<Desc/Clms Page number 1>
Gekapselte Zirkulationskühlmaschine
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
und gelangt in die Berieselungs- oder Sprüheinrichtung 30, von der es auf das Rohrbündel im Verdampfer- abschnitt 14 herabrieselt. Das verdampfte Kühlmittel wird dann von dem Kompressor nach oben gesaugt, worauf sich der oben geschilderte Kreislauf wiederholt. Die Zeichnungen zeigen die Verteilungsorgane für das Kühlmittel, die aus Sprührohren 102, 104 bestehen, welche, wie bereits erwähnt, das Kühlmittel nach unten auf die Verdampferrohre versprühen. Eine solche nach unten gerichtete Berieselung ist vorteilhaft, da sie eine Verteilung des Kühlmittels in feine Tröpfchen und einen sehr guten Wirkungsgrad ergibt.
Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung auch möglich, eine Zerstäubereinrichtung vorzusehen, welche das Kühl- mittel als nach oben gerichteten Nebel vorn unteren Abschnitt des Verdampfers aus versprüht. So ka1ill das
Zerstäubungssystem z. B. die Form einer in der Längsrichtung verlaufenden Platte oder einer perforierten
Ablenkwand besitzen, welcher das Kühlmedium aus der- Sammelkammer zugeleitet wird und die es als feinen nach oben gerichteten Nebel verteilt.
Die oben in groben Umrissen geschilderte Einrichtung umfasst im allgemeinen ein waagrechtes läng- liches Gehäuse oder ein Rohr 32 mit im wesentlichen zylindrischem Querschnitt. An den beiden Enden ist dieses mit lotrechten Trennwänden 34,36 versehen, die zur Befestigung der Enden der verschiedenen W är- meaustauscherrohre dienen, die sich im Verdampfer abschnitt 14 und im Kondensatorabschnitt 12 befinden.
Der Raum zwischen dem (in der Zeichnung) rechten Ende des Gehäuses 32 und der benachbarten lotrechten Trennwand 34 ist durch eine horizontale Trennwand 42 und eine vertikale Trennwand 44 unterteilt, so dass Einlass-undAuslasskammern für das zirkulierende Wärmeaustauschmedium, wie z. B. das Wasser, in den Wärmeaustauscherrohren 45 im Verdampferabschnitt 14 entstehen. Die Zirkulation durch die Rohre 45 wird weiter erleichtert durch eine waagrechte Trennwand 47, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass das Wasser durch einzelne der Rohre 45 in Richtung des Pfeiles 49 so gepumpt wird, dass es einen Teil seinerWärme an das in dem Verdampferabschnitt 14 befindliche Kühlmittel abgibt.
Das Wasser wird dann in eine Kammer 52 beim linken Ende des Gehäuses 32 geleitet und durch die restlichen Rohre 45 zum rechten Ende so zurückgeführt, dass dem die Rohre umgebenden Kühlmittel zusätzliche Wärme entzogen wird.
Der Kondensatorabschnitt 12 ist mit Ohren 51 und 53 ausgestattet, die mit den Räumen zu beiden Seiten der vertikalen-Trennwand 55 kommunizieren, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass die Flüssigkeit in den Rohren 51 in Richtung des Pfeiles 57 zu einer Kammer 60 wandert und sodann in umgekehrter Richtung durch die Rohre 53. Während seines Durchganges durch die Rohre 51 und 53 entzieht das Wärmeaustauschmedium Wärme aus dem im Kondensatorabschnitt 12 befindlichen Kühlmittel und löst so die Kondensationsvorgänge aus.
Aus der obigen Schilderung ist zu ersehen, dass der Verdampferabschnitt und der Kondensatorabschnitt je mit getrennten, in der Längsrichtung liegenden Rohrbündeln zur Zirkulation des Wärmeaustauschmediums durch das System ausgestattet sind, um die erforderlichen Kühl-und Heizvorgänge in diesen beiden Abschnitten durchzuführen.
