DE1551489A1

DE1551489A1 - Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE1551489A1
Application number: DE19671551489
Authority: DE
Inventors: Mathews Ralph Thompson
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1966-02-03
Filing date: 1967-02-01
Publication date: 1970-03-19
Also published as: FR1509810A; GB1176535A; US3384165A; NL6701536A

Description

DR. ING. F. WUKSTHOFF f OHJBN 90 DIFIxING. G. PULS "' llfifefesTHASSE s DRXT.PBOHUANS uuroi 2ioe» 1551489 PATENTAKWltTX lriLiaxuniADXiHii

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1A-32 870

Beschreibung
zu der Patentanmeldung

B.I. DU PONT NEMOURS & COMPANY Wilmington, Delaware, U.SoA«

betreffend
Wärmeaustauscher

Die Erfindung betrifft Wärmeaustauscher mit Rippenbzw. Lamellenrohren, an deren Außenseite Luft im Wärmeaustausch mit dem in den Rohren fließenden Strömungsmedium vorbeiströmt.»

Der Wärmeaustausch größerer Wärmemengen stellt für viele Industrien, beispielsweise Wärmekraftwerke, chemische Werke, Ölraffinerien usw. ein großes Problem dar« Insbesondere in heißen Regionen, dort, wo Wasserknappheit herrscht oder das zur Verfügung stehende Kühlwasser so stark mit Salz oder anderen Stoffen angereichert ist, daß eine aufwendige Aufbereitung nötig wäre, sind die Schwierigkeiten besonders groß. Wärmeaustauscher als Luftkühler haben sich auch in kühleren Gegenden bewährt, bei denen

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an sich ausreichend Wasser vorhanden ist. Die starke Erwärmung oder Abkühlung natürlicher Wasservorkommen ist jedoch manchmal vom Standpunkt der Vasa«rveraoheutzung nachteilig. Aus diesem Grunde ist die Verwendung τοη Luft als eines der Wärmeauatausohmedien Immer häufiger anzutreffen.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Luft-Wärmeaustauscher ist deren großer Platzbedarf, ferner, daß große Einrichtungen zur Erzeugung ausreichender Luftströmung, die einen hohen Energieverbrauch haben, erforderlich sind, um die großen Luftmengen durch den Wärmeaustauscher zu bewegen, lerner ist die zusätzliche Verwendung von Wasserspriihstrahlen zur Unterstützung des Wärmeaustausches bei den bekannten Kühlern nicht gut möglich. Die Verwendung von zusätzlichem Sprühwasser ist dann erforderlich, wie im folgenden noch genauer aufgeführt ist, um Wärmespitzen oder hohe Belastungen dann aufzufangen, wenn die Umgebungstemperatur der Atmosphäre zeitweilig Über Normalniveau liegt oder wenn Überlastungen auftreten, für die der Kühler bei Betrieb mit normaler trockner Luft nicht ausgelegt ist. - _t

Diese Nachteile werden durch den erfindungsgemäßen V-förmigen Wärmeaustauscher vermieden, mit dem ein erhöhter Wirkungsgrad beim Wänaetausoh möglich ist.

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Die Erfindung ist anhand von Zeichmingen an mehreren vorteilhaften Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es «teilen dar:

Fig· 1 in perspektivischer Ansicht, zum Teil weggebrochen, einen Wärmeaustauscher gemäß der Erfindung mit drei nebeneinander angeordneten Ventilatoreinheiten, die die Kühlluft an den Bohrbündeln, die sich über alle Einheiten hinweg •rstrcoken, vorbeileiten,

aus Fig. 2 eine Stirnansioht des Wärmetauschers nach Fig. 1 länge der Linie 2-2 *in Fig. 1, wobei jedoch Einzelheiten · der Ventiiatorabstützung und der Ein- und Auslaßverbindungen

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■it den Rohrbündeln zur Verdeutlichung weggelassen sind, dafür jedoch ein Zusatzwassersprühsystein eingezeichnet ist,

Fig. 5 einen'sum Teil weggebrochen dargestellten Teil eines Hippenrohres, wie es in den Wärmeaustauscher nach Fig. 1 und 2 eingebaut ist,

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Ventilatorgehäuse, wie es für Luft mit mäßigen Temperaturen verwendbar ist,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Jalousiekonstruktion, wie sie für den Wärmeaustauscher gemäß Fig. 1 und 2 verwendet wird,

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Pig. 6 zwei Jalousieblätter gemäß Fig. 5 mit eingetragenem Kräftediagramm, das die Kräfte, die. auf ein von der angesaugten Luft mitgenommenes Wassertröpfohen wirken, angibt,

Pig. 7 eine Draufsicht auf montierte Rohrbündel mit seitlichen Verteilerrohren vor dem Zusammenbau in die V-Form gemäß Fig. 1 und 2, <

Fig. 8 einen Querschnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 7,

Fig. 9A eine Teilstirnansicht des Rohrbündels gemäß Fig· T und 8,

Fig. 9B einen Teilquerschnitt durch das Rohrbündel gemäß Fig. 9A, das jedoch Umlenkkammern aufweist_t

Fig. 10 einen Querschnitt durch eine Umlenkkejnmer mit einzelnen Verschlußschrauben, um jeweils einzeln an die ihnen zugeordneten Austauschrohre herankommen zu können,

Fig. 11 einen Querschnitt durch eine andere Umlenkkamer mit abnehmbarem Deckel, um an alle Rohre gleichzeitig herankommen zu können,

Fig. 12 einen Teilquerschnitt durch ein Rohrbündel, aus

dem eine bevorzugte Ausbildungsform der Halterung der 009812/0532

Rohre mit Stutzstreifen oder dergl. und der Zusammenbau des Rippenrohrbündels hervorgeht,

. Fig. 13 eine Teilschrägansicht, aus der eine besondere MontagemögliobJceit des Rohrbündels hervorgeht,

Fig. 14 eine Teilschrägansioht einer anderen Ausführungsform der RohrstutzstBifen, die sich'für eine Befestigung eignet, bei der Rohre im Rohrgerüst unter Längsspannung gehalten sind,

Fig. 15 eine Stirnansicht naoh der Linie 15-15 in Fig. 14,

Fig. 16 eine Seitenansicht einer besonderen Ausführungsform eines Stutzstreifens oder dergl., der bei der Montage der Rippenrohre des Rohrbündels als Hilfsmittel dient,

Fig. 1? eine Draufsicht auf ein hufeisenförmiges Stützteil für die Montage der Rohre im zusammengebauten Zustand mit dem Stützstreifen gemäß Fig. 16,

Fig. 18 und 19 eine Art des Zusammenbaus des Rippehrohrbündels unter Zuhilfenahme des Stützstreifens gemäß Fig. 16, und

Fig. 20 den Schaltplan eines automatischen Regelsystems für den Wärmeaustauscher gemäß der Erfindung.

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Der Wärmeaustauscher weist zwei Rohrbündel auf, die nebeneinander aufrecht in Form eines V angeordnet sind.. Jedes Rohrbündel ist aus einer Vielzahl von Rippenrohren aufgebaut, deren Verhältnis von Länge zu Durchmesser etwa 200 beträgt. Die Rohre sind übereinander in horizontalen. Ebenen angeordnet. Die Rohrbündel weisen eine Einlaßkammer oder dergl., die mit einer Strömungsmitteleinlaßleltung und mit einer ersten G-ruppe von Rohrenden in direkter Verbindung steht, und eine Auslaskammer auf, die mit einer St routings-* mittelauslaßleitung und mit einer zweiten G-ruppe von Rohrenden in Verbindung steht. Ferner sind Stützeinriohtungen vorgesehen, die im wesentlichen das ganze Gesicht der einzelnen, sich zwischen den Kammern längserstreckenden Rohre aufnehmen, wobei die Rohre einer Querreihe jeweils in einer horizontalen Ebene im Rohrbündel liegen. Schließlich sind Einrichtungen zur Erzeugung einer Luftströmung quer durch die Rohrbündel vorhanden.

