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Wärmeaustauscher zur Zwischenkühlung des Fördermittels von Verdichtern
Die Erfindung betrifft' -einen Wärmeaustauscher zur Zwischenkühlung des FärÜermittels
von Verdichtern. Bei derartigen Zwischenkühlern bestehen die Kühlflächen vielfach
aus einem von glatten Rohren gebildeten Rohrbündel, das von der Stirnseite her in
dem Behälter eingebaut und durch in diesem fest angeordnete Querwände unterteilt
ist. Diese Bauart ist vornehmlich wegen ihres großen Platzbedarfes ungeeignet. Auch
ist der Ein- und Ausbau der 'Kühlfläche, der zur Überwachung des Zustandes der Kühlfläche
und aus Gründen der Reinigung ab und zu erforderlich wird, nur schwierig durchführbar,
da zahlreiche Verbindungen zu lösen und wieder abzudichten sind und ferner beim
Durchschieben -des Röhrenbündels durch die Querwände trotz größter Sorgfalt Beschädigungen
der durch Verzinnung gegen Korrosion geschützten Rohre unvermeidbar sind.
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Es sind auch Zwischenkühler bekannt, deren Kühlflächen aus zu Elementen
zusammengefaßten .Rippenrohren bestehen. Diese Kühlelemente, auch Blockkühler genannt,
werden durch eine Mantelöffnung in den Wärmeaustauschbehälter eingeschoben und mittels
des Rohrbodens an dem Behältermantel befestigt. Diese Anordnung erfordert eine Verstärkung
des Behältermantels, vor allem an der Einbauöffnung, um den Kühlbehälter zur Aufnahme
des Innendruckes geeignet zu machen. Bei höheren Drücken, z. B. 2o bis
30 atz und bei Anordnung :mehrerer Kühlelemente, also bei einer größeren
Anzahl von Einbauöffnungen, muß diese Verstärkung naturgemäß außerordentlich schwer
ausgeführt werden.
Dies bedingt eine nicht unerhebliche Steigerung
des Gewichtes und des Materialbedarfs, was sich, da hochwertige Baustoffe zur Anwendung
kommen, auch bezüglich der Preisbildung ungünstig auswirkt. Die Verstärkung der
Einbauöffnung ist aber noch in anderer Hinsicht nachteilig. Da die Verstärkungs:
leisten mit dem trommelartigen Behälter meist durch Schweißen verbunden werden,
ist es notwendig, die Schweißnähte durch anschließendes Ausglühen zu vergüten, und
zwar muß dieses Ausglühen bei Temperaturen von etwa 9oo- C vorgenommen werden, bei
denen der Baustoff schon weich wird. Der Behälter muß daher durch innere Einbauten
abgestützt werden, um :die Behälterform zu erhalten. Dies ist aber praktisch nicht
durchführbar, da die Einbauten durch die nur engen Einbauöffnungen für die Kühlelemente
nicht eingebracht werden können. Man wäre somit zu der Anwendung der üblichen 'Röhrenbündelwärmeaus,t.auscher
gezwungen, die aber, wie bereits oben dargelegt wurde, mit bedeutendem Nachteil
verbunden ist.
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Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß
der das Fördermittel aufnehmende Behälter aus zwei oder mehreren Behälterteilen
gebildet und die Kühlfläche in mehrere Kühlrohrgruppen unterteilt ist, die paarig
in die gegeneinander angeordneten Einbauöffnungen der Behälterteile eingebaut sind
und sich mit ihren stirnseitigen Rohr- und Abschlußböden auf einem gemeinsamen Zwischenstück
abstützen, das zur Zuführung und Umlenkung des Wärmeaustauschmittels eingerichtet
ist. Hierbei sind in weiterer Ausbildung der Erfindung die paarig angeordneten Behälterteile
und Kühlrohrgruppen sowie das zwischen diesen angeordnete Zwisschenstück lediglich
mittels der Verbindungsschrauben der Behälterteile zusammengebaut. Diese Bauart
gestattet die Unterbringung einer beliebig großen Kühlfläche ohne jede Verstärkung
der Einbauöffnungen. Es ist aber auch angängig, eine Vergütung der Behälterteile
vorzunehmen, wenn diese Schweißnähte aufweisen, da die notwendige Abstützung von
der stirnseitigen Einbauöffnung aus erfolgen kann. Außerdem wird eine wesentliche
Vereinfachung der Kühlmittelzufuhr erlangt, und es werden auch die Rohrböden jedes
Kühlelementes von dem einseitigen Druck durch das die Kühlkammer bildende Zwischenstück
entlastet.
