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Verdampfer für kontinuierliche, mit indifferentem Gas arbeitende Absorptionskälte- maschinen
Verdampfer für kontinuierliche, mit indifferentem Gas arbeitende Absorptionskältemaschinen sind im allgemeinen kastenförmig aufgebaut, bestehen also aus einer in mehreren Ebenen verlaufenden Rohrschlange. Bei diesen Verdampfern wird das Kältemittel im allgemeinen an dem oberen Ende der Rohrschlange dem Verdampfer zugeführt. Es gibt auch Ausführungen, bei denen der kastenförmige Verdampfer aus zwei parallel verlaufenden Rohrschlangen besteht. Auch hier wird das Kältemittel von einem zum andern Rohrende geführt. Solche Verdampfer weisen keine Zonen ausgeprägter Temperaturunterschiede auf.
Bei Kühlschränken, die mit einer kontinuierlichen, mit indifferentem Gas arbeitenden Absorptionskältemaschine betrieben werden und die ein oberes Kühlfach tieferer Temperatur und ein darunter befindliches Normalkühlfach besitzen, verwendet man daher Verdampfer, die im wesentlichen zwei in zwei Höhenbereichen verlaufende Rohrschlangen aufweisen, von denen jede einem Kühlraumfach zugeordnet ist. Das in der oberen Ebene gelegene Rohrsystem dient zur Kühlung des oberen Tiefkühlfaches, während die darunterliegende Rohrschlange das Normalkühlfach kühlen soll. Das Kältemittel wird dabei auf der einen Seite der oberen Kühlschlange eingeführt, durchläuft sie bis zur andern Seite und durchfliesst dann in entgegengesetzter Richtung die darunterliegende Kühlschlange. In beiden Rohrschlangen ergibt sich daher ein von der einen zur andern Seite verlaufendes Temperaturgefälle.
Die Verwendung von je einer Verdampferrohrschlange für jedes der beiden Kühlfächer erfordert einen erheblichen Aufwand, der bei einer andern bekannten Anordnung bereits vermieden wird. Hier ist der Kühlraum nur mit einem aus einer Rohrschlange bestehenden Verdampfer ausgerüstet, der sich im wesentlichen über die ganze Breite des Kühlraumes erstreckt und das obere Kühlfach tieferer Temperatur von dem darunter befindlichen Normalkühlfach abtrennt. Bei dieser Konstruktion werden die Betriebsmittel, nämlich das Kältemittel und das neutrale Gas, im Verdampfer so geführt, dass in diesem, von der Kühlschrankseite her gesehen, auf der einen inneren Schrankseite eine tiefere Temperatur herrscht als auf der andern Seite des Kühlraumes.
Die Verdampferrohrschlange besitzt zu diesem Zweck eine Anzahl von im wesentlichen in einer Ebene liegenden schlangenförmigen Windungen, die von der einen Kühlschrankseite zur gegenüberliegenden Seite verlaufen. In einem solchen Verdampfer ist also ein entsprechend der Verdampferrohrschlange sich ergebender kontinuierlicher Temperaturabfall von der einen Kühlschrankseite zur gegenüberliegenden Seite festzustellen, und dementsprechend ergibt sich eine Luftbewegung im Kühlraum in der Weise, dass die Luft an der einen Kühlschrankseite infolge der stärkeren Abkühlung abwärts sinkt, während sie auf der gegenüberliegenden Seite aufsteigt.
Diese Luftführung wird bei der bekannten Anordnung noch dadurch unterstützt, dass unterhalb des Verdampfers eine nicht durchbrochene Tropfwasserschale liegt, die als Führungsmittel für das Abfliessen der kalten Kühlraumluft auf der einen Schrankseite und für das Aufsteigen der wärmeren Kühlraumluft auf der andern Schrankseite dient. Bei der bekannten Anordnung ist ein Gastemperaturwechsler angewendet, dessen konzentrisch ineinanderliegende Rohrleitungen senkrecht stehend auf der Schrankrückseite angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft einen Verdampfer für kontinuierliche, mit indifferentem Gas arbeitende Absorptionskältemaschinen, der sich im wesentlichen über die ganze Kühlraumbreite erstreckt und ein oberes Kühlfach tieferer Temperatur von dem darunter befindlichen Normalkühlfach abtrennt, wobei die als Flachverdampfer ausgeführte Rohrschlange so geführt ist, dass sie auf dem wesentlichen Teil ihrer Gesamtlänge Kälte sowohl in das obere als auch in das untere Kühlfach abgibt. Die Erfindung hat zum Ziel, bei einer solchen Anordnung den Luftumlauf im Kühlraum günstiger zu gestalten.
