) vorhanden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gek ..m/eichnet. daß im Rohrstück (92) Ölfiltereinrientungen
(94,96) vorhanden sind.
4 Vorrichtung nach einem der Ansprüche ! bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen
Kammern (45, 42, 74, 47) sowie das Rohrstück (92) im wesentlichen Kreisquerschnitte aufweisen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I i>i>
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher mente (59) mit einem Drall von 0.2 bis 2 Drehungen pro Meier Höhenunterschied verlaufen.
dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher mente (59) mit einem Drall von 0.2 bis 2 Drehungen pro Meier Höhenunterschied verlaufen.
6 Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei den
Wärmetauschelementen (59) im Gas-Gas-Wärme tauscher (12) im Lumen (66) zwischen Außenrohrin
fienfläche und Innenrohraußenfläche und/oder im Innenrohr (62) in Querschnittsansicht mäanderför
fnig verlaufendes Metallblech (64) angeordnet ist, das mit der bzw. den Rohrflächen im Wärmekontakt
steht.
7, Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das mäanderförmig verlaufende Metallblech (64) in den Rohren der Wärmetauschelemente
(59) des GaS'KältemitteUWärmetauschers (14) eine kleinere Fläche als das Metallblech (64) in
den Rohren der Wärmetauschelemente (59) des Gas-Gas-Wärmetauschers (12) aufweist
8. Vorrichtumg nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mäanderförmig verlaufende
Metallblech (64) jeweils symmetrisch um ein Innenrohr (62) herum angeordnet ist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762654253 DE2654253C2 (de) | 1976-11-30 | 1976-11-30 | Vorrichtung zur Kältetrocknung von Gas |
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