Aus den Fig. 2 und 4 ist zu ersehen, dass das Gehäuse 32 mit einer in der Längsrichtung verlaufenden Trennwand 64 versehen ist, die sich über die ganze Länge zwischen den lotrechten Trennwänden 34,36 erstreckt und den Qben erwähnten Kondensatorabschnitt 12 und Verdampferabschnitt 14 bildet. Die Längstrennwand ist mit zwei in entgegengesetzter Richtung geneigten oder abfallenden Abschnitten versehen, wie dies in den Fig. 2 und 4 dargestellt ist, welche die vorher erwähnten schrägen Flächen bei 18 und 20 zur Ableitung des Kondensats aus dem Kondensatorabschnitt 12 darstellen.
Zweckmässig, jedoch nicht notwendigerweise, ist die Trennwand 64 als Doppelwand mit einer Wärmeisolation 66 in den Zwischenräumen zwischen den Wänden ausgebildet, wobei der Zweck dieser Ausbildung darin gelegen ist, den Kondensatorabschnitt 12 vom Verdampferabschnitt 14 zu isolieren, um dadurch die Wärmeaustauschereigenschaften dieser zwei Abschnitte zu verbessern.
Die Trennwand 64 ist mit einer nach oben gerichteten Leitung oder einem Durchlass 68 verbunden, welcher in der Mitte durch den Kondensatorabschnitt 12 hindurchgeht und mit dem Einlass 70 des Kompressors 10 in Verbindung steht. Es sei erwähnt, dass der Kompressor eine Zentrifugalpumpe ist und mit einer Kraftquelle, z. B. einem Elektromotor 72, ausgestattet ist, deren Welle das Schaufelrad 74 antreibt.
Die Schaufeln des Kompressors fördern das Kühlmittel in spiralförmige Verteilerleitungen 78, 79.
Aus den Fig. 1 und 3 ist zu erkennen, dass die Verteilerleitungen flüssiges Medium von den Schaufeln 76 an zwei gegenüberliegenden, im Abstand gelegenen Punkten erhalten und dieses in zwei getrennten Strömen in axialer Richtung längs der oberen Begrenzung des Gehäuses 32 weiterleiten und sodann durch eine der Einlassöffnungen 86 dem Kondensatorabschnitt 12 zuführen. Die zwei Einlassöffnungen 86 sind bei zwei weit voneinander entfernten Punkten des Kondensatorabschnittes angeordnet, wodurch das aus dem Kompressor 10 kommende komprimierte Kühlmittel veranlasst wird, eine weite Kreislaufbahn im Kon-
<Desc/Clms Page number 3>
densator zurückzulegen.
Dies steht im Gegensatz zu bekannten Anordnungen, bei welchen das kompri- mierte Kühlmittel in den Kondensator nur an einer einzigen Stelle eintritt, in welchem Fall gewisse Tei- le des Kondensators für die Wärmeaustauschvorgänge ziemlich unwirksam werden. Mit der dargestellten
Anordnung werden dagegen im wesentlichen alle Abschnitte des Kondensators als Wärmeaustauschgebiete wirksam und die Vorrichtung kann daher bei einer vorgeschriebenen Kühlkapazität als eine relativ kleine
Einheit ausgebildet werden.
Wie früher erwähnt, fliesst das kondensierte Kühlmittel längs der schrägen Flächen 18,20 in die Ka- näle 24, die an der Aussenseite des Gehäuses 32 gelegen sind. Die Zeichnungen zeigen vier Kanäle 24, die vom Kondensatorabschnitt an in der Längsrichtung im Abstand gelegenen Stellen abzweigen. Es sei erwähnt, dass erforderlichenfalls auch zusätzliche Kanäle vorgesehen werden können, deren Zahl und Ab- messungen von der Kapazität des gesamten Systems abhängen.