Zu diesem Zweck wird gemäss der Erfindung das Kältemittel des vorzugsweise aus einem Rohrstück bestehenden Verdampfers in seinem mittleren Bereich so zugeführt, dass sich der Rohrbereich tiefster Temperatur im mittleren Teil der Verdampferunterseite ergibt und die abgekühlte Luft im Normalkühlfach von diesem mittleren Verdampferbereich aus abwärts sinkt, während sie an den Kühlraumseitenwänden zu den Rohrschlangen des Verdampfers aufsteigt.
Eine solche Zirkulationsbewegung der Kühlraumluft innerhalb des Normalkühlfaches ist günstiger als die bei der oben beschriebenen bekannten Anordnung, weil nunmehr das im wesentlichen auch im
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Mittelbereich des Kühlraumes befindliche Kühlgut von der kalten abwärts sinkenden Kühlraumluft unmittelbar umspült und damit intensiv gekühlt wird, während die verhältnismässig warmen Kühlraumteile, nämlich die Kühlraumseitenwände, beiderseits ihre Wärme durch die hochströmende Luft unmittelbar zu den Verdampferflächen abgeben und somit auch hier für eine gleichmässige Abkühlung beider Seitenwandteile gesorgt ist.
Die neue Anordnung bringt also besser als die bekannte durch die neuartige Verdampferform eine solche Zirkulationsbewegung im Normalkühlfach zustande, wie sie für eine rasche gleichmässige Temperaturverteilung besonders günstig ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass man im Gegensatz zur bekannten Anordnung mit dem Verdampfer einen Gastemperaturwechsler kombinieren kann, dessen ineinandergesteckte Einzelrohre horizontal mit ihrer Achse so liegen, dass sie von der Rückwandseite her auf die Schranktür zuweisen. Mit einem Gastemperaturwechsler dieser Art lässt sich nunmehr leicht durch entsprechende Führung der Verdampferrohrschlange die oben geschilderte gewünschte Temperaturverteilung über den ganzen Flachverdampfer hin erzielen.
Zu diesem Zweck ist also das Rohrsystem des Gastemperaturwechslers senkrecht zur Kühlraumtür im Verdampfer eingebaut, und das kalte Gas wird im Verdampferrohr von dem Mittelbereich des Verdampfers zunächst in einer oder mehreren Windungen zu der einen Seitenwand geführt, von wo das Gas in einem kurzen Verbindungsrohrstück zur gegenüberliegenden Seitenwand verläuft, um schliesslich in einer oder mehreren Rohrwindungen zum Verdampferbereich in den Gastemperaturwechsler zurückzugelangen.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn das Verdampferrohr, das in der eben geschilderten Weise vom Gastemperaturwechsler über die beiden Seitenwände zum Gastemperaturwechsler zurückgeführt ist, zwei waagrechte Rohrabschnitte besitzt, die in verschiedener Höhenlage im Kühlraum nebeneinanderliegen und von einem einmal abgestuften, Auflageflächen bildenden Blech, das die untere Begrenzung des kälteren Faches bildet, bedeckt sind. Dieses beispielsweise durch Punktschweissung unmittelbar mit der Verdampferrohrschlange im Wärmeaustausch stehende Blech bildet somit zugleich die Auflagefläche für Eisschubladen und anderes tiefzukühlendes Gut, das in das Fach oberhalb des Verdampfers einzusetzen ist.