Der beschriebene Wärmeaustauscher dient für das Kühlen eines Flud in einem chemischen Verfahren, da bei dieser Anwendung Sonderprobleme auftreten, die durch die bekannten Verfahren und Vorrichtungen nicht gelöst sind.

Es ist bekannt, daß in der chemischen Industrie normalerweise Sondermaterialien für die Herstellung von Behältern, Rohren und anderen Einrichtungen verwendet werden,

um die Korrosionsgefahr auf ein Minimum zu vermindern. * 009812/0S32

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Ferner erb·! ten die Verfahren häufig bei hohen Drucken und Temperaturen, eo daß schwerer rostfreier Stahl oder, sehr · häufig sogar, noch teuere Materialien verwendet werden

müssen, die eine hohe Kapitalinveetition erfordern. Ee ist daher besonders wichtig, daß die Apparate und Vorrichtungen so kompakt wie möglich konstruiert sind und so wenig wie müglloh teures Konstruktionsmaterial erfordern. Das gilt nioht Bar für die Länge von Verbindungleitungen, sondern auoh für die Rohrbündel von Wärmeaustauschern und anderen Apparaten.

Kompaktheit wird mit dem erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher duroh die V-förmige Anordnung der aufreohtstehenden Bohrbündel erzielt, was gegenüber den bekannten Wärmeaustauschern mit horizontalen flachen Eohrbündeln eine Platzeinsparung in Querrichtung von etwa 40£ mit sich bringt. * Die Kompaktheit erreioht man ferner duroh die Verwendung von mehreren, eng nebeneinander angeordneten Einheiten, die vorzugsweise an erhöhten Stellen angeordnet sind, die den einzigen freien Raum über dem Boden der ohnehin überfüllten ohemlsohen Fabrikationsanlagen darstellen.

In Fig. 1 und 2 ist ein Wärmeaustauscher mit drei Ventilatoren dargestellt, die gemeinsam auf die zwei Rohrbündel 10 und 11 wirken, die sich über die ganze Länge der :, nebeneinander angeordneten Ventilatoreinheiten erstrecken.

Der Wärmeaustauscher kann zweckmäßig auf einem Stahlgerüst

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ORtOlNAL INSPECTED

auf einem cubisohen Modul fundament errichtet sein* Di· identischen Abteilungen A₁ B und C machen jeweils ein Drittel des ganzen Austauschere aus und weisen jeweils oben ein Übergangsstück 14 auf, in dem je ein Sauglüfter 15 vorgesehen ist. Die aneinander grenzenden Einheiten sind normalerweise von der Nachbareinheit durch luftundurchlässige Seitenwände 16 getrennt. Die Konstruktion gemäß Fig. 1 ist insofern besonders, als die zwei Innenwände auf der Außenseite zwischen den äußeren Einheiten der V-förmig angeordneten Rohrbündel fortgelassen sind, um die örtliche LuftStrömung in Richtung der Pfeile zu ermöglichen. Die Wärmeaustauscher sind auf verlängerten Stützen 17, siehe Fig. 2, gehalten, so daß sie auch von unten umströmbar sind. Die unteren Lufteinlaßquerschnitte können wahlweise auch durch einstellbare Jalousien 20 abgeschlossen sein, die als Regelglieder vorteilhaft verwendbar sind, die aber nooh die weitere Funktion, nämlich als Sprühtropfensammler zu wirken, erfüllen können.

In Fig, 2 ist der obere Teil der aufrechten V-förmigen Konstruktion der Rohrbündel 10 und 11 dargestellt· Der Winkel, den die Rohrbündel miteinander einschließen, kann zwischen 40 und etwa 65° gewählt werden; besonders vorteilhaft ist ein Winkel von etwa 60°. Die Kühlluftströmung erfolgt in Richtung der Pfeile von unten durch die Jalousien 20, quer durch die Rohrbündel, wie es im weggebroohenen Teil

des· oberen Endes des Rohrbündels 10 dargestellt wird, dann 009812/0532

durch das Übergangsstück 14 und durch den Ventilator 15 duroh die Öffnung 22 des Auslaßkamins·

Da sich die Temperatur der Kühlluft (insbesondere bei trockener Kühlluft) sehr schnell erhöht, muß der Antrieb des Ventilators 15 wärmegeschützt'sein. Dies erreicht man zweckmäßig durch die Konstruktion gemäß Fig. 4 mit einer nicht dargestellten StahlStützkonstruktion, von der aus thermisch isolierte Leitungen 26 ausgehen, duroh die Luft an den Ventilatormotor 27 und das direkt angeflanschte Getriebe 28, die beide axial und senkrecht in einem oben offenen Saugrohr 29 angeordnet sind, angesaugt werden kann. Der Ventilator saugt so reine kalte Luft von der äußeren Umgebung radial nach innen durch die Kanäle 26 und den Ringraum um den Motor 27 und das Getriebe 28 herum an, wodurch während des Betriebes stets eine Kühlluftströmung an diesen vorbei erfolgt. Im Bedarfsfall kann auch ein nicht dargestelltes, außen am Übergangsstück 14· angeordnetes Gebläse vorgesehen sein, damit durch den Kühlkanal auch dann Kühlluft geleitet wird, wenn der Motor 27 zur Reparatur oder zur Wartung abgeschaltet ist. Normalerweise ist dies nioht erforderlich, da der natürliche Zug genügend Luftströmung durch die Kanäle 26'bewirkt, um den Motor und das Getriebe auch bei abgeschaltetem Ventilator 15 zu kühlen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Rippenrohres für den erfindungsgemäßen Kühler ist in Pig. 3 dargestellt.

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Dieses umfaßt ein konventionelles rundee Innenrohr 32, das aus einem geeigneten korrosionsfesten Werkstoff, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, besteht, durch den das Verfahrens f lud geleitet wird, und das die erforderliche Festigkeit, Temperaturbeständigkeit und andere Eigenschaften aufweist, die dieses vom verfahrenstechnischen Standpunkt aus aufweisen muß· Die Rippen- bzw. Lamellenanordnung 34 ist eine einheitliche Konstruktion, die eng auf das Rohr gezogen oder auf andere Weise innig über die ganze Innenfläche mit dem Rohr 32 verbunden ist, so daß dieser Rohrverband s© homogen wie möglich ist. Aluminium hat sich als geeignetes Material für die Rippenanordnung 34 wegen seines leichten Gewichts, seiner leichten Bearbeitbarkeit, seiner guten Korrosionsfestigkeit gegenüber korrosiven Einflüssen der Atmosphäre und seiner hohen Wärmeleitfähigkeit erwiesen.

Das Außenrippenrohr 34 besteht aus einem kontinuierlich extrudiertem Rohr mit schraubenförmiger Rippe 34a, deren Durchmesser beispielsweise 57 mm und deren Steigung 7 bis 9 Rippen je 2,5 cm Rohrlänge beträgt. Es ist für ein Innenrohr 32 von 25 mm Außendurchmesser geeignet. Das Außenrippenrohr kann eine Wandstärke von etwa 1 mm aufweisen, während die Rippen am Kopf etwa 0,46 mm und am Fuß etwa 1,6 mm stark sind, wenn/wasseraprühstrahlersatzkühlung gearbeitet wird.

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In Fig. 7 ist ein Hoohdruckrohrbündel in der Draufsicht und in Pig· θ im Schnitt nach der Linie 8-8 dargestellt. Esiet ein vierfacher hin- und hergehender Verlauf des Strömungsmittels Ton der Einlaßkammer 36 duroh ein Rippenrohr 33 zur Auslaßkemmer 59 vorgesehen.

