DE1072635B

DE1072635B - Kuhlvorrich device with pipe elements connected in parallel with respect to the medium to be cooled

Info

Publication number: DE1072635B
Application number: DENDAT1072635D
Authority: DE
Inventors: Bochum Dipl Ing Franz Schulenberg
Original assignee: GEA Luftkuehler GmbH
Current assignee: GEA Luftkuehler GmbH
Priority date: 1958-12-29
Publication date: 1960-01-07
Also published as: GB903397A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Für die Kühlung von Flüssigkeiten und Gasen, welche unter den bei der Kühlung vorhandenen Temperatur- und Druckverhältnissen ihren Aggregatzustand nicht verändern, sind Kühlvorrichtungen bekannt, welche bezüglich des zu kühlenden Mediums parallel geschaltete sowie in einer Doppelreihe angeordnete Rohrelemente besitzen, die außenseitig von einem zwangläufig bewegten Kühlluftstrom beaufschlagt sind. Die Rohrelemente sind hierbei in etwa. V-förmiger Anordnung unterhalb' eines in horizontaler Ebene umlaufenden Schraubenlüfters innerhalb einer seitlich offenen Ansaugekammer in der Weise angeordnet, daß der Schraubenlüfter durch die Rohrelemente hindurch Kühlluft aus der Atmosphäre ansaugt und die Abluft nach oben in die Atmosphäre abbläst. Die Rohrelemente sind mit ihren einander abgekehrten Enden an seitlich der Ansaugekammer vorgesehene Verteilerleitungen für das heiße Medium und mit ihren einander zugekehrten Enden an mit im mittleren Bereich der Ansaugekammer vorgesehene Sammelleitungen für das gekühlte Medium angeschlossen. Da die Temperatur des zu kühlenden Mediums von den seitlich vorgesehenen Verteilerleitungen bis zu den im mittleren Bereich der Ansaugekammer vorgesehenen Sammelleitungen in starkem Maße abnimmt, erfährt der die Rohrelemente beaufschlagende Kühlluftstrom im seitlichen Bereich der Ansaugekammer die relativ stärkste Erwärmung, während im mittleren Bereich nur eine wesentlich geringere Erwärmung der Kühlluft erfolgt. Durch den oberhalb der Rohrelemente vorgesehenen Schraubenlüfter findet jedoch eine derartige Verwirbelung und Vermischung der durch die Rohrelemente hindurchgesaugten Kühlluft statt, daß innerhalb des in die Atmosphäre austretenden Abluftstromes praktisch keinerlei Temperaturdifferenzen mehr vorhanden sind. Da bei dieser bekannten Kühlvorrichtung keine Mittel vorgesehen sind, um ein erneutes Ansaugen der durch den Lüfter nach oben austretenden Abluft zu verhindern, wird ein nicht unbeträchtlicher Teil der bereits erwärmten Abluft erneut durch die Rohrelemente hindurch vom Lüfter angesaugt, was eine beträchtliche Verschlechterung des Wirkungsgrades der Kühlvorrichtung zur Folge hat.For the cooling of liquids and gases, which are below the temperature prevailing during the cooling and pressure conditions do not change their physical state, cooling devices are known, which are connected in parallel with respect to the medium to be cooled and arranged in a double row Have tubular elements that are subjected to a forced cooling air flow on the outside are. The pipe elements are here roughly. V-shaped arrangement below 'one in horizontal Level rotating screw fan arranged within a laterally open suction chamber in such a way that the screw fan sucks in cooling air from the atmosphere through the pipe elements and blows the exhaust air up into the atmosphere. The tube elements are provided with their ends facing away from one another on the side of the suction chamber Distribution lines for the hot medium and with their ends facing each other with im Central area of the suction chamber provided manifolds for the cooled medium connected. As the temperature of the medium to be cooled is determined by the distribution lines provided on the side up to the collecting lines provided in the middle area of the suction chamber in decreases to a great extent, experiences the cooling air flow acting on the tubular elements in the lateral area the suction chamber the relatively strongest heating, while in the middle area only a much lower temperature The cooling air is heated. By means of the screw fan provided above the pipe elements however, there is such swirling and mixing of the elements sucked through the pipe elements Cooling air instead of that practically within the exhaust air flow exiting into the atmosphere there are no longer any temperature differences. Since in this known cooling device no means are provided to prevent the exhaust air escaping upwards through the fan from being sucked in again, a not inconsiderable part of the already heated exhaust air is again passed through the pipe elements sucked through by the fan, causing a considerable deterioration in the efficiency of the cooling device has the consequence.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist man bisher in der Weise vorgegangen, daß besondere Leitvorrichtungen vorgesehen wurden, um eine gesonderte Abführung der Abluft und ihre Trennung von der angesaugten Frischluft zu gewährleisten. Derartige Leitvorrichtungen sind jedoch insbesondere bei großen Kühlanlagen nur sehr schwierig herzustellen, erfordern erhebliche Abmessungen — insbesondere eine verhältnismäßig große Höhe — und müssen, da sie in der Regel dem Winddruck ausgesetzt sind, konstruk-Kühlvorriditung In order to avoid these disadvantages, one has hitherto proceeded in such a way that special guide devices were provided for a separate discharge of the exhaust air and its separation from the sucked in Ensure fresh air. Such guiding devices are, however, particularly in the case of large ones Cooling systems are very difficult to manufacture, require significant dimensions - especially one relatively high altitude - and, as they are usually exposed to wind pressure, they have to have construction cooling equipment

