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DE1501480C3 - - Google Patents

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Publication number
DE1501480C3
DE1501480C3 DE19511501480 DE1501480A DE1501480C3 DE 1501480 C3 DE1501480 C3 DE 1501480C3 DE 19511501480 DE19511501480 DE 19511501480 DE 1501480 A DE1501480 A DE 1501480A DE 1501480 C3 DE1501480 C3 DE 1501480C3
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DE
Germany
Prior art keywords
gas
bundle
foam
liquid
tubes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19511501480
Other languages
German (de)
Other versions
DE1501480A1 (en
DE1501480B2 (en
Inventor
Vladimir Prof. Prag Chlumsky
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CKD PRAHA OBOROVY PODNIK PRAG
Original Assignee
CKD PRAHA OBOROVY PODNIK PRAG
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Publication date
Application filed by CKD PRAHA OBOROVY PODNIK PRAG filed Critical CKD PRAHA OBOROVY PODNIK PRAG
Priority to DE19511501480 priority Critical patent/DE1501480A1/en
Priority to GB4765365A priority patent/GB1121909A/en
Priority to FR47672A priority patent/FR1466113A/en
Publication of DE1501480A1 publication Critical patent/DE1501480A1/en
Publication of DE1501480B2 publication Critical patent/DE1501480B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1501480C3 publication Critical patent/DE1501480C3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
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    • F28D7/1646—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing with particular pattern of flow or the heat exchange medium flowing inside the conduits assemblies, e.g. change of flow direction from one conduit assembly to another one with particular pattern of flow of the heat exchange medium flowing outside the conduit assemblies, e.g. change of flow direction
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    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
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    • F28F2009/222—Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit
    • F28F2009/226—Transversal partitions

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Description

3 43 4

trittsstutzen 11 der Kühlflüssigkeit, annähernd senk- Dabei ist auf dem Rost die Bildung von Schaum vorrecht zu seiner Längsachse, Zwischenboden 12 mit gesehen, der durch den Luftstrom auf die Innenwechselseitig vorgesehenen Rand-Durchgängen an- wände der Bündelrohre 2 mitgerissen wird. Hierbei geordnet, die den Strom der Kühlflüssigkeit derart wird der Schaum weiter durch den Luftstrom in lenken, daß die Kühlflüssigkeit vom Eintrittsstutzen 5 Richtung und über die ganze Länge des Rohrbündels 10 zum Austrittsstutzen 11 durch den Mantel 1 wech- entlang bis zu dem Abscheider 9 mitgenommen. Im seiweise in annähernd senkrechten Richtungen zur Abscheider 9 trennt sich das Wasser von der Luft, Längsachse des Wärmetauschers die Bündelrohre 2 und die abgekühlte Luft strömt durch den Austrittsumfließt. stutzen 8 zum Verbrauchsort. Die GeschwindigkeitInlet nozzle 11 of the coolant, approximately lowering. The formation of foam is preferred on the grate to its longitudinal axis, intermediate floor 12 seen with the air flow on the interior alternating side provided edge passages is carried along with the bundle tubes 2. Here ordered that the flow of the cooling liquid so the foam is further in by the air flow direct that the cooling liquid from the inlet nozzle 5 direction and over the entire length of the tube bundle 10 to the outlet connection 11 through the jacket 1 alternately taken along up to the separator 9. in the either in approximately perpendicular directions to the separator 9, the water separates from the air, Longitudinal axis of the heat exchanger flows around the bundle tubes 2 and the cooled air flows through the outlet. clip 8 to the place of consumption. The speed

