Die Erfindung betrifft einen Gaskühler, der insbesondere als Abgaskühler zur Vorschaltung vor Filteranlagen geeignet ist und der aus einem von dem einen Medium durchströmten Rohrbündel in einem Kühlergehäuse mit quer zu diesem Bündel gerichteten Durchgang für das andere Medium besteht.
Derartige Gaskühler oder Kühlereinrichtungen überhaupt sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Hierbei sind die Rohre in den Boden und die Decke des Kühlergehäuses eingeschweisst oder in anderer Weise abdichtend und fest mit diesen Böden oder Decken verbunden.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gaskühler der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, dass er aus besonders leichten Blechen aufgebaut werden kann, wenig Bearbeitungsschritte bedarf und dennoch ein Verziehen des Kühlergehäuses infolge Wärmespannungen und Dehnungen der Kühlerrohre vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Rohre des Rohrbündels jeweils lose in entsprechende Ausnehmungen von oberen und unteren Lochblechen des Gehäuses eingesetzt und durch Anschläge gegen axiales Verschieben gesichert sind. Zweckmässigerweise ist hierbei jedes Rohr nur an einem Ende gegen axiales Verschieben gehalten, wobei bei senkrechter Anordnung der Rohre ebenso wie bei geneigter Anordnung nur das untere Ende jedes Rohres mit einer Schulter auf dem unteren Lochblech aufsteht.
Bei dieser Anordnung können die oberen Enden aller Rohre vollkommen frei in einem mit entsprechend engen Toleranzen ausgestanztem Lochblech seitlich gehalten sein, in dem die Rohre durch die eingestanzten Löcher in eine Eintritts- und eine Austrittshaube für das eine Medium ragen.
Auch mit ihrem unteren Ende ragen die Rohre lose in ein entsprechend bemessenes Lochblech, wobei die Anschlagschulter dafür sorgt, dass die Rohre in ihrer axialen Lage wenigstens an dem einen Ende gehalten werden, während sich auftretende Wärmedehnungen frei in axialer Richtung auswirken können, ohne als Verformungskräfte über die unteren und oberen Lochbleche auf das Gehäuse des Kühlers übertragen zu werden.
Die oberen und unteren Lochbleche haben daher lediglich die Aufgabe, die Rohre ihrem Gewicht nach entsprechend zu halten und zu sichern, brauchen jedoch keine zusätzlichen Kräfte aufzunehmen. Dadurch lässt sich das ganze Kühlergehäuse mit wesentlich schwächeren Blechen aufbauen, so dass der ganze Aufbau auch einfacher wird. Da die sonst üblichen Verschweissarbeiten zwischen Rohrbündel und Lochblechen entfallen, werden in wesentlichem Umfange Arbeitszeit und damit Kosten eingespart.
Die durch das lose Einsetzen der Rohre etwaig auftretenden Undichtigkeiten können bei einem solchen Gaskühler toleriert und durch entsprechenden Zuschlag in der Ventilatorleistung kompensiert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform des neuen Gaskühlers zeigt, während
Fig. 2 im vergrösserten Massstabe ein Detail wiedergibt;
Fig. 3 gibt in weiter vergrössertem Massstab eine Variante des Details entsprechend Fig. 2 wieder.
Der Gaskühler 1, der in Fig. 1 gezeigt ist, besteht aus einem Kühlergehäuse 2, auf dessen einer Seite zwei parallel geschaltete Lüfterhauben oder Einblashauben 3, 4 für das Kühlmedium A (im allgemeinen Luft) vorgesehen sind, das auf der gegenüberliegenden Seite über den ganzen Querschnitt ausströmen kann, wie bei A und die eingezeichneten Pfeile rechts in der Figur angedeutet ist. Auf dieser Seite weist das Gehäuse 1 einen Anschlussflansch 5 auf, der bei Verwendung von Druckgebläsen für das Kühlmedium eine Ausblashaube aufnehmen kann oder bei Verwendung von Sauggebläsen für das Kühlmedium mit dem bei 6 strichpunktiert schematisch angedeuteten Saugstutzen der Gebläseanordnung verbindbar ist.
Das Kühlergehäuse nimmt im dargestellten Beispiel wenigstens zwei in Strömungsrichtung des Mediums A hintereinanderliegende Rohrbündel auf, welche jeweils aus den Rohren 10 und 11 bestehen. Den oberen Abschluss der Durchströmkammer des Filtergehäuses bilden zwei Lochbleche 7, 8, welche jeweils mit entsprechend eingestanzten Löchern versehen sind, durch die die oberen Enden der Rohre 10 bzw. 11 mit engen Toleranzen hindurchragen.