mit bezüglich des zu kühlenden Mediums parallel geschalteten Rohrelementenwith pipe elements connected in parallel with regard to the medium to be cooled

Anmelder:Applicant:

GEA-Luftkühler-Gesellschaft m. b. H.,
Bochum, Königsallee 45GEA-Luftkühler-Gesellschaft mb H.,
Bochum, Königsallee 45

Dipl.-Ing. Franz Schulenberg, Bochum,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Franz Schulenberg, Bochum,
has been named as the inventor

tiv sehr kräftig ausgebildet werden. Hierdurch, werden die Anlagekosten derartiger Kühlvorrichtungen erheblich vergrößert. Hinzu kommt, daß bei Vorrichtungen für die Kühlung von Flüssigkeiten und Gasen, welche unter den bei der Kühlung vorhandenen Temperatur- und Druckverhältnissen ihren Aggregatzustand nicht verändern, meist verhältnismäßig starke Temperaturabsenkungen gefordert werden, beispielsweise bei luftgekühlten Kühlwasser-Wärmeaustauschern für Gasturbinen etwa 100° C, bei luftgekühlten Heißluft-Wärmeaustauschern für Gasturbinen vielfach bis zu etwa 200° C. Je größer die von der Kühlanlage zu fordernde Temperaturrerringerung des zu kühlenden Mediums ist, um so stärker wirkt sich die erneute Ansaugung eines Teils der erwärmten Abluft auf den Wirkungsgrad der Kühlvorrichtung aus. Eine derartige Verschlechterung des Kühlwirkungsgrades führt beispielsweise bei Rückkühlanlagen für Gasturbinen zu einer erheblichen Leistungseinbuße des Gasturbinenprozesses.tive be trained very vigorously. As a result, will the investment costs of such cooling devices increases significantly. In addition, with devices for the cooling of liquids and gases which are below the temperature prevailing during the cooling and pressure conditions do not change their physical state, usually relatively strong Temperature reductions are required, for example with air-cooled cooling water heat exchangers for gas turbines approx. 100 ° C, for air-cooled hot air heat exchangers for gas turbines often up to about 200 ° C. The greater the temperature reduction required by the cooling system of the medium to be cooled, the stronger the re-suction of part of the heated Exhaust air on the efficiency of the cooling device. Such a deterioration in the Cooling efficiency leads, for example, in recooling systems for gas turbines to a considerable Performance degradation of the gas turbine process.