Di· Rohrbündel 10 sind aus parallel angeordneten einzelnen Rippenrohr-Unterbaugruppen aufgebaut. Die geraden Rohre sind im den Enden jeweils duroh U-Bögen duroh Schweißung oder andere Weise an den Verbindungsstellen 41 miteinander verbunden. Die Verbindung zu den Einlaßkammern 3.8 und 39 erfolgt über vergrößerte Zwischenstücke 42, die an die Ein- und Auslaßkammern nebeneinander aber quer zum Rohrbündel angeschweißt aind. De die Rippenrohrbündel 33 relativ lang sind, bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung beispielsweise 11 m, 1st es unbedingt erforderlich, daß das Gewicht der Rohre an mehreren Stellen ihre Längserstreckung so aufgefangen ist, daß sie sich frei unter TemperaturSchwankungen des durch sie durohgeleiteten Verfahrensfluds, insbesondere bei Flüssigkeiten, die das Gewioht stark erhöhen, frei ausdehnen oder zusammenziehen können. Ohne solche Vorkehrungen würde $äes Rohr an unbestimmten Stellen durchbiegen und jegliche gleichmäßige Luftumströmung und Besprühung der Rippen 34a mit Kühlflüssigkeit verhindert sein. Da andererseits einzelne Rippenrohre manchmal einer Wartung bedürfen, sollte die Stützkonstruktion für das Rohrgewicht vorzugsweise leicht demontierbar sein,

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um an jeden Punkt benachbarter Rohre duroh Querverschiebung heranzukommen, ohne mehr Rohre als unbedingt erforderlioh demontieren zu müssen.

Die Unterstützung der Rohre wird hier mittels abnehmbarer Stützstreifen 46 vorgenommen, wie sie in Pig. 8 in der Draufsicht und in Mg. 9A in der Seitensicht dargtstellt und im folgenden beschrieben sind. Zunächst sei jedoch der äußere Stützrahmen für jedes Rohrbündel erläutert. Dieser ist aus normalen Stahlträgern mit kanalfö'rmigen Längsprofilen 47 gebildet, die an sohwer'e I-Träger 48 angeschraubt sind. Zur Querversteifung sind in gewissen Abständen etwa* leiohtere Quer-I-Träger vorgesehen, deren eingeschweißte Endplatten 49a an die Stege der Profile 47 angeschraubt sind. Die Hohlprofile 50, die die Stützelemente für die Stützstireifen 46 bilden, sind innen an den I-Trägern 49 befestigt.

Das Gewicht der Kammern 58 und 59 ist durch Joohplatten aufgefangen, die mit ihren parallel zueinander und mit Abstand vom Profil 47 vorgesehenen öffnungen 51a die Kammern übergreifen. Die Jochplatten 51 sind an den Stegen der Profile 47 angeschweißt oder in anderer Weise fest angebracht. '

Das rechte Ende des in den Fig. 1 und 9B dargestellten Rohrbündels ist das obere Rohrbündelende dee V-förmig montierten Wärmeaustauschers. An die Profile 47 sind in

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■bestimmtem Anstand Aussteifungsplatten 54 zur Verstärkung . der Konstruktion angeschweißt, während an den Enden "des Profils 47 angeschweißte dreieckförmige Platten 55 die Eckanschlüsse der oberen Enden der aufrecht stehenden Rahmenteile der Abgrenzungen A, B und G gemäß Fig. 1 bilden. Die oben vorgesehenen Pratzen 56 bilden die Grundplatten für den Rahmen 57, an denen die Übergangsstücke 14 befestigt sind. Die Rohrbündel 10 und 11 sind in ihrer aufrechten V-Lage durch eine in Längsrichtung verlaufende Stütze 23, .siehe Fig. 2, gehalten, deren mittlerer Abschnitt vollkommen abgeschlossen ist, um eine Nebensohlußströmung der Luft zu verhindern? Besonders bequem lassen sich alle Rohre im Gerüst 12 montieren, während dieses flach gelegt ist, wonach man die beiden montierten Rohrbündel in ihrer Lage auf der Stütze 23 von beiden Seiten hebt. Da die Rohrbündel relativ schwer sind, erfolgt diese Montagearbeit am besten mit Kranen, weshalb am besten in den Dreieckseisen 55, siehe Fig, 9B, bereits Löcher 24 für den Kranhaken vorgesehen werden.

Aus Gewichtsersparnisgründen sind die kanalförmigen Hohlprofile 50 vorzugsweise aus Aluminium gefertigt,- obwohl auch aluminiumüberzogener Stahl (zur Vermeidung von möglichen elektrolytisehen Wechselwirkungen mit den Aluminiumstützstreifen 46) verwendet werden kann. Werden Aluminiumprofile verwendet, so isoliert man diese zweckmäßig vor direkte!! Berührung mit den I-Trägern 49, indem man einen Zwisohenstreifen 58 (Micartastrip) anordnet.

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Die Hohlprofile 50 werden mit ihren Stegen nach innen zum Quersteg des I-Trägers 49 gewendet montiert, wodurch einander gegenüberliegende geschlossene Hohlprofile 59 entstehen, die die Enden der Stützstreifen 46 mit den in regelmäßigen Abständen vorgesehenen Schlitzen 60 aufnehmen·

Es sind eine Reihe Möglichkeiten vorhanden, wie die Hohlprofile 50 an den I-Trägern 49 befestigt werden können, um einen Rahmen für die Einheit zu bilden. Eine der Möglichkeiten, siehe Fig. 13, besteht in der Verwendung von Winkelklammern 61, die von zwei Seiten des I-Trägers mit Bolzen 62 befestigt werden, die unteren Schenkel der Winkelklammern 61 werden stramm unter den angrenzenden Querflansch des I-Trägers gezogen, wobei wiederum (nicht dargestellte) Isolationsbänder (micarta-isolationstrips) zur Isolation der Aluminiumbauteile von den Stahlbauteilen vorgesehen werden können.

Die in den Pig. 9A, 9B, 12 und 13 dargestellten Stützstreifen 46 sind steil aber nachgiebig und sind beispieleweise aus Aluminium mit einer Größe 310mmx50nmx5mm; sie sind in Längsrichtung in eine regulär sich wiederholende wellenförmige Form gebracht, um einzelne konkave kreisbogenförmige Ausnehmungen zu bilden, die etwa 60° der untersten äußeren Ausdehnung der Rippenrohre 33 eng überfangen. Eine zweckmäßig feste Ausführung eines bevorzugten Streifens

46 ist in Pig. 12 sohematisoh dargestellt. Die Längsmittel-009312/0532

linien der Streifenenden sind in gestrichelten Linien und eine Konatruktionslinie von der Mittellinie auf der linken. Seite, wo der Streifen zuerst bogenförmig abgebogen ist, aur Mittellinie auf der reohten Seite, wo das grade Streifenende abbiegt, eingezelohnet. Diese Linien schließen einen Winkel von 150° im Gegenuhrzeigersinn mit beiden Mittellinien beider Endstreifen ein. Der Abstand der Wellenbogen ist so gewählt, daß die benachbarten Rippenrohre 33 jeder beliebigen Reihe den gleichen Abstand voneinander haben, beispielsweise 63 am bei den zuvor erwähnten Rohren von 57 on Außendurchmeseer, so daß ein 6 mm breiter Zwischenraum für den Luftdurchtritt zwischen benachbarten Rohren jeder waagerechten Rohrreihe bleibt. Einen kleinen Zwischenraum von etwa 1,6 am läßt man zwischen der oberen Seite der Rippenrohre 33 und der unteren Seite der Stützstreifen für die darüberliegende Reihe, wodurch kleine Ungeradheiten benachbarter'Rohre etwas ausgeglichen werden können. Die Rohre 33 sind eng passend in versetzter Anordnung aufgrund der Federwirkung der einzelnen Rohre, wodurch diese in gleichmäßig enger, gleich weiter Anordnung ihrer Mittellinien voneinander an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks g, siehe Fig. 12, gegeneinander verriegelt. Auf diese Weise

wird gleichzeitig das ganze Gewicht jeder Rohrreihe ausschließlich von den Stützstreifen 46 aufgenommen und auf die Profile 50, die I-Träger 49 und das Rohrbündelgerüst übertragen. Es tritt solange kein Ausbiegen und Durchhängen der Rippenrohre auf, solange die Stützstreifen 46 voneinander

nur einen relativ kurzen Abstand, beispielsweise 1,2 m, aufweisen.