Der Innenraum des Abscheiders 9 steht über eine io der strömenden Luft wird so gewählt, daß es nicht Rückführleitung 13 mit der Zuflußöffnung 14 der nur zur Bildung von Schaum auf dem Rost 6 kommt, schaumbildenden Hilfsflüssigkeit zum Rost 6 in Ver- sondern daß auch dieser Schaum durch den Luftbindung, wobei die Zuflußöffnung 14 unter dem un- strom mit ausreichender Geschwindigkeit in Richteren Rohrboden 3, jedoch in der Nähe des Rostes 6, tung und über die ganze Länge des Rohrbündels hin vorgesehen ist. Es besteht die Möglichkeit, mehrere 15 mitgenommen wird.The interior of the separator 9 is above an io of the flowing air is chosen so that it is not Return line 13 with the inflow opening 14 which only comes to the formation of foam on the grate 6, foam-forming auxiliary liquid to the grate 6 but that also this foam by the air binding, the inflow opening 14 under the underflow with sufficient speed in straightening Tube sheet 3, but in the vicinity of the grate 6, device and over the entire length of the tube bundle is provided. It is possible to take several 15 with you.

Leitungsabzweigungen mit Zuflußöffnungen 14, die Der Durchfluß des wirbelnden Schaumes durchLine branches with inflow openings 14, which the flow of the swirling foam through

am ganzen Umfang des Übergangsstücks 4 vorgese- das Rohrbündel führt zu einer hohen Intensität desprovided on the entire circumference of the transition piece 4, the tube bundle leads to a high intensity of the

hen sind, anzuordnen. In die Rückführleitung 13 ist Wärmeüberganges an den inneren Rohrwänden aufhen are to be ordered. In the return line 13 there is heat transfer to the inner pipe walls

zwischen Abscheider 9 und Zuflußöffnung 14 ein deren ganzen Oberflächen, die beim Strömen reinerbetween separator 9 and inflow opening 14 a whole surface thereof, which is cleaner when flowing

Vorratsbehälter 15 und ein Regelorgan, beispiels- 20 Luft wesentlich niedriger wäre. Von dem Rohrbün-Storage container 15 and a control element, for example 20 air, would be much lower. From the pipe bundle

weise ein Ventil 16, eingeschaltet. In den Vorratsbe- del aus wird die Wärme sodann durch das Kühl-wise a valve 16, switched on. The heat is then transferred to the storage tank through the cooling

hälterl5 mündet ferner eine Ergänzungszuführung wasser abgeführt, das durch den Austrittsstutzenilhältl5 also opens a supplementary feed water discharged through the outlet nozzle

für schaumbildende Hilfsflüssigkeit ein (nicht darge- abfließt,for foam-forming auxiliary liquid (not drained,

stellt). Im Vorratsbehälter 15 können Verunreinigungen,represents). Contaminants,

Das zu kühlende Gas, z. B. Luft, strömt mit einer 25 wie öl oder Staub, die im Strom der zu kühlendenThe gas to be cooled, e.g. B. air, flows with a 25 such as oil or dust that is in the flow of the to be cooled

hohen Geschwindigkeit durch den Gaseintrittsstut- Luft enthalten sind, abgesondert werden,high speed through the gas inlet tube - air are contained, are secreted,

zen 5, strömt durch die einzelnen im Rost 6 vorgese- Unter der Bezeichnung »Gas« ist auch »Dampf«zen 5, flows through the individual elements in the grate 6.

henen öffnungen, wo es mit der schaumbildenden einzubeziehen. Der Wärmetauscher kann sowohl alsopen openings where it is to be included with the foam-forming. The heat exchanger can both as

Hilfsflüssigkeit, z. B. Wasser, in Berührung kommt. Kühler als auch als Gaserhitzer arbeiten.Auxiliary liquid, e.g. B. water, comes into contact. Work cooler as well as gas heater.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