Für die Kondensation von dampfförmigen Medien, d. h. solche Medien, die durch die Kühlung aus dem dampfförmigen in den flüssigen Aggregatzustand übergeführt werden sollen, sind ferner Kühlvorrichtungen bekannt, deren bezüglich des zu kondensierenden Dampfes parallel geschaltete Rohrelemente in mehreren Reihen nebeneinander oberhalb einer großen seitlich offenen Ansaugekammer angeordnet und außenseitig von einem zwangläufig bewegten Kühlluftstrom beaufschlagt sind. Die Kühlluft wird durch unterhalb der etwa dachförmig angeordneten Rohrelemente vorgesehene Schraubenlüfter durch die seitlichen Öffnungen der Ansaugekammer aus der Atmosphäre angesaugt und durch die oberhalb der Schraubenlüfter befindlichen Rohrelemente in die Atmosphäre zurück-For the condensation of vaporous media, i. H. such media, which by the cooling from the Vaporous into the liquid aggregate state are to be converted, are also cooling devices known, whose tube elements connected in parallel with respect to the vapor to be condensed in several rows next to each other above a large laterally open suction chamber and arranged on the outside are acted upon by an inevitably moving cooling air flow. The cooling air is through below the roughly roof-shaped tubular elements provided screw fan through the side openings the suction chamber is sucked in from the atmosphere and through the above the screw fan pipe elements located back into the atmosphere.