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Wärmeaustauscher ähnlicher Bauort sind bereits zur Kondensierung von
Wasserdampf vorgeschlagen worden. Bei Dampfkondensatoren besitzt das niederzuschlagende
Medium einen verhältnismäßig ,geringen Druck. Schwierigkeiten der oben dargelegten
Art bestehen somit nicht. Mit den bekannten Einrichtungen wird daher auch nur die
Verbesserung des Wärmeaustausches angestrebt. 1m übrigen sind diese Wärmeaustauscher
als Zwischenkühler ungeeignet, da als Kühlflächen Röhrenbündel aus unverrippten
Rohren dienen; die durch Querwände unterteilt und nicht nur auf der Einbauseite,
sondern auch an dem gegenüberliegenden Ende mit dem sie aufnehmenden Behälter verbunden
und abgedichtet -,verden müssen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
dargestellt. Der Zwischenkühler besteht aus der, beiden trommelartigen Behälterteilen
a, von denen jeder ein Kühlelement b aufnimmt. Die Kühlelemente sind als Blockkühler
vorzugsweise aus Rippenrohren gebildet, die in Rohrböden c, d eingewalzt und auf
der einen Seite durch Deckelf mit Umlenkkammern für die Kühlflüssigkeit abgedeckt
sind. Die Rohrböden ' verschließen die Einbauöffnungen der Behälterteilea des Wärmeaustauschers.
Der Zusammenbau der beiden trommelartigen Kühlb.ehälterteile a mit den Kühlelementen
b erfolgt unter Zwischenschaltung eines Zwischenstückes ä, das Kammern für
die Zuführung des Kühlmittels, z.B. Wasser, bildet. Das Zwischenstück ist zur Führung
des Kühlmittels für beide Behälterteile durch eine Zwischenwand k unterteilt, die
Querwände L trägt; die Wände können mit der Zwischenwand durch Schweißen verbunden
sein. Der Kühlmittelzutritt erfolgt beispielsweise bei nr. Das Kühlwasser durchfließt
nacheinander die Kammern n, o, p; g, r, den Rohrkrümmer s und in umgekehrtem
Sinne die entsprechenden Kammern des zweiten Kühlelementes, um darauf bei t auszutreten.
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Beim Zusammenbau sind Befestigungsmittel für die Kühlelemente und
den die Kammern bildenden Teil g nicht notwendig. Es werden lediglich die Flanschen
k der beiden Behältera durch Bolzen i miteinander. verschraubt. Da sich nach dem
Zusammenbau die Querwände des Zwischenstückes gegen die Rohrbödend der paarig angeordneten
Kühlelemente abstützen, sind diese von dem einseitigen Innendruclz entlastet.
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Das zu kühlende Medium wird quer zu den Rippenrohren geführt, und
zwar tritt das Gas bei u in den einen Behälterteil a ein und strömt von diesem Behälterteil
durch das Rohr i, zu dem zweiten Behälterteil a, den es bei tv verläßt.
Das Medium kann selbstverständlich durch geeignet angeordnete Wände, wie z. B. bei
z angegeben, in der günstigsten Führung unterstützt werden. Wird der Wärmeaustauscher
stehend ausgeführt, so kann der untere Behälterteil .a als ölabscheider Verwendung
finden.