Der einfache Zusammenbau der oben angegebenen Konstruktion geht aus Pig. 13 hervor, aus der man erkennt, wie aufeinanderfolgende Rohrreihen leicht nacheinander zwischen jeweils zwei benachbarten Stützstreifen einbaubar sind. Die Bohre lassen sich zum Bohrbündel am bequemsten von oben her zusammenbauen. Dies erfolgt am einfachsten, indem man den Bohrbündelrahmen von der Montage des oberen I-Trägere 49 und der Unterbaugruppe 50, die in Pig. 13 allgemein mit P bezeichnet ist, flaohlegt. Anschließend werden die unteren Enden der Streifen 46 der Reihe nach von linke nach rechts in die Schlitze des unteren Profils 50 eingebracht, worauf die Rippenrohre eines über das andere in jeder Reihe in die einander gegenüberliegenden wellenförmigen Ausnehmungen benachbarter Streifen eingelegt werden, wonach die näohste Reihe in horizontaler Richtung nach links eingebaut wird. Pig. entnimmt man, daß der ganz rechts liegende Streifen 46* praktisch nur ein halber Streifen ist, der mit seinem an dem Profil 47 anliegenden Ende von einer angeschweißten Klammer 67 gehalten ist, um die größtmögliche Raumnützung -im Bündelrahmen zur Unterbringung von Wärmeaustauschrohren zu ermöglichen. Jede noch bleibende offene Pläoh· ist durch aufgeklammerte Absohlußbleche 68, siehe Pig. 9A, abgeschlossen, wodurch Pehlströmungen der Luft im Wärmeaustauscher vermieden sind. Das Gewicht der Rohre 33 hält die 009812/0532

Streifen 46 in der richtigen Lage, siehe Fig. 13, so daß eine automatische Ausrichtung der Streifen in ihre richtige Endlage erfolgt. Bei Bedarf kann jedoch aucÄ eine nicht ... dargestellte Zahnzugstange als Montagehilfe verwendet werden,, um ein seitliches Verrutschen der Streifen gegeneinander zu verhindern.

Eine besonders vorteilhafte Montagehilfe ist in Pig. 13 dargestellt. Die Streifen 46 weisen hierzu so tiefe Schlitze 66 in ihren oberen Enden auf, daß sie die Zugstange 69 ganz aufnehmen, welche schrittweise von Kerbe zu Kerbe von links beim Zusammenbau vorgeschoben wird.

Das linke Ende der Zugstange 69 weist einen Haken 70 auf, der über die Unterkante des Schlitzes 66 im äußersten linken Streifen 46 hinüberreicht, um dadurch alle Rohrreihen auf der rechten Seite am Verrutschen bei der Montage des Rohrbündels zu hindern«

Die Oberkante der Zugstange 69 weist in gleichem Abstand eine Reihe Kerben 71 wie der Sollabstand der . Streifen 46 voneinander auf. In Längsprofil 47 ist ein Schiita 72 vorgesehen, durch den die Zugstange 69 an die Stellen, an dienen, sich jeweils der äußere Stützstreifen 46. befindet, verschiebbar ist. Über das rechte freie Ende der Zugstange ist eine geschlitzte Halteplatte 73 gesteckt, die

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sich während des Vorkniokens unter Sohwerkrafteinfluß nacheinander in die Kerben 71 derStange 69 nach links legt, wodurch alle Streifen in ihrer Lage gehalten sind, bis sie um einen Sohritt versetzt werden sollen.

Sind alle Eippenrohre 33 zu einem Bündel vereinigt, so kann die Untergruppe F an ihren Platz so weit abgesenkt werden, daß die oberen Enden der Streifen 46 gerade in die oberen Schlitze 60 eingreifen. Diese Stellung kann durch zeitweiliges Einführen von Dübeln durch die Bohrungen 75 im Querschnitt des Kanals 47 gesichert werden. Dann läßt sich nämlich die Zugstange 69 so weit kippen, daß der Haken 70 außer Eingriff kommt und die Stange ganz aus dem Schlitz 72 herausziehbar ist, worauf die Untergruppe F in ihre Endstellung abgelassen wird, in der die oberen Enden des Streifens 46 ganz in die Schlitze 60 eingreifen. Zum Schluß wird die Untergruppe F an die beiden Enden des Längskanals fest angeschraubt, womit das Rohrbündel fertig montiert ist.

Eine andere etwas vereinfachte Konstruktion zur Halterung der Stützstreifen 46 ist in den Fig. 14 und 15 dargestellt. Diese hat den Vorteil, daß die Streifen 46 unter einer bestimmten Vorspannung längsgehalten sind, was insbesondere dann wünschenswert sein kann, wenn auf den Wärmeaustauscher von benachbarten Maschinen, wie beispielsweise hin- und hergehenden Kompressoren oder degl. beträchtliche Vibrationskräfte übertragen werden können. In

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einem solchen Fall ist eine besonders feste und dichte

Rohranordnung erwünscht, um gleichbleibende Luftkanäle la ganzen Rohrbündel sicherzustellen.

Bei der abgewandelten Konstruktion entfallen die kanalföraigen Profile 50 und sind die I-Träger 49 duroh solche ersetzt, die im oberen Querflansch bei 76 geschlitzt sind, um die Streifenenden aufzunehmen, die ihrerseits Längssohlitze 66 aufweisen, die über den Mittelsteg 49* des I-Träg#rs hinweggreifen. Die Außenkanten der geschlitzten Enden der Streifen sind so zureoht geschnitten, daß sie Kerben 79 aufweisen, die in den gegenüberliegenden Seiten angeordnet· C-Frofiifederklammern 80 aufnehmen, deren ober· Kanten fest gegen die Unterseite der Querflansche des I-Trägers 49 und deren Unterkanten fest gegen die unteren Absatz· der Kerben 49 mittels Muttern 81 und Bolzen 82 angezogen sind. Am anderen Ende des Streifens 46 ist die

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gleiche Klammer- und Haltekonstruktion vorgesehen, wodurch eine beliebig einstellbare Spannung auf beiden Seiten des Rohrbündele erreichbar ist.

Unabhängig davon, welche der beiden Konstruktionen angewendet ist, übergreifen die Stützstreifen 46 die Rippenrohre 33 sehr fest, wodurch das zusammengebaute Rohrbündel in jede Lage und Ebene ohne Veränderung der Rohrlagen neigbar ist.

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Der Streifen 46'' ist an beiden Kanten, wie bei 85 angedeutet, in seinen Wellentälern zur Aufnahme von U-Stüoken 86 eingeschnitten, die so groß ausgebildet sind, daß sie gerade die Kuppe der gegenüberliegenden Wellenformen dee rechts von ihm angeordneten Streifens 46 berühren, wodurch sie eine zeitweilige Stütze für das darüberliegende Rippenrohr 33 bilden. Die Streifen 46'· und die U-Stücke86 werden in veränderlichen Abstanden, beispielsweise alle 2,5 m, entlang dem Rohrbündel verwendet. Einzelne Rohre stützen sie und bringen sie in die richtige Lage, während diese durch Innenwalzen oder auf andere Weise an die Ein- und Auslaß— kammern angeschlossen werden. Werden anschließend die endgültigen Streifen 46 an ihrem Platz eingebaut, dann werden diese zunächst in die zwisohen den Streifen 46" freien Plätze eingebaut, wonach die Streifen 46* herausgezogen und durch reguläre Streifen 46 ersetzt werden.