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gedrückt. Die Rohrelemente sind dabei mit ihren einander zugekehrten Enden teils an Dampfverteilerleitungen großen Querschnittes, teils an Kondensatsammelleitungen und Luftabsaugeleitungen angeschlossen. Da sich bei diesem vorbekarmten Kondensator der Kondensationsprozeß des Dampfes etwa über die gesamte Länge der Rohrelemente erstreckt, ist der Wärmeübergang auf die die Rohre außenseitig beaufschlagende Kühlluft über die gesamte Länge der Rohrelemente annähernd gleich groß, so daß — zumal die Abluft durch die einen verhältnismäßig großen Querschnitt besitzenden Dampfverteilerleitungen eine nicht unbeträchtliche Umlenkung und Verwirbelung erfährt — sich innerhalb des Abluftstromes keinerlei nenenswerte Temperaturdifferenzen einstellen. Auf beiden Längsseiten dieser bekannten Kondensationsanlage sind Trennwände von erheblicher Höhe vorgesehen, die ein erneutes Ansaugen, eines Teils der erwärmten Abluft — was zu einer erheblichen Verringerung des an den Rohrelementen zur Verfugung stehenden Temperaturgefälles und damit zu einer erheblichen Wirkungsgradverschlechterung führen würde — verhindern sollen. Derartige Trennwände führen jedoch zu einer erheblichen Vergrößerung der Anlagekosten, da diese nicht nur erhebliche Abmessungen besitzen, sondern auch, um den auftretenden Beanspruchungen gewachsen zu sein, eine besonders kräftige konstruktive Ausbildung erhalten müssen.pressed. With their ends facing each other, the pipe elements are partly on steam distribution lines large cross-section, partly connected to condensate collecting lines and air suction lines. Since in this vorbekarmten condenser, the condensation process of the steam about Extending over the entire length of the tube elements, the heat transfer to the tubes is on the outside acting cooling air over the entire length of the pipe elements approximately the same size, so that - especially the exhaust air through the steam distribution lines, which have a relatively large cross-section not inconsiderable deflection and turbulence is experienced - there is no such thing within the exhaust air flow Set significant temperature differences. Partitions of considerable height are provided on both long sides of this known condensation system, re-sucking in part of the heated exhaust air - resulting in a significant reduction of the temperature gradient available on the pipe elements and thus to a would lead to a significant deterioration in efficiency - should prevent. Such partitions however, lead to a significant increase in the investment costs, since these are not only significant dimensions own, but also, in order to be able to cope with the stresses that arise, a special one must receive strong constructive training.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine mit einem zwangläufig bewegten Strom eines gasförmigen Kühlmittels, insbesondere Luft, beaufschlagte Kühlvorrichtung für Flüssigkeiten und Gase, welche unter den bei der Kühlung vorhandenen Temperatur- und Druckverhältnissen ihren Aggregatzustand nicht verändern, zu schaffen, bei welcher unter Verzicht -auf umfangreiche und in der Herstellung teure Leitvorrichtungen oder Trennwände eine erneute Ansaugung eines Teils des erwärmten gasförmigen Kühlmittels mit Sicherheit vermieden wird. Die Erfindung geht hierbei von der für die Kondensation von dampfförmigen Medien bekannten Kühlvorrichtung aus, deren außenseitig von einem zwangläufig bewegten Kühlmittelstrom beaufschlagte Rohrelemente oberhalb einer großen seitlich offenen Ansaugekammer angeordnet und mit einem Ende an eine Verteilerleitung und mit dem anderen Ende an eine Sammelleitung für das zu kühlende Medium angeschlossen sind, und löst die ihr gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß zwei Reihen von Rohrelementen größerer Länge im Kühlmittelstrom nebeneinander angeordnet und mit ihren einander zugekehrten Enden an eine im mittleren Bereich des Kühlmittelstromes vorgesehene Verteilerleitung und mit ihren einander abgekehrten Enden an je eine seitlich vorgesehene Sammelleitung angeschlossen sind. Da bei der Kühlung von Flüssigkeiten und Gasen, die unter den bei der Kühlung vorhandenen Temperatur- und Druckverhältnissen ihren -Aggregatzustand nicht verändern, die -!Temperatur innerhalb der Kühlanlage λ·οη der Zuführungsleitung für das heiße Medium bis zur Abflußleitung für das gekühlte Medium in erheblichem Maße sowie relativ gleichmäßig abfällt, erfährt der die Rohrelemente beaufschlagende Kühlluftstrom in dem der Verteilerleitung für das heiße Medium benachbarten mittleren Breitenbereich der Kühlanlage eine wesentlich stärkere Erwärmung als im Bereich der seitlich vorgesehenen Sammelleitungen für das gekühlte Medium. Da außerdem oberhalb der Rohrelemente keinerlei nennenswerte Umlenkung oder Verwirbelung des Kühlmittelstromes erfolgt, bildet sich innerhalb des nach oben abströmenden Kühlmittels ein starkes und praktisch gleichbleibendes Temperaturgefälle zu den Längsseiten der Kühlvorrichtung hin aus in der Weise, daß die oberhalb des mittleren Breitenbereiches der Ansaugekammer befindliche heißeste Zone des erwärmten Kühlmittelstromes beiderseits gegenüber den seitlichen Ansaugeöffnungen der Ansaugekammer durch einen Mantel aus kühleren Kühlmittelschichten abgeschirmt wird.The invention has set itself the task of providing one with a forced flow of a gaseous Coolant, in particular air, acted upon cooling device for liquids and gases, which under the temperature and pressure conditions prevailing during the cooling process their state of aggregation not to change, to create, in which by renouncing extensive and in the manufacture expensive baffles or partitions require re-suction of some of the heated gaseous Coolant is avoided with certainty. The invention is based on that for condensation from vaporous media known cooling device, the outside of which inevitably moving coolant flow acted upon pipe elements above a large laterally open Suction chamber arranged and one end to a manifold and the other end to a collecting line for the medium to be cooled are connected, and solves the task set according to the invention in that two rows of tubular elements of greater length in the coolant flow next to one another arranged and with their ends facing one another in the central region of the coolant flow provided distribution line and with their ends facing away from each other on one side designated collecting line are connected. As in the cooling of liquids and gases that under the temperature and pressure conditions that exist during cooling, their state of aggregation does not exist change the -! temperature inside the cooling system λ · οη of the supply line for the hot medium up to to the drain line for the cooled medium drops to a considerable extent and relatively evenly, experiences the cooling air flow acting on the pipe elements in that of the distribution line for the hot medium adjacent mid-latitude area of the cooling system a significantly stronger warming than in the area the collecting lines provided on the side for the cooled medium. Since also above the pipe elements there is no significant deflection or turbulence of the coolant flow, forms within the coolant flowing upwards a strong and practically constant one Temperature gradient to the longitudinal sides of the cooling device in such a way that the above The hottest zone of the heated coolant flow located in the middle latitude of the suction chamber on both sides opposite the side suction openings of the suction chamber through a jacket is shielded from cooler coolant layers.

ίο Da die am weitesten außen liegenden Zonen des Abgasstromes eine gegenüber dem durch die Ansaugeöffnungen angesaugten frischen Kühlmittel nur unwesentlich erhöhte Temperatur besitzen, wird der Wirkungsgrad der gesamten Kühlanlage durch eine erneute Ansaugung eines Teils dieser Abgasschichten praktisch nicht beeinträchtigt.ίο Because the furthest outermost zones of the exhaust gas flow one compared to the fresh coolant sucked in through the suction openings is only insignificant have increased temperature, the efficiency of the entire cooling system is increased by a Renewed suction of part of these exhaust gas layers is practically not impaired.