Über dem Lochblech 7 ist eine Eintrittshaube 19 für den Zustrom des anderen zu kühlenden Mediums B vorgesehen, dem eine entsprechende Austrittshaube 18 für das gleiche Medium über dem Lochblech 8 entspricht.
Im unteren Bereich ist der Durchströmraum des Gehäuses durch ein gemeinsames Lochblech 9 begrenzt, dessen Löcher ebenfalls bezogen auf den Durchmesser der Rohre 10 bzw. 11 einen entsprechend engen Durchmesser aufweisen, so dass die Rohre mit möglichst wenig Spiel durch die Löcher hindurchragen und zwar in einen trichterförmigen Unterteil 12, in dem das durch die Rohre 10 einströmende Medium B zum Rückfluss in die Rohre 11 umgelenkt wird. Der Unterteil 12 ist also so ausgebildet, dass sich etwaig absetzende Feststoffe des zu kühlenden Mediums, z. B. heissen Rohgases, am unteren Ende des Unterteils 12 sammeln können und über eine Austragsschleuse 13 einer Abdosiervorrichtung 14 zugeführt und von dort in Pfeilrichtung C abgeführt werden können.
Alle Rohre 10, 11 sind in die zugehörigen oberen und unteren Lochbleche 7, 8, 9 lose eingesetzt. Um ein axiales Verschieben der Rohre gegenüber den Lochblechen zu verhindern, weist jedes Rohr 10, 11 wenigstens an einem Ende eine Sicherung auf, die mit dem Lochblech zusammenwirkt.
Im dargestellten Beispiel weist jedes Rohr am unteren Ende einen aufgeschrumpften oder lösbar am unteren Ende befestigten Anlagering 15 (Fig. 2) oder Einsatzring 15 (Fig.
3) auf, der eine Anschlagschulter bildet, mit dem das Rohr auf dem Lochblech 9 abgestützt ist. Die Abmessungen der Stanzlöcher 17 im unteren Lochblech 9 gegenüber dem Durchmesser der Rohre 10, 11 sind so gewählt, dass die Rohre leicht einführbar sind, der Leckspalt jedoch bei eingesetzten Rohren möglichst klein ist.
Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Rohre 10 bzw. 11 sich bei Temperaturänderungen frei ausdehnen oder zusammenziehen können, ohne dass irgendwelche Kräfte auf die oberen Lochbleche 7, 8 oder das untere Lochblech 9 übertragen werden. Im dargestellten Beispiel hat also das untere Lochblech lediglich das Gewicht der Rohrbündel zu tragen, während die oberen Lochbleche 7, 8 lediglich die seitlichen Halterungskräfte aufnehmen müssen, die zur Sicherung der Lage der Rohre in Querrichtung notwendig sind. Die oberen und unteren Lochbleche können daher aus relativ dünnem Blech hergestellt werden, wie auch die Gehäusewände durch Verformung der Lochbleche nicht be ansprucht werden, so dass auch hier ein besonders einfacher, billiger Aufbau gewährleistet ist.
Zur Änderung der Kapazität der Anlage kann die Zahl der Rohre bzw. durch Anordnung mehrerer Rohrbündel in einer Ebene quer zur Strömungsrichtung des Mediums A nebeneinander oder durch Vergrösserung der Länge der Rohre verändert werden, wobei das Aufbauprinzip bei allen Ausführungsformen beibehalten wird. Die neue Ausbildung kann auch bei geneigter Lage der Rohre verwendet werden.
The invention relates to a gas cooler which is particularly suitable as an exhaust gas cooler to be connected upstream of filter systems and which consists of a tube bundle through which one medium flows in a cooler housing with a passage for the other medium directed transversely to this bundle.
Such gas coolers or cooling devices in general are known in the most varied of embodiments. Here, the pipes are welded into the floor and the ceiling of the cooler housing or are otherwise sealingly connected to these floors or ceilings.
In contrast, it is the object of the present invention to develop a gas cooler of the type described in more detail in such a way that it can be constructed from particularly light metal sheets, requires few processing steps and yet warping of the cooler housing due to thermal stresses and expansion of the cooler tubes is avoided.
According to the invention, this object is achieved in that the tubes of the tube bundle are each loosely inserted into corresponding recesses in the upper and lower perforated sheets of the housing and are secured against axial displacement by stops. In this case, each tube is expediently held against axial displacement at only one end, with only the lower end of each tube standing with a shoulder on the lower perforated plate when the tubes are arranged vertically and when they are inclined.
