DE29816267U1 - Weather cooler for in particular mining operations - Google Patents
Weather cooler for in particular mining operationsInfo
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Description
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88 557/MS. D 45127 Essen, Theaterplatz 3 D 45002 Essen, P.O. Box IO 02 54 88 557/MS. D 45127 Essen, Theaterplatz 3 D 45002 Essen, PO Box IO 02 54
17. August 199817 August 1998
Gebrauchsmusteranmeldung Hans Henting Broicher Waldweg 13 9 45478 Mülheim/RuhrUtility model registration Hans Henting Broicher Waldweg 13 9 45478 Mülheim/Ruhr
•Wetterkühler für insbesondere bergbauliche Untertagebetriebe •Weather coolers, particularly for underground mining operations
Beschreibung:Description:
Die Erfindung betrifft einen Wetterkühler für insbesondere bergbauliche Untertagebetriebe, mit von einem Kühlmittel durchstömten Kühlmittelrohren, die in einem sie umgebenden Gehäuse von zu kühlenden Wettern umströmt sind und ein oder mehrere Rohrbündel bilden.The invention relates to an air cooler for underground mining operations in particular, with coolant pipes through which a coolant flows, which are surrounded by air to be cooled in a surrounding housing and form one or more pipe bundles.
Wetterkühler werden regelmäßig in bergbaulichen Untertagebetrieben und insbesondere in Streben, Strecken sowie in den Übergangsbereichen Strecke/Streb eingesetzt. Die Wetterkühlung dient dazu, die Temperatur der Wetter und folglich Luft, in der Bergleute arbeiten sollen, ausreichend herunterzukühlen. Solche Wetterkühler können Teil einer installierten Klimaanlage sein. Kühlmittel können beispielsweise kaltes, gekühltes Wasser oder auch eine Eisklein/Flüssigkeits-Mischung sein.Air coolers are regularly used in underground mining operations, and in particular in the face, drifts and the drift/face transition areas. Air coolers are used to sufficiently cool down the temperature of the air and thus the air in which miners are to work. Such air coolers can be part of an installed air conditioning system. Cooling agents can be, for example, cold, chilled water or an ice/liquid mixture.
Es ist ein Wetterkühler der eingangs beschriebenen Ausführungsform bekannt, bei. welchem eine Mehrzahl von Rohrbündeln in Längsrichtung des Gehäuses angordnet ist, die aus schlangenlinienförmig verlaufenden, mit vertikalen oder schrägen Abschnitten und bogenförmigen Abschnitten geführten, in Längsrichtung gereihten Kühlmittelrohren aufgebaut sind. An die Rohrbündel sind quer zur Längsrichtung verlaufende Kühlmittelverteilerrohre und Kühlmittelsammelrohre angeschlossen (vergl. DE 36 11 696).A weather cooler of the type described at the beginning is known, in which a plurality of tube bundles are arranged in the longitudinal direction of the housing, which are made up of coolant tubes that run in a serpentine manner and have vertical or oblique sections and curved sections and are arranged in a row in the longitudinal direction. Coolant distribution tubes and coolant collection tubes that run transversely to the longitudinal direction are connected to the tube bundles (cf. DE 36 11 696).
Bei einer anderen bekannten Ausführungsform sind die Kühlmittelrohre als Kühlspiralen mit einem zentralen Kühlmitteleintritt und außenrandseitigern KühlmittelaustrittIn another known embodiment, the coolant pipes are designed as cooling spirals with a central coolant inlet and coolant outlet on the outer edge
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ausgebildet, wobei eine Mehrzahl von Kühlspiralen in Strömungsrichtung der zu kühlenden Wetter mit vorgegebenen Abständen zwischen den Kühlspiralen gereiht angeordnet sind. Im Zentrum der Kühlspiralen verläuft ein Kühlmittelverteilerrohr, am Außenrand der Kühlspiralen ein Kühlmittelsammelrohr (vergl. DE 195 32 694).formed, with a plurality of cooling coils arranged in a row in the flow direction of the air to be cooled with predetermined distances between the cooling coils. A coolant distribution pipe runs in the center of the cooling coils, and a coolant collection pipe runs along the outer edge of the cooling coils (cf. DE 195 32 694).