Es hat sich gezeigt, daß sich bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlvorrichtung ohne irgendwelche Trennwände oder Leitvorrichtungen zwischen den Ansaugeöffnungen und dem Abgasstrom sich eine in jeder Weise zuverlässige und völlig ausreichende Abschirmung der heißesten Zone des nach oben abströmenden Kühlmittels erreichen läßt. Der Fortfall jeglicher Trennwände und Leitvorrichtungen zwischen den Ansaugeöffnungen und dem Abgasstrom führt zu einer erheblichen Vereinfachung des Aufbaus und zu einer beträchtlichen Verringerung der Anlagekosten.It has been shown that in the cooling device proposed according to the invention without any Partition walls or guide devices between the intake openings and the exhaust gas flow are a in every way reliable and completely sufficient shielding of the hottest zone of the upward flow Can reach coolant. The elimination of any partitions and guiding devices between the intake openings and the exhaust gas flow leads to a considerable simplification of the structure and to a significant reduction in investment costs.

Da infolge der seitlichen Abschirmung der heißestenBecause of the side shielding the hottest

Zone des erwärmten Kühlmittelstromes durch kühlere Schichten lediglich an den Stirnseiten der Rohrelementenreihen eine gewisse Gefahr besteht, daß heißere Kühlmittelschichten erneut durch die Öffnungen der Ansaugekammer angesaugt werden, empfiehlt es sich, an den Stirnseiten der Rohrelementenreihen Leitwände vorzusehen, um auch in diesem Bereich mit Sicherheit eine erneute Ansaugung von stärker erwärmten Kühlmittelschichten zu vermeiden. Dabei genügt es in den meisten Fällen, wenn sich diese Leitwände nur über den mittleren Breitenbereich der Stirnseiten der Rohrelementenreihen erstrecken.Zone of the heated coolant flow through cooler layers only on the end faces of the rows of tubular elements there is a certain risk that hotter coolant layers will again pass through the openings suction chamber, it is advisable to place it on the end faces of the rows of tubular elements Provide guide walls to ensure a renewed suction of in this area too avoid overheated coolant layers. In most cases it is sufficient if these guide walls extend only over the middle width area of the end faces of the rows of tubular elements.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform sindIn an expedient embodiment are

sämtliche Sammel- und Verteilerleitungen in einer etwa waagerechten Ebene angeordnet und durch sich über diese Ebene dach- oder bogenförmig erhebende Rohrelemente miteinander verbunden. Auf diese Weise läßt sich auch bei beengten Raumverhältnissen eine verhältnismäßig große Wärmeaustauscherfläche je Quadratmeter Bodenfläche unterbringen. Ferner erreicht man hierdurch, daß auch bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb der Rohrelemente eine Rückströmung von bereits gekühltem Medium in die der Verteilerleitung benachbarten Abschnitte der Rohrelemente vermieden und somit ein starkes Temperaturgefälle von der mittleren Verteilerleitung zu den seitlichen Sammelleitungen gewährleistet wird.all collecting and distribution lines arranged in an approximately horizontal plane and by itself Roof-shaped or arched tubular elements connected to one another via this level. To this In this way, a relatively large heat exchanger surface can also be used in confined spaces per square meter of floor space. Furthermore, this achieves that even at low flow velocities within the pipe elements, a return flow of already cooled medium into the sections of the adjacent to the distribution line Pipe elements avoided and thus a sharp temperature gradient from the middle distribution line to the side manifolds is guaranteed.

In der Regel empfiehlt es sich, jedes Rohrelement in mindestens zwei in Längsrichtung im Abstand hintereinander angeordnete, durch Überströmleitungen miteinander verbundene Kühlerabschnitte zu unterteilen, so daß sich der Kühlprozeß auf mehrere, voneinander getrennte Stufen aufteilt. Die Gefahr einer Beeinträchtigung des Temperaturgefälles durch unerwünschte Rückströmung innerhalb der Kühlvorrichtungen wird auf diese Weise weiter vermindert.As a rule, it is recommended that each pipe element is spaced apart in at least two in the longitudinal direction to subdivide cooler sections arranged one behind the other and connected to one another by overflow lines, so that the cooling process is divided into several separate stages. The danger of a Impairment of the temperature gradient through undesired backflow within the cooling devices is further reduced in this way.