1 21 2 zwischen Luft und Wasser erzeugt, so daß ein inten-Patentanspruch siver Wärmeübergang zwischen Luft und Wasser undgenerated between air and water, so that an inten-patent claim siver heat transfer between air and water and umgekehrt stattfindet.the other way round takes place. Wärmetauscher, bei dem mindestens das inner- Nach diesem Prinzip werden Misch- oder Berüh-Heat exchanger, in which at least the inner- According to this principle, mixed or contact halb der Bündelrohre strömende Fluid ein mit 5 rungswärmetauscher gebaut, die keine wärmeaustaueiner Hilfsflüssigkeit gemischtes Gas ist, mit einer sehende Wand aufweisen, so daß der Wärmetausch Vorrichtung zur Verteilung der Hilfsflüssigkeit im zwischen Gas und Flüssigkeit lediglich in dem Gas nahe dessen Eintritt in die Bündelrohre, Schaumfluid vor sich geht.half of the bundle tubes flowing fluid with 5 built in heat exchangers, which do not heat exchange Auxiliary liquid is mixed gas, with a seeing wall, so that the heat exchange Device for distributing the auxiliary liquid in between gas and liquid only in the Gas near the entry of which into the bundle tubes, foam fluid is going on. einem Abscheider für die Hilfsflüssigkeit strom- Es sind ferner Oberflächenwärmetauscher mitA separator for the auxiliary liquid stream- There are also surface heat exchangers with abwärts vom Austritt des Gases aus den Bündel- io Schaumbetrieb bekannt (Die Kälte, April 1964, rohren und einer Rückführleitung vom Abschei- S. 221, 222), bei denen Rohrbündel im wesentlichen der zur Verteilvorrichtung, dadurch ge- quer zur Richtung des kühlenden Luftstromes angekennzeichnet, daß das Verschäumen der ordnet sind. Der Schaum bildet eine Schicht um das Hilfsflüssigkeit mit dem Gas vorgesehen ist, der zu kühlende Rohrbündel. Die Geschwindigkeit der Gasstrom in den Bündelrohren (2) von unten 15 Kühlluft muß mäßig sein,, um ein Mitreißen der nach oben gerichtet ist, die Verteilvorrichtung schaumbildenden Flüssigkeit durch die Luft zu ver-(Rost 6) unterhalb des Gaseintritts in die Bündel- hindern. Durch die britische Patentschrift 463 200 rohre (2) und der Abscheider (9) oberhalb des ist ferner schon ein Rohrbündel-Wärmetauscher be-Gasaustritts aus den Bündelrohren angeordnet kannt, bei dem im Mantelraum ein Längsstrom sind und in der Rückführleitung (13) der Rück- 20 einer aufgeschäumten Mischung eines Kühlgases und fluß der schaumbildenden Hilfsflüssigkeit mittels einer Kühlflüssigkeit um die Bündelrohre vorgesehen Schwerkraft vorgesehen ist. ist. Eine etwaige Abscheidung und Rückführung derknown downwards from the exit of the gas from the bundle foam operation (Die Kälte, April 1964, tubes and a return line from separating p. 221, 222), in which tube bundles essentially which is marked to the distribution device, thereby perpendicular to the direction of the cooling air flow, that the foaming are ordered. The foam forms a layer around the auxiliary liquid with the gas, the tube bundle to be cooled. The speed of the Gas flow in the bundle tubes (2) from below 15 cooling air must be moderate, in order to entrain the is directed upwards, the distribution device foaming liquid through the air to de (grate 6) prevent the bundle below the gas inlet. Through British Patent 463 200 tubes (2) and the separator (9) above the is also already a tube bundle heat exchanger be-gas outlet arranged from the bundle tubes, in which there is a longitudinal flow in the shell space and in the return line (13) the return 20 of a foamed mixture of a cooling gas and Flow of the foam-forming auxiliary liquid provided by means of a cooling liquid around the bundle tubes Gravity is provided. is. Any separation and recycling of the Kühlflüssigkeit ist dabei nicht erwähnt.Cooling liquid is not mentioned. Ausgehend von dem eingangs genannten bekann-Based on the above-mentioned known 25 ten Wärmetauscher ist es Aufgabe der Erfindung,25 th heat exchanger, it is the object of the invention Die Erfindung betrifft