Die bekannten Wetterkühler haben sich an sich bewährt, jedoch ist ihre spezifische Kühlleistung verbesserungsfähig.The well-known weather coolers have proven themselves, but their specific cooling performance can be improved.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wetterkühler der eingangs beschriebenen Ausführungsform zu schaffen, der sich durch eine erhöhte spezifische Kühlleistung und darüber hinaus kompakte und montagegerechte Bauweise auszeichnet.The invention is based on the object of creating a weather cooler of the embodiment described above, which is characterized by an increased specific cooling capacity and, moreover, a compact and easy-to-install design.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Wetterkühler dadurch, daß die Rohrbündel jeweils aus zumindest zwei schraubenwendelförmig verlaufenden Kühlmittel-0 rohren aufgebaut sind, daß die Schraubenwendeln der Kühlmittelrohre einen vorgegebenen Gangabstand aufweisen, daß die beiden Kühlmittelrohre mit ihren Schraubenwendeln im Bereich der Gangabstände ineinandergreifen, und daß die Mittenachsen der beiden schraubenwendelförmigen Kühlmittelrohre um ein vorgegebenes Maß versetzt zueinander angeordnet sind, und zwar vorzugsweise in achsparalleler Versetzung zueinander angeordnet sind. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß ein verhältnismäßig kompakt bauendes Rohrbündel verwirklicht wird, bei dem dennoch die Druckverluste verhältnismäßig gering sind, welche die das Rohrbündel durchströmenden Wetter erfahren. Von besondererThe invention achieves this object in a generic air cooler in that the tube bundles are each made up of at least two helical coolant tubes, that the helical coils of the coolant tubes have a predetermined pitch, that the two coolant tubes with their helical coils interlock in the area of the pitch, and that the center axes of the two helical coolant tubes are arranged offset from one another by a predetermined amount, and are preferably arranged offset parallel to one another. - These measures of the invention result in a relatively compact tube bundle being realized in which the pressure losses experienced by the air flowing through the tube bundle are nevertheless relatively low. Of particular importance is
Bedeutung ist jedoch die Tatsache, daß der Versatz der schraubenwendelförmig verlaufenden Kühlmittelrohre einen verbesserten Wärmeaustausch gewährleistet, weil praktisch die gesamte Oberfläche der Kühlmittelrohre - bis auf deren Überschneidungsbereiche - intensiv an dem Wärmeaustausch teilnimmt, zumal ein entsprechender Kontakt mit den strömenden Wettern gewährleistet ist. Hinzu kommt, daß der Wärmeaustausch infolge von Turbulenzen optimiert wird, die sich beim Durchströmen und Umströmen der schraubenwendelförmig ausgebildeten und ineinandergreifenden Kühlmittelrohre einstellen bzw. entstehen. Dabei kann das Bauvolumen des Wetterkühlers verhältnismäßig kleingehalten werden, so daß die spezifische Kühlleistung und folglich die Kühlleistung pro Volumeneinheit des Wetterkühlers deutlich erhöht wird. - Darüber hinaus wird eine kompakte und montagefreundliche Bauweise verwirklicht, weil auf engstem Raum eine verhältnismäßig große Kühlfläche verwirklicht wird und sich die aus den ineinandergreifenden schraubenwendelförmig verlaufenden Kühlmittelrohren gebildeten Rohrbündel un-0 schwer in hinreichender Anzahl in dem Gehäuse des Wetterkühlers unterbringen lassen.What is important, however, is the fact that the offset of the helical coolant pipes ensures improved heat exchange, because practically the entire surface of the coolant pipes - except for their overlapping areas - participates intensively in the heat exchange, especially since appropriate contact with the flowing air is guaranteed. In addition, the heat exchange is optimized as a result of turbulence that occurs or arises when the air flows through and around the helical coolant pipes that are designed and interlocked with one another. The volume of the air cooler can be kept relatively small, so that the specific cooling capacity and consequently the cooling capacity per unit volume of the air cooler is significantly increased. - In addition, a compact and easy-to-assemble design is achieved because a relatively large cooling surface is achieved in a very small space and the tube bundles formed from the interlocking helical coolant tubes can easily be accommodated in sufficient numbers in the housing of the air cooler.
Weitere erfindungswesentliehe Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So kann die Eingriffstiefe der beiden schraubenwende1förmig ausgebildeten und ineinandergreifenden Kühlmittelrohre mittels Abstandshalter eindeutig und bleibend fixiert sein. Vorzugsweise weisen die Schraubenwendeln der beiden Kühlmittelrohre den gleichen Durchmesser auf, so daß sich eine homogene Verwirbelung der Wetter erreichen läßt, die den Wärmeübergang fördert. Die beiden Kühlmittelrohre können als schraubenwendelförmig gewickelte RohreFurther features essential to the invention are listed below. The depth of engagement of the two helical and interlocking coolant pipes can be clearly and permanently fixed by means of spacers. The helical coils of the two coolant pipes preferably have the same diameter so that a homogeneous turbulence of the air can be achieved, which promotes heat transfer. The two coolant pipes can be designed as helical coiled pipes.