Um eine gute Wärmeübertragung auch auf das Normalkühlfach sicherzustellen, kann man in diesem Blech, u. zw. vorzugsweise in beiden Höhenlagen, Luftdurchtrittsöffnungen vorsehen, die solchen Bereichen zugeordnet sind, in denen die Verdampferrohrschlange selbst nicht am Blech anliegt. Die Luft kann durch diese Öffnungen lebhaft zwischen dem unteren und oberen Kühlraumfach zirkulieren, so dass sich ohne weiteres die gewünschten Temperaturbedingungen in beiden Fächern einstellen lassen. Je nach der Zweckbestimmung der beiden Verdampferteile kann man das Blech in dem einen, beispielsweise in dem tieferliegenden Bereich auch mit einer grösseren Zahl von Luftdurchtrittsöffnungen versehen als in dem andern, beispielsweise höherliegenden Bereich.
Man kann, um die Wärmeübertragung insbesondere zum unteren Normalkühlfach zu verbessern, auch dem Verdampferrohr auf der Unterseite vorzugsweise U-förmige Wärmeübertragungsrippen zuordnen. Solche Rippen können durch Punktschweissung am Verdampferrohr befestigt sein. Eine weitere Möglichkeit, die Wärmeübertragung zu verbessern, ergibt sich, wenn man die Luftdurchtrittsöffnungen im Verdampferblech durch Schlitzen oder Herausbiegen des Blechmaterials aus der Blechebene herstellt in der Weise, dass das nach unten umgebogene Blech zusätzliche Rippen zur Wärmeübertragung bildet.
Die Zirkulationsbewegung der Kühlraumluft kann dadurch wesentlich unterstützt werden, dass unterhalb des Verdampfers eine in der Grösse diesem entsprechende Tropfwasserschale verwendet wird, die zumindest im mittleren Bereich Luftdurchtrittsöffnungen besitzt und das unmittelbare Herabfallen der kalten Luft aus dem mittleren Verdampferbereich nach unten hin ermöglicht.
In den Figuren ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Verdampferbereich eines Kühlschranks, Fig. 2 die Ansicht des Verdampfers von der Unterseite her gesehen. In Fig. 3 ist ein Abschnitt des Verdampferblechs mit einer Luftdurchtritts- öffnung gezeigt. In Fig. 4 ist schliesslich ein Schnitt durch die Tropfwasserschale nach der Linie A-B in Fig. 1 veranschaulicht.
Die Kühlrauminnenwandung ist mit 1 bezeichnet. Durch den darin eingebauten Verdampfer 7, der sich im wesentlichen über die ganze Breite des Kühlraumes erstreckt, wird ein unteres Normalkühlfach 2 von einem darüber befindlichen Tiefkühlfach 3 abgetrennt. Oberhalb dieses Tiefkühlfaches ist mit Hilfe einer Glasplatte 4 ein Gemüsefach 5 als oberstes Kühlraumfach gebildet. Auf einem Rost 6 ist unterhalb des Verdampfers 7 eine durchbrochene Tropfwasserschale 8 aufgestellt, die sich ebenfalls praktisch über die ganze Breite des Kühlraumes erstreckt und auch in der Tiefenabmessung so gross ist, dass das Tropfwasser von allen Teilen des Verdampfers her von ihr aufgefangen wird. In Fig. 4 ist der Schnitt A-B von Fig. 1 durch diese Tropfwasserschale 8 dargestellt.
Durch die Schlitze 33 kann hier die abgekühlte Luft in Richtung der Pfeile 23 nach unten fallen. Dem Verdampfer 7 ist ein Blech 9 zugeordnet, das in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise so gebogen ist, dass sich zwei Auflageflächen 10 und 11 in verschiedener Höhenlage ergeben. Im Bereich der Seitenwandung des Kühlraumes ist das Blech bei 12 und 13 nach unten abgebogen. Durch eine in der Figur nicht dargestellte Vorderverkleidungkann der Kühlraumbereich. M zwischen der Tropfwasserschale und dem Verdampferblech nach vorn hin abgedeckt sein. Das Rohrsystem 15, 16, 17 des Gastemperaturwechslers ist senkrecht zur Kühlraumtür in den Verdampfer eingeführt, so dass es einen Teil des Verdampfersystems bildet. Durch das Innenrohr 17 wird das flüssige Kältemittel vom nicht dargestellten Kondensator her zugeführt.