Außerdem bietet eine Aufteilung der Rohrelemente den Vorteil, daß die bei Kühlanlagen mit großem AVärmegefälle auftretenden Wärmedehnungen sich auf einfache Weise durch Einschaltung von Dehnungsausgleichsstücken zwischen den Kühlerabschnitten ausgleichen lassen.In addition, a division of the pipe elements has the advantage that the cooling systems with large A thermal expansion occurs in a simple manner by the inclusion of expansion compensation pieces Allow to equalize between the cooler sections.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigtIn the drawing, the invention is illustrated using an exemplary embodiment. It shows

Fig. 1 eine teilweise, in verschiedenen Ebenen aufgebrochene Draufsicht auf eine Kühlvorrichtung,1 shows a top view of a cooling device, partially broken away in different planes,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1 in größerem Maßstab,FIG. 2 shows a section along the line H-II of FIG. 1 on a larger scale,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie HI-III der Fig. 1 in größerem Maßstab.3 shows a section along line HI-III of FIG. 1 on a larger scale.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, besteht die Kühlvorrichtung aus zwei nebeneinander angeordneten Reihen von Rohrelementen, welche ihrerseits aus zwei hintereinand'ergeschalteten Kühlerabschnitten 1,1 α gebildet sind. Die einander zugekehrten Enden der Rohrelemente sind an eine Verteilerleitung 2 für das zu kühlende Medium angeschlossen, während die einander abgekehrten Enden der Rohrelemente an je eine Sammelleitung 3, 3a für das gekühlte Medium angeschlossen sind. Die Kühlerabschnitte I₁ 1 α der Rohrelemente besitzen jeweils eine Anzahl in bezug auf das zu kühlende Medium parallel geschalteter Rippenrohre, welche in an den Enden der Kühlerabschnitte vorgesehene Sammelkammern einmünden. Die Kühlerabschnitte 1,1a sind durch Überströmleitungen 4 miteinander verbunden, welche gleichzeitig als Dehnungsausgleichsstücke ausgebildet sind.As the drawing shows, the cooling device consists of two rows of tubular elements arranged next to one another, which in turn are formed from two cooler sections 1, 1 α connected one behind the other. The mutually facing ends of the tube elements are connected to a distribution line 2 for the medium to be cooled, while the ends of the tube elements facing away from each other are connected to a collecting line 3, 3a for the cooled medium. The cooler sections I ₁ 1 α of the tube elements each have a number of finned tubes connected in parallel with respect to the medium to be cooled, which open into collecting chambers provided at the ends of the cooler sections. The cooler sections 1, 1 a are connected to one another by overflow lines 4, which at the same time are designed as expansion compensation pieces.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind die Kühlerabschnitte 1, la jedes Rohrelementes dachförmig zueinander geneigt und erheben sich über die durch die Verteiler- und Sammelleitungen 2, 3, 3 a gebildete, etwa waagerechte Ebene.In the illustrated embodiment in the drawings, the radiator sections 1, la are inclined each tube element roof shape to each other and rise above by the distributing and collecting lines 2, 3, 3 a formed, substantially horizontal plane.

Wie Fig. 1 und 3 erkennen lassen, ist unterhalb jeder Reihe von Rohrelementen eine Reihe von in geringem seitlichem Abstand zueinander angeordneten regelbaren Schraubenlüftern 5 angeordnet, und zwar bilden die Schraubenlüfter 5 in der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform die Basis des durch die dachförmig zueinander geneigten Kühlerabschnitte 1, 1 α gebildeten, etwa gleichseitigen Dreiecks.As can be seen in FIGS. 1 and 3, a row of adjustable screw fans 5 arranged at a small lateral distance from one another is arranged below each row of tubular elements, namely the screw fans 5 in the embodiment shown in FIG. 3 form the basis of the roof-shaped to one another inclined cooler sections 1, 1 α formed, approximately equilateral triangle.