einen Rohrbündelwärme- den Wärmeübergang noch stärker zu intensivieren tauscher, bei dem mindestens das innerhalb der Bün- und den Aufwand für die Rückführung der Hilfsdelrohre strömende Fluid ein mit einer Hilfsflüssig- flüssigkeit zu verringern.The invention relates to a tube bundle heat to intensify the heat transfer even more exchanger, with at least that within the bundle and the effort for the return of the auxiliary pipes to reduce the flowing fluid with an auxiliary liquid. keit gemischtes Gas ist, mit einer Vorrichtung zur Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geVerteilung der Hilfsflüssigkeit im Gas nahe dessen 30 löst, daß das Verschäumen der Hilfsflüssigkeit mit Eintritt in die Bündelrohre, einem Abscheider für dem Gas vorgesehen ist, der Gasstrom in den Bündie Hilfsflüssigkeit stromabwärts vom Austritt des delrohren von unten nach oben gerichtet ist, die VerGases aus den Bündelrohren und einer Rückführ- teilvorrichtung unterhalb des Gaseintritts in die Bünleitung vom Abscheider zur Verteilvorrichtung. delrohre und der Abscheider oberhalb des Gasaus-This object is achieved according to the invention by distributing it the auxiliary liquid in the gas close to 30 dissolves that the foaming of the auxiliary liquid with Entry into the bundle tubes, a separator for the gas is provided, the gas flow into the bundle Auxiliary liquid is directed downstream from the outlet of the delpipes from bottom to top, the VerGases from the bundle tubes and a return device below the gas inlet into the bundle line from the separator to the distributor. pipes and the separator above the gas outlet Bei einem bekannten Wärmetauscher dieser Art 35 tritts aus den Bündelrohren angeordnet sind und in (französische Patentschrift 1 322 236) tritt das zu der Rückführleitung der Rückfluß der schaumbildenkühlende Gas an der höchsten Stelle in das Rohr- den Hilfsflüssigkeit mittels Schwerkraft vorgesehen bündel ein und verläßt es an der niedrigsten Stelle. ist.In a known heat exchanger of this type 35 occurs from the bundle tubes are arranged and in (French patent 1 322 236) that occurs to the return line the reflux of the foaming cooling Gas is provided at the highest point in the pipe - the auxiliary liquid by means of gravity bundle in and leave it at the lowest point. is. Dabei ist am oberen Ende des Rohrbündels eine Ein Vorteil des Erfindungsgegenstandes gegenüberThere is an advantage of the subject invention at the upper end of the tube bundle Kammer vorgesehen, die über kleine öffnungen mit 40 den Wärmetauschern ohne eindeutigen Schaumbeden Rohren in Verbindung steht und aus einem vom trieb besteht darin, daß der zweiphasige Strom des Abscheider gespeisten Vorratsbehälter die Ililfs- Gases und der Flüssigkeit in Form von Schaum eine flüssigkeit zugeführt bekommt, deren Verteilung im verhältnismäßig große Erhöhung der Intensität des Gasstrom tröpfchenweise oder als Film an der In- Wärmeübergangs an den von Schaum bespülten nenwand der Bündelrohre vorgesehen ist. Dabei 45 Rohrwänden zur Folge hat.Chamber provided, which via small openings with the heat exchangers without clear foam Pipes is connected and one of the drive consists in the fact that the two-phase flow of the Separator-fed storage tank the Ililfs- gas and the liquid in the form of foam a liquid gets fed, the distribution of which in a relatively large increase in the intensity of the Gas flow in droplets or as a film at the heat transfer to the foam flushed inner wall of the bundle tubes is provided. This results in 45 pipe walls. kommt es allenfalls unbeabsichtigt und unvollkom- Eine Ausführung des erfindungsgemäßen Wärme-it comes at most unintentionally and imperfectly. men zu einer Schaumbildung. Außerdem bedarf es tauschers ist in der Zeichnung beispielsweise veranbei dem bekannten Wärmetauscher zur Aufrechter- schaulicht.men lead to foam formation. In addition, it needs exchangers is shown in the drawing, for example the well-known heat