With this arrangement, the upper ends of all tubes can be held completely free laterally in a perforated plate punched out with correspondingly narrow tolerances, in which the tubes protrude through the punched holes into an inlet and outlet hood for one medium.
The lower end of the tubes also protrudes loosely into a correspondingly dimensioned perforated plate, the stop shoulder ensuring that the tubes are held in their axial position at least at one end, while thermal expansions that occur can act freely in the axial direction without deformation forces to be transferred to the housing of the cooler via the lower and upper perforated plates.
The upper and lower perforated plates therefore only have the task of holding and securing the pipes according to their weight, but do not need to absorb any additional forces. As a result, the entire cooler housing can be built with much weaker metal sheets, so that the whole structure is also simpler. Since the otherwise customary welding work between the tube bundle and perforated sheets is no longer necessary, a considerable amount of working time and thus costs are saved.
Any leaks that may occur as a result of the loose insertion of the pipes can be tolerated in such a gas cooler and compensated for by a corresponding supplement in the fan output.
The invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings of an embodiment, wherein
Fig. 1 shows a vertical section through an embodiment of the new gas cooler, while
2 shows a detail on an enlarged scale;
FIG. 3 shows a variant of the detail corresponding to FIG. 2 on a further enlarged scale.
The gas cooler 1, which is shown in Fig. 1, consists of a cooler housing 2, on one side of which two parallel-connected fan hoods or injection hoods 3, 4 are provided for the cooling medium A (generally air), which is on the opposite side via the can flow out entire cross-section, as indicated at A and the arrows drawn on the right in the figure. On this side, the housing 1 has a connecting flange 5 which, when using pressure fans for the cooling medium, can accommodate a blow-out hood or, when using suction fans for the cooling medium, can be connected to the suction nozzle of the blower arrangement indicated schematically at 6 by dash-dotted lines.
In the example shown, the cooler housing accommodates at least two tube bundles lying one behind the other in the direction of flow of the medium A, each of which consists of tubes 10 and 11. The upper end of the flow chamber of the filter housing is formed by two perforated plates 7, 8, which are each provided with correspondingly punched holes through which the upper ends of the tubes 10 and 11 protrude with narrow tolerances.
An inlet hood 19 for the inflow of the other medium B to be cooled is provided above the perforated plate 7, to which a corresponding outlet hood 18 for the same medium above the perforated plate 8 corresponds.
In the lower area, the flow space of the housing is limited by a common perforated plate 9, the holes of which also have a correspondingly narrow diameter in relation to the diameter of the tubes 10 and 11, so that the tubes protrude through the holes with as little play as possible, namely into one funnel-shaped lower part 12, in which the medium B flowing in through the pipes 10 is deflected for reflux into the pipes 11. The lower part 12 is so designed that any settling solids of the medium to be cooled, eg. B. hot raw gas, can collect at the lower end of the lower part 12 and can be fed via a discharge lock 13 to a metering device 14 and discharged from there in the direction of arrow C.
All tubes 10, 11 are loosely inserted into the associated upper and lower perforated plates 7, 8, 9. In order to prevent an axial displacement of the tubes with respect to the perforated plates, each tube 10, 11 has at least one end a securing device which interacts with the perforated plate.
In the example shown, each tube has at the lower end a contact ring 15 (Fig. 2) or insert ring 15 (Fig.
3), which forms a stop shoulder with which the tube is supported on the perforated plate 9. The dimensions of the punched holes 17 in the lower perforated plate 9 compared to the diameter of the tubes 10, 11 are selected so that the tubes can be easily inserted, but the leakage gap is as small as possible when the tubes are inserted.
This ensures that the tubes 10 or 11 can expand or contract freely in the event of temperature changes without any forces being transmitted to the upper perforated plates 7, 8 or the lower perforated plate 9. In the example shown, the lower perforated plate only has to bear the weight of the tube bundle, while the upper perforated plates 7, 8 only have to absorb the lateral holding forces that are necessary to secure the position of the tubes in the transverse direction. The upper and lower perforated sheets can therefore be made from relatively thin sheet metal, as well as the housing walls are not be claimed by deformation of the perforated sheets, so that a particularly simple, inexpensive structure is guaranteed here too.
To change the capacity of the system, the number of tubes or by arranging several tube bundles in a plane transverse to the direction of flow of the medium A side by side or by increasing the length of the tubes can be changed, the construction principle being retained in all embodiments. The new training can also be used when the pipes are inclined.