DE2654253C2 - Vorrichtung zur Kältetrocknung von Gas - Google Patents

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.

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)

Patentansprüche:

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.

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.