Nur zur Erläuterung ist eine Zugstange 69' in Fig. in Verbindung mit gekerbten Endstreifen 46 und 47" dargestellt.

Es wurde bereits angedeutet, daß es zweckmäßig sein kann, Jalousien 20 vorzusehen. Deren Verwendung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine kritische Regelung des Wärmeaustausches erforderlich ist oder wenn Wassersprühstrahlen als Kühlhilfe angewendet werden. Aber auch wenn nur trockene Luft zur Kühlung angewendet wird und nur eine 00981 2/0532

Handregelung oder -steuerung vorgesehen ist, ist ihre Ver-. wendung vorzuziehen.

Wie aus den Fig. 2, 5 und 6 ersichtlich, aind die Jalousien in einem flachen, im Querschnitt quadratischen Kaminfuchs 88 unter den in V-Form angeordneten Rohrbündeln und quer zum untersten Luftweg angeordnet, an dessen Längsträgern 87 die einzelnen Jalousieblätter parallel zueinander schwenkbar angebracht sind«. Die Jalousieblätter sind beispielsweise 21,5 cm breit gemessen von Spitze zu Spitze und weisen jeweils einen Abstand von 10 cm voneinander auf, so daß sie in der Schließstellung einander überlappen,' wie es aus dem in Fig. 5 rechts gestrichelt im geschlossenen Zustand dargestellten Blatt hervorgeht.

Das ganz linke Blatt 20' ist schmal, so daß auch dieses in die Schließstellung gebracht werden kann.

Die Blatteile 20a und 20b der Jalousieblätter 20 weisen zueinander entgegengesetzte Krümmungen auf, wobei diese beispielsweise einen Krümmungsradius von 12,5.cm haben. Die Blattabschnitte 20b weisen noch zwei U-fBrmige Rinnen 89 und 90 auf·, die nach verschiedenen Seiten hin geöffnet sind, so daß sie jeweils einer Oberfläche der Blätter zugeordnet sind» Die Blätter 20 werden nach innen mit leichter Neigung zur mittleren Achse der Einheit hin , so daß das abgeschiedene Wasser unt#r S'öhwir-

direkt in einem zentralen Sumpf 91 _i

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Fig. 2, abläuft, von dem es als Sprühwasser mittels einer Kreiselpumpe 92 umgepumpt werden kann, wenn mit Wasserveroprühung, wie sie an späterer Stelle erläutert ist, gearbeitet wird, oder von wo es abgelassen wird, wenn das Wasser Wasohwasser oder in anderer Weise verschmutztes Wasser ist.

Die Blätter 20 werden gemeinsam durch eine sie verbindende Stange 93 betätigt, die nach oben weisende Finger aufweist, die den Enden der Blattabschnitte 20b fest zugeordnet sind", der Betätigungshebel 95 ist an der Betätigungsstange 93 am rechten Ende der Unterbaugruppen angelenkt. Um die Betätigung des verkürzten rechten Blattes mit dem Nachbarblatt zu koordinieren, sind die Spitzen der beiden rechten Blätter, siehe Fig. 5, durch eine Verbindungsstange 96 über deren Finger 97 miteinander verbunden.

Die angegebene Konstruktion der Jalousie und ihrer Blätter ist entwickelt worden, um alle von den in V-Form angeordneten Rohrbündeln abtropfenden Wassertröpfchen einzufangen und zurückzuhalten, da die Resultierende der auf die Wassertröpfchen wirkenden Kräfte (Schwerkraft und Anströmkraft), wie sie schematisch in Fig. 6 eingetragen slpä, eine gegen die Blätter 20 gerichtete Kraftkomponente χ bei allen Einstellungen der Blätter ergibt. Dies hat zur Folge, daß alle Wassertropfen auf die Jalousieblätter auftr§ff§ß und über die Rinnen 89 und 90 in den Sumpf 91 gelan#§fia

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Dies ist eine wichtige Funktion der Jalousieblätter, die neben der etromlinienförmigen Richtung der Kühlluft im ganzen Querschnitt gleichzeitig jegliches Kühlwasser oder Reinigungswasser, welches von Zeit zu Zeit zum Abreinigen der Rippenrohre 33 verwendet wird, aufzufangen und zu halten.

In Pig. 2 ist eine vorteilhafte Wasserversprüheinrichtung dargestellt, mit einer Reihe untereinander in Verbindung Ätehender Sprühdüsen 100, die beispielsweise in Vierergruppen über eine Rohrbündelbreite von 185 cm vorgesehen sind. Die Auelaflöffnungen der Düsen sind etwa parallel zur Außenfläche des Rohrbündels jeweils etwa 30 cm voneinander entfernt angeordnet. Ihre Auslaßleistung kann beispielsweise etwa 44 l/h je nach den speziellen Erfordernissen betragen. Aus der folgenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die örtliche Anofdnung und der Abstand der Sprühdosen in Längsrichtung des Bündels variabel ist, um bestimmte Kühlanordnungen zu erzielen. Da3 Sprühwasser wird den Düsen 100 über eine oder mehrere Pumpen 92 über die Leitungen 101 und 102 zugeführt, wobei der Rücklauf der Schwerkraftdrainage über eine Samuelrinne 103 und Abflußleitungen 104 in den Sammler 91 erfolgt.

Als Düsen kommen solche in Frage, die einen sehr feinen Sprühstrahl erzeugen oder solche, die das Wasser in größeren Tröpfchen abgeben. Normalerweise wird den letzteren Düsen bei äußerer Montage der Düsen der Vorzug gegeben, da sie die

Rippen der Rohre 33 gut benetzen, was eine maximale 009812/0532

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Kühlungsleistung mit sich bringt. Das Einsprühen von sehr fein verteiltem Wasser in den Luftstrom erniedrigt dagegen die Lufttemperatur und damit das mittlere Temperaturgefälle zwischen der Kühlluft und dem in den Rippenrohren 33 strömenden Flud, ohne daß die Rohre dabei völlig benetzt werden. Pein versprühtes Wasser hat manchmal den Vorteil, daß die auf der heißen Seite auftretende Temperatur, d.h. an den Innenflächen de,s Wärmeaustauschers, erniedrigt ist. Deshalb wendet man die Feinversprühung des Wassers dann an, wenn die Sprühstrahlen auf der Innenseite des Rohrbündels angeordnet sind und man eine Reihe der Rippenrohre 33 eines Bündels wegläßt und die Feinsprühdüsen in entgegengesetzte Richtung oder im rechten Winkel zur Luftströmung durch die Bündel ausrichtet.

Es wurde festgestellt, daß das intermittierende Besprühen der Rippenrohre bei der Verwendung von Kühlwasser · besonders wirksam ist. Diese Sprühart erreicht man mittels reziprokierenden nicht dargestellten Düsenanordnungen, die das Rohrbündel in Längsrichtung überspannen, wobei die Bewegungsumkehr so gewählt ist, daß diese vor dem Abtrocknen des Wassers auf den Rippen erfolgt, womit die Bildung von wkrmeisolierenden Ablagerungen auf den Rippen weitestgehend verhindert ist.

Wichtig ist, daß als Sprühflüssigkeit reines Wasser verwendet wird, daß notfalls Filter eingesetzt, daß 0 0 9 8 1 2 / 0 5 3 2

' Ablagerungen im Sumpf 91 ausgeräumt werden und daß das ■ Wasser gegebenenfalls mit Benetzungsmittel und/oder löslichen Korrosionssohutzmitteln versetzt wird« Schließlich soll das Wasser niedrige Sedimentationseigenschaften beim Trocknen haben. . ■ ·

Die Anordnung der Rohrbündel in Form eines aufrechten V gemäß der Erfindung hat sich als besonders vorteilhaft bei der Verwendung von Sprühwasser erwiesen. Man stellte fest, daß die aus den Düsen 100 austretenden Wassertröpfchen relativ weit in die Quertiefe der Luftwege eines Wärmeaustauschers mit 4 bis 6 Rohrreihen eindringen.