ausgebildet sein. Tatsächlich ist deren Herstellung auf einem Wickeldorn verhältnismäßig einfach und läßt sich unschwer funktionsgerecht durchführen. - Um eine möglichst einfache Kühlmittelzuführung und Abführung zu erreichen, sieht die Erfindung vor, daß die beiden kühlmitteleintrittsseitigen Rohrenden der Kühlmittelrohre unter Bildung eines einzigen Kühlmitteleintritts und die beiden kühlmittelaustrittsseitigen Rohrenden der beiden Kühlmittelrohre unter Bildung eines einzigen Kühlmittelaustritts zusammengeführt sind. Diese Zusammenführung läßt sich unschwer beispielsweise dadurch erreichen, daß die beiden Rohrenden des einen Kühlmittelrohres in den Endbereichen des anderen Kühlmittelrohres in diesem anderen Kühlmittelrohr münden und zu diesem Zwecke mit dem anderen Kühlmittelrohr verschweißt oder verlötet sind. Dabei kann an das kühlmitteleintrittsseitige Rohrende des anderen Kühlmittelrohres eine Kühlmittelzuführungsleitung und an das kühlmittelaustrittsseitige Rohrende des anderen Kühlmittelrohres eine Kühlmittelabführungsleitung angeschlossen sein.In fact, their manufacture on a winding mandrel is relatively simple and can be carried out without difficulty in a functional manner. - In order to achieve the simplest possible coolant supply and discharge, the invention provides that the two coolant inlet-side pipe ends of the coolant pipes are brought together to form a single coolant inlet and the two coolant outlet-side pipe ends of the two coolant pipes are brought together to form a single coolant outlet. This merging can be easily achieved, for example, by the two pipe ends of one coolant pipe opening into the end regions of the other coolant pipe and being welded or soldered to the other coolant pipe for this purpose. A coolant supply line can be connected to the coolant inlet-side pipe end of the other coolant pipe and a coolant discharge line can be connected to the coolant outlet-side pipe end of the other coolant pipe.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in dem Gehäuse mehrere Rohrbündel äquidistant angeordnet, beispielsweise in einem zylindrischen Gehäuse konzentrisch und kreisförmig angeordnet, wobei die kühlmitteleintrittsseitigen Rohrenden der Rohrbündel an eine oder mehrere Ringleitungen mit einer gemeinsamen Kühlmittelzuführungsleitung und die kühlmittelaustrittsseitigen Rohrenden der Rohrbündel an eine oder mehrere Ringleitungen mit einer ge-0 meinsamen Kühlmittelabführungsleitung angeschlossen sind. Die Kühlmittelrohre selbst können aus Edelstahl, KupferAccording to a preferred embodiment of the invention, several tube bundles are arranged equidistantly in the housing, for example concentrically and circularly in a cylindrical housing, with the coolant inlet-side tube ends of the tube bundles being connected to one or more ring lines with a common coolant supply line and the coolant outlet-side tube ends of the tube bundles being connected to one or more ring lines with a common coolant discharge line. The coolant tubes themselves can be made of stainless steel, copper
oder anderen geeigneten Metallen bestehen.. Sie können sowohl einen runden als auch einen ovalen Querschnitt aufweisen. or other suitable metals. They can have either a round or an oval cross-section.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using a drawing that merely shows an exemplary embodiment. The drawings show:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Wetterkühler in schematischer Seitenansicht mit vertikal geschnittenem Gehäuse, Fig. 1 shows a weather cooler according to the invention in a schematic side view with a vertically sectioned housing,
Fig. 2 eine Stirnansicht auf den Gegenstand nach Fig. 1Fig. 2 is a front view of the object according to Fig. 1
gemäß der Linie A-A,
15according to line AA,
15
Fig. 3 ein Rohrbündel für den Gegenstand nach Fig. 1 mit schraubenwendelförmig verlaufenden und ineinandergreifenden
■Kühlmittelrohren in schematischer Seitenansicht,
20Fig. 3 a tube bundle for the object according to Fig. 1 with helical and interlocking coolant tubes in a schematic side view,
20
Fig. 4 den Gegenstand nach Fig. 3, wobei ein Kühlmittelrohr entfernt ist undFig. 4 shows the object according to Fig. 3, with a coolant tube removed and
Fig. 5 den Gegenstand nach Fig. 3 in Stirnansicht.Fig. 5 shows the object according to Fig. 3 in front view.