Die beiden Reihen von Rohrelementen sind — wie insbesondere Fig. 3 zeigt ■— oberhalb einer großen Ansaugekammer 6 angeordnet, welche sich über etwa die gesamten Langseiten 7,7 a der Kühlanlage erstreckende Ansaugeöffnungen besitzt. An den Stirnseiten der Rohrelementenreihen sind — wie Fig. 1 und 2 erkennen lassen — Leitwände 8, 8 α vorgesehen, 4-5 welche eine der Neigung der äußeren Kühlerabschnitte Io angepaßte Dreieckform besitzen. Die Leitwände 8, 8ß besitzen somit im mittleren Breitenbereich der Stirnseiten der Kühlanlage ihre größte Höhe.The two rows of pipe elements are - as FIG. 3 shows in particular - arranged above a large suction chamber 6 which has suction openings extending over approximately the entire long sides 7.7 a of the cooling system. As can be seen in FIGS. 1 and 2, guide walls 8, 8 α , 4-5, which have a triangular shape adapted to the inclination of the outer cooler sections Io, are provided on the end faces of the rows of tubular elements. The guide walls 8, 8ß thus have their greatest height in the middle width area of the end faces of the cooling system.

Durch die Verteilerleitung 2 wird das beispielsweise aus dem Kühlwasser einer Gasturbine bestehende zu kühlende Medium mit einer Temperatur von etwa 130° unter Druck den Kühlerabschnitten 1 der beiden Rohrelementenreihen zugeführt. Die Kühlerabschnitte 1, la der Rohrelemente besitzen eine erhebliche Länge, die den jeweiligen Verhältnissen entsprechend gewählt ist und bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 4 m beträgt. Die in bezug auf das zu kühlende Medium parallel geschalteten Rohrelemente sind außenseitig von einem durch die Schraubenlüfter 5., welche durch Elektromotoren 9 angetrieben sind, erzeugten Kühlluftstrom beaufschlagt. Die Kühlluft wird von den Schraubenlüftern 5 durch die großen seitlichen Ansaugeöffnungen der Ansaugekammer 6 angesaugt. Das an den einander abgekehrten Enden der Rohrelemente in die Sammelleitungen 3,3a austretende zu kühlende Medium besitzt eine Temperatur von 35° C. Da das zu kühlende Medium innerhalb der Rohrelemente seinen Aggregatzustand nicht verändert, nimmt die Temperatur innerhalb der Kühlanlage von der Zuführungsleitung2 für das heiße Medium bis zu den Abfluß leitungen 3,3 a für das gekühlte Medium stetig ab. Infolge dieses relativ gleichmäß igen Temperaturgefalles erwärmt sich der der Sammelleitung 2 benachbarte Teil des Kühlluftstromes relativ am stärksten, während sich zu den außen liegenden Sammelleitungen 3, 3 a weniger stark erwärmte Kühlluftschichten anschließen. Während beispielsweise im mittleren Längenbereich der Kühlanlage sich bei einer Außentemperatur von 25° C die Kühlluft auf 85⁰C erwärmt, weisen die am weitesten außen liegenden Zonen des Kühlluftstromes eine gegenüber der Außenluft nur um wenige Grad erhöhte Temperatur auf. Die heißeste Zone des erwärmten Kühlluftstromes ist somit gegenüber den Ansaugeöffnungen der Kammer 6 durch kühlere Luftschichten abgeschirmt. Lediglich an den Stirnseiten der Kühlanlage sind Leitwände 8 vorgesehen, um auch in diesem Bereich eine Trennung des heißesten Teils des erwärmten Kühlluftstromes von den Ansaugeöffnungen der Kammer 6 zu gewährleisten. Through the distribution line 2, the medium to be cooled, consisting for example of the cooling water of a gas turbine, is fed to the cooler sections 1 of the two rows of pipe elements at a temperature of about 130 ° under pressure. The cooler sections 1, 1 a of the pipe elements have a considerable length, which is selected according to the respective conditions and is approximately 4 m in the embodiment shown in the drawing. The pipe elements connected in parallel with respect to the medium to be cooled are acted upon on the outside by a flow of cooling air generated by the screw fans 5, which are driven by electric motors 9. The cooling air is sucked in by the screw fans 5 through the large lateral suction openings of the suction chamber 6. The medium to be cooled, exiting into the collecting lines 3, 3a at the opposite ends of the pipe elements, has a temperature of 35 ° C hot medium up to the drain lines 3, 3 a for the cooled medium steadily. As a result of this relatively uniform temperature drop, the part of the cooling air flow adjacent to the manifold 2 is heated relatively the most, while the outside manifolds 3, 3a are followed by less heated layers of cooling air. For example, while in the central length region of the cooling system, the cooling air heated to 85 ⁰ C at an outdoor temperature of 25 ° C, the outermost zones of the cooling air flow have a relation to the outside air increased by only a few degrees of temperature. The hottest zone of the heated cooling air flow is thus shielded from the suction openings of the chamber 6 by cooler layers of air. Guide walls 8 are only provided on the front sides of the cooling system in order to ensure a separation of the hottest part of the heated cooling air flow from the suction openings of the chamber 6 in this area as well.