Bin Problem, das bei den bekannten horizontal angeordneten Wärmeaustauschern auftrat, war, daß das Sprühwasser sich zwischen den Rohren unvorhersehbar lange sammelte, bis ein starkes überbeaufschlagen eintrat und es an unregelmäßig gelegenen großen Bereichen stoßweise abregnete, wobei die Zeiten, zu denen dies erfolgte, nicht vorhersehbar waren» Das Kühlwasser wurde deshalb meist nur vergebens verwendet und machte häufig ebensoviel schlecht wie gut, da es- die Strömungswege im V/ärmeaustauscher zwischen den Rohren in verhältnismäßig großen Bereichen blockierte und die Luftströmung zusätzlich so ungleichmäßig gestaltete, daß die Luft durch die sich bildenden G-assen in einigen Bereichen mit sehr hohen Geschwindigkeiten strömte, während die Strömungsgeschwindigkeit in anderen Bereichen praktisch 0 war»

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Im Vergleich mit der V-Anordnung zeigten die Wärmeaustauscher dazu, daß die Luftströmung geschichtet und eben im ganzen Strömungsquersohnitt erfolgte, wie es mittels Rauchtest bei Seitenwände 16 und mit oder ohne Jalousien 20 nachweisbar war. Es tritt auch kein örtliches Überladen der Rohre mit Wasser auf. Jeglicher Wasserüberschuß läuft sofort von unten von einer Rohrreihe zur nächsttiefer gelegenen und dann in die Rinnen 103 schnell in den Sumpf 91 über die Rinnen 104 ab. Dies ist ein besonderer Vorteil,und zwar nicht nur vom Kostenstandpunkt für das Sprühwasser aus, sondern auch weil die Sprühstrahlen nicht abgelenkt werden, was eine Belästigung für das Anlagen-Personal und eine potentielle Gefahr für elektrische und andere Anlagenteile darstellen kann, die in der näheren Umgebung des Wärmeaustauschers sich befinden.

Die Betriebsweise gemäß Fig. 1 des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers ist dadurch gekennzeichnet, daß die Luft von den beiden äußeren Einheiten in Richtung der eingetragenen Pfeile abgesaugt wird. Hier sind dann die unteren Jalousien geöffnet. Es wird Luft durch die Einheiten gesogen, und zwar im wesentlichen quer nach innen durch die beiden Rohrbündel und durch die Sauglüfter 15, die die erwärmte Luft durch die Kamine 22 ableiten. Die V-förmige Anordnung der beiden Rohrbündel, für deren Ausführungsbeispiel auch die Abmessungen angegeben sind und der Abstand zwischen benachbarten Rohren

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am Umfang etwa 6 mm "beträgt, hat sich insbesondere in Bezug auf die Aufreohterhaltung konstanter Strömungsgeschwindig- ■ keiten duroh die Einheit als besonders wirksam erwiesen. Wird die Luft duroh'die Jalousien 20 mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 m/seo. eingeleitet, dann tritt selbstverständlich eine gewisse Drosselung zwischen den Rohren der Bündel 10 und 11 auf, aufgrund derer sich die Geschwindigkeit erhöht. Da jedoch die aus den Bündeln austretende Luft zwischen diesen wieder zusammengeführt wird, liegt die Aufwärtsgesohwindigkeit dann wieder etwa bei der Einsauggeschwindigkeit.

Es wurde festgestellt, daß man in den ganzen Vereinigten Staaten, mit trockner Luft auskommt und ohne Zusatzsprühwasser "bei den meisten chemischen Kühlprozessen, wenigstens über 95$ der Kühlzeit, auskommt. Trotzdem ist es zweckmäßig, Vorsorge dafür zu treffen, daß wenigstens eine beschränkte Zusatzkühlung duroh Wasserversprühung dort möglich ist, wo die mit dem trocknen Thermometer eines Aspirationspsychro-• meters gemessenen Temperaturen während gewisser Zeitdauer sehr hoch sind. Es sollte eine Zusatzkühlung durch Wasserversprühung dann vorgesehen -sein, wenn die Kühlung des Verfahrensfluds in einem bestimmten Bereich in Abhängigkeit vom Herat ellungs verfahren, für den der Wärmeaustausch durchgeführt wird, einstellbar sein muß. Schließlich hat die Zusatzkühlung in vielen Fällen einen bestimmten wirtschaftlichen Vorteil, dadie durchsetzenden Luftvolumen erheblich 009812/0532

reduziert sind, solange als Kühlmittel mit Zusatzwasserstrahlen gearbeitet werden kann, was die Kosten für die Antriebsenergie der Ventilatoren erniedrigt und auch das völlige Abschalten eines Ventilators zur Ausführung von Reparaturen oder Wartungsarbeiten zuläßt.

Der Vorteil des Wärmeabtransports duroh die Wasserbesprühung ist in vielen Fällen so bedeutsam, daß ein Anstieg von 300 bis 400 fo in der Wärme ab fuhrle is tungs fähigke it auf der Luftseite häufig sehr bald naoh Beginn des Besprühens der Rippenrohre 3*3 erreicht ist. Das liegt daran, daß ein Wasserfilm auf den Rippen 34a und den Rohren die Wasserverdampfung auf den Rippen und das Temperaturgefälle zwischen dem heißen durch die Rohre 32 geleiteten Flud und den Rippen stark erhöht ist. Die Wirkung ist so stark, daß ohne weiteres auch eine Kondensation des durch den Wärmeaustauscher geleiteten Verfahrens fLud erreichbar ist und sogar eine bestimmte Unterkühlung der Verfahrensflüssigkeit, wie es im Zusammenhang mit Fig. 20 noch näher erläutert ist.

Sehr feine Sprühstrahlen sind, wie bereits angedeutet, nicht ganz so wirksam wie gröbere Strahlen. Jedoch führen auch diese zu einer Erhöhung des mittleren Temperaturgefälles, indem die Lufttemperatur durch die Wärmeaufnahme aufgrund der Kühlwasserverdampfung beträchtlich gesenkt wird. Die Wasserversprühung ist deshalb alleine oder in Verbindung mit gröberen Strahlen bzw. der Wasserverdüsung auch sehr vorteilhaft. 009812/0532

In ausgedehnten Versuchen ergab sich, daß der erfindungs-. gemäße V-Wärmeaustausoher normalerweise wirksamer als die ubliohen mittels Flußwasser betriebenen Wärme austauscher mit von einem Mantel umgebendem Rohrbündel und in vielen Fällen auch besser als die sehr teuren Wasserruekkühlanlagen mit Kühltürmen ist.

Die in den Fig. 10 und 11 dargestellten Konstruktionen für Ein- und Auslaßkammern lassen sich gut in Niederdruckanlagen verwenden. Die in Fig. 10 dargestellte Kammerkonstruktion weist Verschlußstutzen 35 in Fluchtung mit den Rippenrohren 33 auf, um die Rohre von innen mit Hilfe von Stangen oder Schläuchen reinigen zu können. Die Kammer gemäß Fig. 11 weist eine Abschlußplatte 36 auf, die mittels Dichtung 37 zur Verhinderung von Leckagen abgedichtet

Wie an sich bekannt, kann das durch die Rohre strömende Flud auf verschiedenem Wege durch bestimmte Rohrgruppen des Wärmeaustauschers-geleitet werden, wie sie durch Unterteilung der Bin- und Auslaßkammern mit Querwänden erreichbar ist. Dies ist deshalb nicht näher ausgeführt. Das Verfahrensflud kann gekühlt werden, indem es in zwei Parallele duroh die Rohrbündel 10 und 11 'getrennt geleitete Anteile aufgeteilt wird oder indem man es nacheinander zunächst duroh das eine und dann durch das andere Rohrbündel leitet oder in verschiedener Kombination von Hintereinander- und Parallelströmung. Die Konstruktion läßt eine weite Variationsmögliohkeit zu-

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In Pig. 20 ist im Querschnitt ein V-Wärmeaustausoher gemäß der Erfindung zusammen mit einer automatischen Regeleinrichtung sohematisch dargestellt.