In den Figuren ist ein Wetterkühler 1 für bergbauliche Untertagebetriebe dargestellt, der in seinem grundsätzlichen Aufbau kühlmitteldurchströmte Kühlmittelrohre 2 aufweist, die in einem sie umgebenden Gehäuse 3 von zu kühlen-0 den Wettern umströmt sind und mehrere Rohrbündel 4 bilden. Die Rohrbündel 4 sind jeweils aus zumindest zwei schrauben-The figures show a weather cooler 1 for underground mining operations, which in its basic design has coolant pipes 2 through which coolant flows, which are surrounded by air to be cooled in a surrounding housing 3 and form several tube bundles 4. The tube bundles 4 are each made up of at least two screw-
wendelförmig verlaufenden Kühlmittelrohren 2a, 2b aufgebaut. Die Schraubenwendeln 5 der Kühlmittelrohre 2a, 2b weisen einen vorgegebenen Gangabstand d auf. Die beiden Kühlmittelrohre 2a, 2b greifen mit ihren Schraubenwendeln 5 im Bereich der Gangabstände d ineinander. Die Mittenachsen Ma, Mb der beiden schraubenwendelförmigen Kühlmittelrohre 2a, 2b sind um ein vorgegebenes Maß achsparallel versetzt zueinander angeordnet. Die Eingriffstiefe t der beiden schraubenwendelförmigen Kühlmittelrohre 2a, 2b ist mittels Abstandhalter 6 fixiert.spiral-shaped coolant pipes 2a, 2b. The helical spirals 5 of the coolant pipes 2a, 2b have a specified pitch d. The two coolant pipes 2a, 2b engage with each other with their helical spirals 5 in the area of the pitch d. The center axes Ma, Mb of the two helical coolant pipes 2a, 2b are offset from each other by a specified amount and parallel to the axis. The engagement depth t of the two helical coolant pipes 2a, 2b is fixed by means of spacers 6.
Die Schraubenwendeln 5 der beiden Kühlmittelrohre 2a, 2b weisen nach dem Ausführungsbeispiel den gleichen Durchmesser (D) auf. Die beiden Kühlmittelrohre 2a, 2b sind als schraubenwendelförmig auf einem Wickeldorn gewickelte Rohre ausgebildet.The helical coils 5 of the two coolant pipes 2a, 2b have the same diameter (D) according to the embodiment. The two coolant pipes 2a, 2b are designed as pipes wound in a helical shape on a winding mandrel.
Die beiden kühlmitteleintrittsseitigen Rohrenden der Kühlmittelrohre 2a, 2b sind unter Bildung eines einzigen Kühlmitteleintritts 7 und die beiden kühlmittelaustrittsseitigen Rohrenden der Kühlmittelrohre 2a, 2b unter Bildung eines einzigen Kühlmittelaustritts 8 zusammengeführt. Zu diesem Zweck münden die beiden Rohrenden des einen Kühlmittelrohres 2a in den Endbereichen des anderen Kühlmittelrohres 2b in diesem anderen Kühlmittelrohr 2b.The two coolant inlet-side pipe ends of the coolant pipes 2a, 2b are brought together to form a single coolant inlet 7 and the two coolant outlet-side pipe ends of the coolant pipes 2a, 2b are brought together to form a single coolant outlet 8. For this purpose, the two pipe ends of one coolant pipe 2a open into the end regions of the other coolant pipe 2b in this other coolant pipe 2b.
In dem Gehäuse 3 sind mehrere Rohrbündel 4 angeordnet. Nach dem Ausführungsbeispiel ist eine kreisförmige und konzentrische Anordnung verwirklicht. Die kühlmitteleintritts-0 seitigen Rohrenden der Rohrbündel sind an mehrere Ringleitungen 9 mit einer gemeinsamen Kühlmittelzuführungs-Several tube bundles 4 are arranged in the housing 3. According to the embodiment, a circular and concentric arrangement is realized. The coolant inlet-side tube ends of the tube bundles are connected to several ring lines 9 with a common coolant supply line.
leitung 10 angeschlossen, während die kühlmittelaustrittsseitigen Rohrenden der Rohrbündel 4 an mehrere Ringleitungen mit einer gemeinsamen Kühlmittelabführungsleitung 11 angeschlossen sind. - Die Kühlmittelrohre 2a, 2b bestehen aus Edelstahl oder Kupfer. Die Wetterrichtung ist durch Pfeile angedeutet.line 10, while the coolant outlet-side pipe ends of the tube bundles 4 are connected to several ring lines with a common coolant discharge line 11. - The coolant pipes 2a, 2b are made of stainless steel or copper. The direction of the air is indicated by arrows.
Claims (9)
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| Country | Link |
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| DE (1) | DE29816267U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003012356A1 (en) * | 2001-07-21 | 2003-02-13 | Hans Henting | Heat exchanger |
| WO2006045261A1 (en) * | 2004-10-28 | 2006-05-04 | Patentpool Innovations Management Gmbh | Heat exchanger for recuperating water |
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| DE2919203A1 (en) | 1979-05-12 | 1980-11-27 | Wsw Stahl & Wasserbau Gmbh | Dust laden mine air ventilation system - has circular sectioned duct cassettes with dia. equalling that of ventilating pipe |
| DE3611696C2 (en) | 1985-08-02 | 1988-08-04 | Bernd Henting |
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1998
- 1998-09-10 DE DE29816267U patent/DE29816267U1/en not_active Expired - Lifetime
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