exchanger for maintaining visibility. haltung des Kreislaufs der Hilfsflüssigkeit des Einsat- Der Wärmetauscher nach der Zeichnung besteht ausThe heat exchanger according to the drawing consists of zes einer gesonderten Pumpe, die abgesehen von dem 50 einem zylindrischen Mantel 1, in welchen ein Bündel erhöhten Herstellungsaufwand auch die Notwendig- von langen Rohren 2 eingebaut ist, deren Enden in keit laufender Energiezufuhr mit sich bringt. einem unteren und einem oberen Rohrboden 3 be-zes a separate pump, which apart from the 50 a cylindrical jacket 1, in which a bundle increased manufacturing costs also the necessary of long tubes 2 is installed, the ends of which in constant energy supply. a lower and an upper tube sheet 3 loading Es sind auch Verfahren zur Erhöhung des War- festigt sind. An den unteren Rohrboden 3 ist ein Übermeüberganges sowie Wärmetauscher bekanntgewor- gangsstück 4 mit einem Gaseintrittsstutzen 5 angcden, bei denen eindeutig der sogenannte Schaumbe- 55 schlossen. Das kegelförmige Übergangsstück4 ist mit trieb beabsichtigt ist, der durch einen Zweiphasen- einem eingebauten Rost 6 versehen, der im Strömungsstrom von Gas und Flüssigkeit in Form von Schaum weg des durch den Eintrittsstutzen 5 zuströmenden gekennzeichnet ist. Der erzeugte Schaum ist eine Gases und im wesentlichen vor dem Eintritt des turbulente Mischung von Gas und schaumbildender Gases in die Rohre des Rohrbündels 2 angeordnet ist. Flüssigkeit, die z. B. aus auf einen Rost, eine gelochte 60 An den oberen Rohrboden 3 ist ein zylindrischer Platte oder ein Sieb fließendem Wasser und durch Dom 7 mit einem Gasaustrittsstutzen 8 angeschlossen, den Rost hindurchströmender, sich mit dem Wasser Vor dem Gasaustrittsstutzen 8 ist ein Abscheider 9 für mischender Luft gebildet worden ist. Von der durch die schaumbildende Hilfsflüssigkeit angeordnet. Der die einzelnen öffnungen des Rostes mit ausreichen- Mantel 1 ist in der Nähe des oberen Rohrbodens 3 der Geschwindigkeit hindurchströmenden Luft wird 65 mit einem Eintrittsstutzen 10 und in der Nähe des'..iridas Wasser auf dem Rost in ein starkes Wirbeln ge- teren Rohrbodens 3 mit einem Austrittsstutzen 11 bracht und hierdurch wird ein schaumförmigcs War- für Kühlflüssigkeit versehen. Innerhalb des Mantels 1 metauschfluid mit einer großen Berührungsfläche sind zwischen dem Eintrittsstutzen ί(! und dem Aus-There are also methods of increasing the level of war-solidified. At the lower tube sheet 3 is a transition transition as well as the known heat exchanger 4 with a gas inlet connection 5 angcden, where the so-called foam was clearly decided. The conical transition piece4 is with drive is intended, which is provided by a two-phase a built-in grate 6, which in the flow of gas and liquid in the form of foam away from the flowing through the inlet nozzle 5 is marked. The foam produced is a gas and essentially before the entry of the turbulent mixture of gas and foam-forming gas is arranged in the tubes of the tube bundle 2. Liquid z. B. on a grate, a perforated 60 to the upper tube sheet 3 is a cylindrical Plate or sieve running water and connected through dome 7 with a gas outlet nozzle 8, the grate flowing through, with the water. In front of the gas outlet nozzle 8 is a separator 9 for mixing air has been formed. Arranged by the foam-forming auxiliary liquid. the the individual openings of the grate with sufficient casing 1 is in the vicinity of the upper tube sheet 3 the speed of air flowing through it becomes 65 with an inlet nozzle 10 and in the vicinity of the '.. iridas Water on the grate in a strong swirling of the lower tube sheet 3 with an outlet nozzle 11 and thereby a foam-like product for coolant is provided. Inside the jacket 1 Exchange fluid with a large contact area are between the inlet nozzle ί (! and the outlet
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Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
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