Hier tritt das dampfhaltige Verfahrensflud über Leitung 109, die sich in zwei parallele . Rohre 109a und 1.09b aufteilt, ein, welche zu den inneren Rohren der Rohrbündel 10 und 11 führen. Eine Kammerkonstruktion, wie sie im Querschnitt in Fig. 10 dargestellt ist, leitet die Strömung in die Abschnitte für den ersten Durchlauf, wie er in Fig. 20 durch die Flächenbereiche 10a und 11a angedeutet ist. Der Rückfluß als ein zweiter Durchlauf als kondensierte Flüssigkeit erfolgt Äurch die Abschnitte 10b und 11b. Das Produkt ist ein heißes Kondensat, das aus den Leitungen 110a und 110b, die in die Leitung 111 zusammengeführt werden, eintritt.

Ein Beil des Kondensats, das durch den Flüssigkeitsstand am Boden der Abschnitte 10b und 11b, die über kreuz mittels der Verbindung 112 verbunden sind, bestimmt ist, ist in den Unterkühlabschnitten gehalten, die aus den ersten Durchgängen 10o und 11o und in zweiten Durchgängen 1Od und 11 d bestehen, wobei das kalte Kondensat aus den Leitungen 115, 116 abgezogen wirdo

Die Auslaßleitung 111 für das heiße Kondensat und die Auslaßleitung 112 für das kalte Kondensat weisen ein

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normales luftbetätigbares Regelventil 117 bzw. 118 auf. Beide Strömungaregelventile sind weohselseitig so miteinander verbunden, daß das eine öffnet, während daa andere schließt, und zwar auf ein Si'gnal hin, das über Leitung 119 von einem bekannten Temperaturregler gleichzeitig auf beide Ventile gegeben wird. Der Temperaturregler 120 mißt also die Mischtemperatur des heißen und kalten Kondensats über Leitung 123 an einem Punkt, der von der Verbindungsstelle der Leitungen 111 und 112 weit genug stromabwärts liegt, damit die Ströme innig vermisoht sind.

Die Regelung dee Uiterkühlers erfolgt durch automatisch betätigbare Jalousien 124 quer zum Luftauslaß von den Unterkühlern 10o, 10d und 11c, Hd. Die Jalousieblätter werden, wie im Zusammenhang mit fig. 5 beschrieben, gemeinsam durch einen druokluftbetätigbaren Mechanismus 125 unter Steuerung des Temperaturreglers 120 über Leitung 126 betätigt. Im normalen Betrieb ist es im allgemeinen ausreichend, die Kondensatströmungsregelung mittels der Ventile 117 und 118 mit dem Regelbereich 1,36 bis 4,54 kg des normalen Luftdruckregelbereichs des Instruments von 1,36 bis 6,8 kg zu bewirken und den Arbeitsdruck über 4,54 kg aur Erzielung einer progressiven Drosselsohließung der Jalousien 124, die sonst ganz geöffnet bleiben, zu reservieren.

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Das Kondensat wird aus dem System über die Leitung 1.28, in die die Leitungen 111 und 112 münden, abgezogen. Sie weist ein druckluftgeregeltes Strömungsregelventil 129 auf. Dieses Ventil steuert über die Leitung 130 einen Standregler 139, der parallel zum Hoch- und Niedrigfludstand des ersten Durchgangs im Unterkühler 10c liegt.

In chemischen Anlagen ist es üblich, einen ziemlich konstanten Druok in der Dampfeinlaßleitung 109 aufrecht zu erhalten. Dies erfolgt mit einem normalen Druckregler 134, der den normalen Dampfdruck'über Leitung 135 mißt und ein Steuersignal über Leitung 136 zur Regelung der Anstellung der Blattanstellung des Ventilators 15 und über die Leitung zu einer Betätigungseinrichtung 138 für die Stellung der Jalousieblätter 20. Zur Darstellungsvereinfachung sind die Zusatzwassersprühdosen in Fig. 20 nicht eingezeichnet. Geeignet ist jedoch beispielsweise ein System, wie es in Pig. 2 dargestellt. Es umfaßt einen Sumpf 91 mit schwimmergesteuerter Frischwasserzufuhr und einem Auslaßwasserdrosselventil 140 in Leitung 101, die über das Filter 132 zu den Düsen 100, die in Fig. 20 nicht dargestellt sind, führt. Der Antriebsmotor 141 der Pumpe 92 und das Drosselventil 140 sind über die Steuerleitung -142 von einem Thermoschalter 143 im Luftansaugquerschnitt des Wärmeaustauschers geregelt. Ist die-Einlaßtemperatur der Kühlluft so hoch, daß eine wirksame Kühlung nicht mehr möglich ist, so schließt der Thermoschalter 143 den Antriebsstromkreis des Motors 141 und öffnet gleichzeitig

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das Ventil 140 ao weit, daß die Zusatzwasserbesprühung oder Bedüsung der Rohrbündel erfolgt. Steigt die Umgebungstemperatur noch, weiter, so öffnet auch das Ventil 140 weiter; um durch zusätzliches Sprühwasser die erforderliche Wärmeabfuhr sicherzustellen«

Die größte Wirtschaftlichkeit im Wärmeaustausch ergab sich für relativ lange Rippenrohraggregate 33 mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von beispielsweise über 20Oo Derartige Rippenrohre lassen sich direkt vom Hersteller beziehen. Es war jedoch bisher keine Methode bekannt, um diese langen, aufgrund ihres Eigengewichts von selbst durchhängenden Rohre richtig zusammenzubauen und zu unterstützen,, Die Stützstreifen 46 eignen sich für Rohre jeder beliebigen länge, weshalb die Rohrlänge keine Begrenzung im Hinblick auf die Erfindung darstellt.

Sehr häufig werden Luftkühler an hohen sehr unzugänglichen Orten installiert, wie beispielsweise auf Dächern, so daß sie Wind, und Wetter voll ausgesetzt sind. In einem solchen Fall sind die Seitenwände 16 wichtig, um eine gleichmäßige Luftströmung sicherzustellen. Schließlich sind noch bogenförmig abgesetzte Platten über die Rippenrohre 33 in Verlängerung der Seitenwände 16 geschoben, um die Luft- · nebenströniung an den Rohrbündelströmen vorbei zu verhindern.

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Einen ausreichenden Schutz gegen Regenwasser bieten Kamine 22 mit am inneren Umfang unterhalb des Ventilators angeordneten Rinnen, da ein Ventilator die Regenwassertropfen sehr v/irksam nach außen gegen die Kaminwand schleudert, so daß sie durch ein normales Wasserableitsystem für stürmiges Wetter abgeleitet werden können.