Das Gasgemisch gelangt vom Aussenrohrteil 15 des Gastemperaturwechslers durch die Umlaufleitung 18 zu einer Rohrschlange 19, die sich bis zum Seiten-
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teil 12 auf der linken Kühlraumseite hin erstreckt. Durch ein kurzes Verbindungsrohr 20 wird das Gas dann zur gegenüberliegenden Seitenwand in die Rohrschlange 21 geführt und kommt hier schliesslich durch die Rohrwindung 22 zum inneren Rohr 16 des Gastemperaturwechslers. Durch diese Rohrleitungsund Arbeitsmittelführung im Verdampfer befindet sich der kälteste Verdampferbereich in der Mittelzone des Verdampfers, so dass von hier aus ein starker Antrieb zur Zirkulation der Kühlraumluft in Richtung der Pfeile 23 gegeben ist.
Die Zonen des Verdampferrohres, welche den beiden Seitenwänden des Kühlraumes zugeordnet sind, haben keine wesentliche Temperaturdifferenz gegeneinander, da sie nur durch das kurze Verbindungsrohr 20 verbunden sind. Die Zirkulation verläuft daher im Kühlraum in der Weise, dass die im Mittelbereich in der Pfeilrichtung abwärtsströmende kalte Luft dann entsprechend der Richtung der Pfeile 24 und 25 an den Seitenwänden des Kühlraumes hochsteigt und bei 26, 27 zu den Wärmeaustauschflächen des Verdampfers zurückkehrt. Die Rohrschlange 19 ist dem höheren Teil des Verdampferblechs (Auflagefläche 10), die Rohrschlange 22 dem tieferen Teil des Verdampferblechs (Auflagefläche 11) zugeordnet.
In den beiden waagrechtliegenden, die Auflageflächen 10, 11 bildenden Blechteilen sind Luftdurchtrittsöffnungen 28 bzw. 29 vorgesehen. Je nach der gewünschten Wirkung der Luftzirkulation können in dem einen dieser Bereiche mehr Zirkulationsöffnungen ausgespart sein als in dem andern.
Zur Verbesserung der Wärmeübertragung sind beim Ausführungsbeispiel auf der Unterseite der Rohrschlange 22 besondere U-förmige Wärmeübertragungsrippen 30 durch Punktschweissen befestigt. Wie Fig. 3 erkennen lässt, sind die Luftdurchtrittsöffnungen in dem die Auflageflächen 10, 11 bildenden Verdampferblech durch Schlitzen oder Herausbiegen des Blechmaterials aus der Blechebene so gebildet, dass das nach unten umgebogene Blech zusätzliche Rippen 31 im Bereich der Öffnungen 32 bildet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verdampfer für kontinuierlich, mit indifferentem Gas arbeitende Absorptionskältemaschinen, der sich im wesentlichen über die ganze Kühlraumbreite erstreckt und ein oberes Kühlfach tieferer Temperatur von dem darunterbefindlichen Normalkühlfach abtrennt, wobei die als Flachverdampfer ausgeführte Rohrschlange so geführt ist, dass sie auf dem wesentlichen Teil ihrer Gesamtlänge Kälte sowohl in das obere als auch in das untere Kühlfach abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel des vorzugsweise aus einem Rohrstück bestehenden Verdampfers (7) in seinem mittleren Bereich so zugeführt wird, dass sich der Rohrbereich tiefster Temperatur im mittleren Teil der Verdampferunterseite ergibt und die abgekühlte Luft im Normalkühlfach (2)
von diesem mittleren Verdampferbereich aus abwärtssinkt, während sie an den Kühlraumseitenwänden (1) zu den Rohrschlangen des Verdampfers (7) aufsteigt.
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