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Wärmeaustauschelement für Verflüssiger und Verdampfer von Kältemaschinen.
Wärmeaustauschvorriehtungen für Kältemaschinen (in erster Linie Verflüssiger und Verdampfer) bestehen meistens aus Rohrschlangen von 20 bis 200 m Länge oder auch aus kurzen lotrechten oder waagrechten Rohrbündeln, die in die Böden eines Mantelrohres eingedichtet und vom verdampfenden
Kältemittel umgeben sind, das nach aussen durch das Mantelrohr abgeschlossen wird.
Es sind ferner Apparate bekannt, die aus lotreehten Rohrreihen gebildet waren, die oben und unten in Sammelrohre eingedichtet sind.
Die Erfindung bezweckt, die letztgenannten Wärmeaustauscher dadurch zu verbessern, dass bei dem Dampfeintritt (bei Verflüssigern) bzw. Dampfaustritt (bei Verdampfern) ein weites lotrechtes
Rohr und in Abständen hievon zwischen den lotrechten engen Rohren andere weite, lotrechte Rohre angeordnet sind, die dem Rücklauf der mitgerissenen Flüssigkeit dienen. In ein oder mehrere dieser weiten Rohre wird durch einmündende Zuleitungsrohre bei Verflüssigern der Dampf unmittelbar in die Flüssigkeit, bei Verdampfern die zu verdampfende Flüssigkeit eingeleitet.
In den Fig. 1-7 ist ein solches Element dargestellt. Kurze lotrechte Rohre a, b (z. B. von 0'5 bis 2 m Länge) sind in obere und untere Sammelrohre e, d eingesehweisst oder eingelötet. Die Rohre a, b sind an einem bzw. an beiden Enden derart abgebogen, dass sie sich frei ausdehnen können, so dass
Materialspannungen, die zu Beschädigungen der Schweiss- und Lötstellen führen können, vermieden werden. Die lotrechten Rohre können nach Fig. 1-3 in mehreren Reihen und so versetzt zueinander angeordnet werden, wie dies die Fig. 5 und 6 im Grundriss zu Fig. 1 bzw. 2 zeigen. Stets ist die Form der Rohre so gewählt, dass mit Rücksicht auf wirtschaftliche Fertigung nur wenige Rohrsorten erforderlich sind, z.
B. nur eine Sorte (a) bei zwei Rohrreihen (Fig. 1) bzw. zwei Rohrsorten a, b bei drei und vier
Rohrreihen (Fig. 2 und 3). Jedes einzelne Rohr und insbesondere auch die Schweiss-oder Lötstellen sind beim fertigen Element allseitig zugänglich ; das Element kann also jederzeit mit Farbanstrich oder anderem Schutzüberzug versehen, und schadhafte Stellen können leicht ausgebessert werden.
In der Regel werden die Elemente mit geraden oberen und unteren Sammelrohren c, d (Fig. 4) ausgeführt, doch können auch U-förmig gebogene (Fig. 7) oder ringförmige Sammelrohre (Fig. 8) oder zentrale Sammelbehälter c, d (Fig. 9) verwendet werden. Mehrere Elemente werden, wie Fig. 11 im Grund- riss darstellt, an obere und untere Verbindungsrohre angeschlossen, zu Apparaten grösserer Leistung vereinigt und dienen in gleicher oder annähernd gleicher Ausführung als Verflüssiger und Verdampfer.
Beim Wärmeaustauschelement gemäss der Erfindung sind am Ort des Dampfeintrittes bzw.
-austritte sowie in Abständen zwischen den lotrechten engen Rohren a, b weite lotrechte Rohre f (Fig. 4) angeordnet.
Soll das Element als Verdampfer verwendet werden, so wird das vom Regelventil kommende
Dampfflüssigkeitsgemisch durch eine in ein oder mehrere weite Rohre t einmündende Leitung g (Fig. 4) eingeleitet. Die aus der somit in d angesammelten Flüssigkeit entstehenden Dämpfe steigen in den Rohren a, b auf und reissen flüssiges Kältemittel mit nach oben. Diese Flüssigkeit sinkt in den weiten
Rohren/nach unten ; es werden also ausserhalb der Elemente liegende Umlaufstücke e (Fig. 10), die bei
Verdampfern als Flüssigkeitsabscheider dienen, entlastet, oder sie können sogar gänzlich fortfallen.
Hiedurch ist es auch möglich, mehrere Elemente zu grösseren Einheiten durch einfache Verbindungs- leitungen zwischen den oberen und unteren Rohren (Fig. 11) zusammenzufassen, ohne dass für das Arbeiten
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Die Dämpfe werden durch einen am Rohr c angebrachten Stutzen (Fig. 4) abgeleitet. Im Rohr h sammelt sich das Öl und kann abgelassen werden. Die zu kühlenden Gase oder Flüssigkeiten können sowohl parallel wie senkrecht zu den Rohren a, b geführt werden ; auch lassen sich die Elemente und die daraus gebildeten Apparate in geschlossene Behälter einbauen (Fig. 12), wenn es sich um Flüssigkeiten oder Gase unter Druck handelt.
Beim Verflüssiger wird der vom Verdichter kommende, meistens überhitzte Dampf durch die Leitung g (Fig. 4) in die im weiten Rohr f befindliche Flüssigkeit unmittelbar eingeführt ; auch hiebei sinkt die nach oben mitgerissene Flüssigkeit in den weiten Rohren f nach unten. Im Rohr A (Fig. 4) wird infolgedessen ein ruhiger Flüssigkeitsstand erzielt, u. zw. auch bei grösseren Einheiten, die durch einfache Verbindung zwischen den oberen und unteren Rohren hergestellt werden können. Das Kiihlwasser kann parallel und senkrecht zu den Rohren a, b geführt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Wärmeaustauschelement für Verflüssiger und Verdampfer von Kältemaschinen mit gleichartig abgebogenen, kurzen, lotrechten Rohren, die in ein oberes und ein unteres gerades oder gebogenes Sammelrohr eingeschweisst oder eingelötet sind, dadurch gekennzeichnet, dass am Ort des Dampfeilltrittes bzw.-austrittes ein weites, lotrechtes Rohr (1) sowie in Abständen hievon zwischen den engen Rohren andere weite lotrechte Rohre angeordnet sind, die dem Rücklauf der mitgerissenen Flüssigkeit dienen.