In Abweichung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform können die Rohre der Kühlabschnitte 1, la in-bezug auf das zu kühlende Medium auch hintereinandergeschaltet sein. Auch bei dieser Ausführungsform entstehen durch die Hintereinanderschaltung mehrerer derartiger Kühlerabschnitte mehrere Abluftzonen unterschiedlicher Durchschnittstemperatur, wobei die im Bereich der Verteilerleitung 2 liegende heißeste Kühlluftzone beiderseits durch kühlere Luftschichten abgeschirmt ist. Die Rohrelemente können auch in mehr als zwei hintereinandergeschaltete Kühlerabschnitte 1, 1 a unterteilt sein, welche jeweils durch Dehnungsausgleichsstücke 4 miteinander verbunden sind. Eine derartige Anordnung empfiehlt sich bei besonders großen von der Kühlanlage zu fordernden Temperatursenkungen, um Wärmespannungen innerhalb der Rohrelemente zu vermeiden.In a departure from the embodiment shown in the drawing, the tubes of the cooling sections 1, 1 a can also be connected in series with regard to the medium to be cooled. In this embodiment, too, the series connection of several such cooler sections results in several exhaust air zones of different average temperatures, the hottest cooling air zone in the area of the distributor line 2 being shielded on both sides by cooler air layers. The pipe elements can also be subdivided into more than two cooler sections 1, 1 a connected in series , which are each connected to one another by expansion compensation pieces 4. Such an arrangement is recommended in the case of particularly large temperature drops to be demanded by the cooling system, in order to avoid thermal stresses within the pipe elements.

Claims

Patent claims:

1. Cooling device with pipe elements connected in parallel with respect to the medium to be cooled, which are arranged in rows next to one another above a large, laterally open suction chamber and are connected at one end to a distribution line and at the other end to a collecting line for the medium to be cooled, the Tubular elements outside tig are acted upon by a forced flow of a gaseous coolant, in particular air, characterized in that two rows of larger tubular elements are used to cool liquids and gases which do not change their physical state under the temperature and pressure conditions that exist during cooling Length in the coolant flow arranged side by side and with their ends facing each other are connected to a distribution line (2) provided in the central region of the coolant flow and with their ends facing away to a laterally provided collecting line (3, 3a) .

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that on the end faces of the rows of tubular elements Guide walls (8, 8 a) are provided.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that all collecting and Distribution lines (2,3,3 a) arranged in an approximately horizontal plane and through itself over this level roof-shaped or arched tubular elements are connected to each other.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that each tubular element consists of at least two spaced one behind the other in the longitudinal direction by overflow lines (4) interconnected cooler sections (1, la) consists.

5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that the cooler sections (1,1 α) by expansion compensation pieces (4) with each other are connected.

6. Apparatus according to claim 3 or one of the following, characterized in that the tubes of the cooler sections (1,1 a) are connected in parallel in a manner known per se with respect to the medium to be cooled.

7. Device according to claims 3 to 5, characterized in that with one behind the other

connecting a plurality of radiator sections (1, 1 a) are connected in series, the tubes within the condenser sections (1,1 a) with respect to the medium to be cooled.

8. Apparatus according to claim 3 or one of the following, characterized in that each Row of tubular elements a row of screw fans arranged below them (5) is assigned, which are arranged in a manner known per se at a small lateral distance from one another and are preferably designed to be adjustable.

9. Apparatus according to claim 3 or one of the following, characterized in that the roof-shaped mutually inclined cooler sections (1,1 α) of the pipe elements in cross section an approximately Form an equilateral triangle, at the base of which the screw fan (5) are arranged.

Considered publications:
German Patent No. 648,261;
British Patent No. 658 614.

1 sheet of drawings