Manchmal ist es auch vorteilhaft, den Luftdurchsatz durch bestimmte Teile der Wärmeaustauscheinheiten zu variieren, damit die zu kühlende Verfahrensflüssigkeit nicht ausfrieren kann» Bin Beispiel hierfür ist die Vorrichtung gemäß Pig. I. Es ist dafür gesorgt, dai3 bei kaltem Wetter die Luftströmung durch die mittlere Einheit des Wärmeaustauschers in Abteilung B in umgekehrter Richtung erfolgt und die von oben nach unten angesaugte Luft zur Seite hin durch die schräg ausgeschnittenen Wände 16 zu den benachbarten Einheiten des Wärmeaustauschers, den Abteilungen A und C₁ abströmt. Dies erfolgt daduroh, dai3 man die Jalousien 20 am Boden der Abteilung B schließt und die Richtung des mittleren Ventilators 15 umkehrt„ Dann wird die Luft von der mittleren Einheit von oben her angesaugt und kommt mit dem heißesten Verfahrensflud bei seiner Rückwärtsströmung durch das Rohrbündel zuerst in Wärmeaustausch. Danach gelangt die erwärmte Luft zur Seite hin durch die Lufteinlaßöffnungen der benachbarten Abteilungen A und C, wie es durch die Luftströmungspfeile in Fig. 1 angedeutet ist. Jedoch wird die in die beiden letzteren Abteilungen

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eingeleitete Luftmenge gedrosselt und damit die gesamte abführbare Wärmemenge aus den drei miteinander kombinierten Einheiten auf einen Wert gesenkt, der sehr kaltem Wetter angepaßt ist. Bei Warmem Wetter dagegen wird die mittlere Einheit mit offenen Jalousien und von unten her ansaugendem Ventilator in gleicher Weise wie die benachbarten Einheitenbetriebe betrieben, wobei die weggelassenen Zwischenwände keine Schwierigkeiten bereiten.

Dem Konstrukteur steht eine Vielzahl von Regelmöglichkeit bei Luft-Wärmeaustauschern zur.Verfügung. Besonders vorteilhaft sind beispielsweise Ventilatoren mit verstell*- baren Flügelblättern. Wenn das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers auch Sauggebläse umfaßt, eo lassen sich diese selbstverständlich auch durch am Einlaß in die Einheiten angeordnete Druckgebläse ersetzen. Die Verwendung von Sauggebläsen hat jedoch den Vorteil, daß bei Verwendung eines Schutzgehäuses, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, der Motor und das Getriebe dem möglicherweise schädlichen Einfluß des Sprühwassers am weitestgehenden entzogen sind.

Wenn auch die hier beschriebene Konstruktion in den meisten Fällen zur Kühlung eines Verfahrensfluds dienen wird, so läßt sie sich selbstverständlich in gleicher Weise auch zu deren Erwärmung, wenn dies erforderlich sein sollte,

verwenden. Unter Flud oder Verfahrensflud soll hier der 0098 12/0 532

durch die Rippenrohre 33 geleitete Stoff verstanden sein. Dieser kann gas- oder dampfförmig oder flüssig sein. Wenn auch die Rohre des Ausführungsbeispiels im wesentlichen horizontal angeordnet sind, so können die Stützstreifen 46 auch leicht verdreht mit Neigung von Ecke zu Ecke ausgeführt sein, um eine leichte progressive Neigung der einander folgenden Rohrreihen zu "bewirken, wenn eine freie Abströmung unter Schwerkrafteinf^ß durch sie erstrebt oder erwünscht ist. Der Ausdruck "im wesentlichen horizontal", wie er in den Ansprüchen verwendet ist, soll daher auch Rohre umfassen, die soweit geneigt sind, daß sie sich selbst entleeren.

Es ist zweckmäßig, zwischen benachbarten Batterien aus erfindungsgemäßen Wärmeaustauschern Durchgänge zu lassen, was sich für die niedrige Unterhaltungsarbeit, wie die Einheiten verlangen, als völlig praktikal und ausreichend erwiesen hat. Die einzige regelmäßige Wartung betrifft die · Schmierung der einzelnen Ventilatorgetriebe 28. Dies kann ohne weiteres durch, zentrale Schmieranlagen oder dgl. erfolgen.

Ein wesentlicher Vorteil der Konstruktion sind die ausreichend nachgiebigen Stützstreifen 46, die, wenn sie auf der einen Seite aus den Schlitzen 60 herausgezogen sind, soweit quer auslenkbar sind, daß ein bestimmtes defektes Rohr von irgendwo aus dem Rohrbündel herausnehmbar ist, wenn nur einige wenige andere Rohre aus der Umgebung herausgenommen sind, um ein^n.Demontageweg zu schaffen» Ermöglicht ist dies durch

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die relativ flache Wellenform der Streifen, mit der sie am Umfang der Rippenrohre anliegen, weil sie die Rohre sofort freigeben können, wenn sie zeitweilig zur Seite weggebogen ·.. sind.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Ί.) Wärmeaustauscher, der in Kombination umfaßt ein Rohrbündelpaar (10, 12), angeordnet in Form eines aufrecht stehenden V₁ dessen Rohrbündel jeweils aus einer größeren Anzahl Rippenrohre (33) mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser > etwa 200 besteht und dessen Rohre in im wesentlichen horizontalen, übereinanderliegenden Ebenen angeordnet sind, einer Einlaßkammer (38) mit einer Verfahrensfludeinlaßleitung, die in offener Verbindung mit einer ausgewählten Gruppe Rohrenden steht, einer Auslaßkammer (39) mit einer Verfahrensfludauslaßleitung, die in offener Verbindung mit einer zweiten ausgewählten Gruppe von Rohrenden steht, Stützeinrichtungen (46), die im wesentlichen das ganze Gewicht der einzeln zwischen den Einlaß-und Auslaßkammern longitudinal angeordneten Rohre tragen, wobei nebeneinanderliegende Rohrreihen in einer gemeinsamen, im wesentlichen horizontalen Ebene der Rohranordnung liegen, und eine angetriebene Einrichtung, um eine Luftströmung quer zu den Rohrbündeln zu beschleunigen.

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2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, . daß die in den Rohrreihen einander benachbarten Rohre (33) an den Ecken gleichseitiger Dreiecke (g) angeordnet sind (Fig. 12).
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze iohnet, daß als angetriebene Einrichtungen zum Beschleunigen eines Luftstroms quer zu den Rohrbündeln ein Sauglüfter (15) verwendet ist, der mittig über und innerhalb der aufrechtstehenden V-Anordnung angeordnet ist.
4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrbündel (10, 11) in einer Konstruktion angeordnet sind, die auf der Ober- und auf der Unterseite offen, aber an den Seiten mit luftundruohlässigen Seitenwänden (16) abgeschlossen ist.
5» Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 bis 4, dadurch

gekennze lehnet, daß die Rohrbündel (1C, 11) so lang sind, daß die Verwendung von mehreren zueinander parallel angetriebene Einrichtungen zum Beschleunigen einer Luftströmung quer zu den Rohrbündeln in Richtung ihrer Läng se r Streckung verwendbar sind.

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6. Wärme austauscher nach Anspruch 1 "bis 5» g β - ,

kennzeichnet durch einstellbare, kippbare Jalousien (20), die wenigstens vor einem Teil des Lufteinströmungsweges quer zu den Rohrbündeln (10, 11) angeordnet sind.
7* Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch Wassersprühdüsen (100) zum Wasserversprühen oder -verdüsen in den quer zu den Rohrbündeln (10, 11) gerichteten Luftstrom.
8. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 bis 7, g · kennzeichnet durch einstellbare Jalousien (124), die wenigstens in einem Teil des quer zu den Bohrbündeln (10, 11) gerichteten Luftströme liegen und eine selbsttätige Regeleinrichtung (125) zur Regelung der Anstellung und der öffnungen der Jalousien in Abhängigkeit einer von ■ der jeweiligen Wärmeaustauschleistung des Wärmeaustauschers abhängigen Temperatur.
9. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenrohre (33) der Rohrbündel innerhalb dieser so angeordnet sind, daß sie eine kleine, zunehmend nach unten gerichtete Neigung aufweisen, nachdem diese in Form eines V angeordnet sind, um das freie Fließen des Verfahrensf lud durch die Rippenrohre zu gewährleisten.

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