Die Zeichnungen zeigen eine Aufnahme- oder Sammelkammer 26, die in der Mitte unterhalb des
Verdampferabschnittes 14 angeordnet ist und mit den Kanälen 24 in Verbindung steht, aus welchen sie das kondensierte Kühlmittel aufnimmt und an das Rohr 28 abgibt.
Aus Fig. 2 kann man sehen, dass der Kühlmittelstrom im Rohr 28 durch ein Ventil 90 geregelt wird, das von dem Arm 92 getragen wird, der um den ortsfesten Schwenkpunkt 94 drehbar ist, wobei die An- ordnung so getroffen ist, dass das Ventil 90 durch vertikale Bewegungen des am Arm 92 befestigten
Schwimmers 96 geöffnetbzw. geschlossen wird. Der Schwimmer wird durch Schwankungen des Flüssigkeits- spiegels 98 auf-und niederbewegt, wobei das Venulorgall n0 geschlossen wird, wenn der Flüssigkeitsspie- gel unter einen vorbestimmten Wert zu fallen beginnt, wogegen das Ventilorgan geöffnet wird, wenn das
Flüssigkeitsniveau wieder erreicht wird, so dass Flüssigkeit durch das Rohr 28 nach oben gesaugt werden kann.
Das Rohr 28 ist, wie oben auseinandergesetzt, mit Sprühorganen 30 verbunden, die je nach der Art des für den Hersteller greifbaren Sprühsystems und je nach den verschiedenen Erzeugungseinrichtungen bei der Fabrikation verschieden ausgebildet sein können. In einfacher Weise können die Sprühorgane jedoch aus einem Querrohr 100 bestehen, welches mit dem Rohr 28 verbunden ist und bei seinen Enden in die in der Längsrichtung verlaufenden Rohre 102 und 104 mündet. Die Rohre 102 und 104 können in Abständen der Länge nach mit Düsen versehen sein, durch welche das flüssige Kühlmedium in Form eines Sprühnebels auf die Wärmeaustauschrohre 45 im Verdampferabschnitt 14 geblasen wird.
Das verdampfte Kühlmittel entweicht aus dem Verdampfer durch einen Reiniger oder Kondensatfänger 108, der aus einem Rahmen mit einer Reihe von gewellten Metallplatten, die an diesem befestigt sind, besteht. Die Wellen ergeben eine grosse Berührungsfläche, die das kondensierte Kühlmittel zwingt, haften zu bleiben, wodurch es an dem Durchtritt in die Leitung 68 gehindert wird. Die kondensierte Flüssigkeit tropft einfach in den Verdampferabschnitt zurück, wo sie zusammen mit dem aus dem Zerstäuber 30 stammenden Kühlmittel verdampft wird. Der Reiniger 108 erstreckt sich über die gesamte Länge des Verdampferabschnittes, um dem Kühlmittelstrom eine möglichst grosse Oberfläche darzubieten.
Auch die Trennwand 64 ist in bezug auf den Reiniger 108 so angeordnet, dass, obwohl der Zwischenraum auf ein Mindestmass reduziert ist, doch oberhalb des Reinigers genügend Platz vorhanden ist, so dass das Kühlmittel ungehindert durchfliessen kann, ohne dass das System nach längerem Betrieb verstopft wird.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass das beschriebene System eine kompakte Bauweise ermöglicht, wodurch es möglich ist, den Verdampfer und Kondensator in einem einzigen Gehäuse unterzubringen bei grosser Wärmeaustauschwirksamkeit und -vollkommenheit. Die Verbindungen zwischen dem Verdampfer, dem Kompressor und dem Kondensator besitzen eine relativ geringe Länge, so dass das Kühlmittel auf einem wesentlichen Teil seines Weges durch das System wirksam behandelt wird. Es ist auch zu beachten, dass die Bestandteile des Systems so angeordnet sind, dass die natürlichen Kräfte in Kombination mit der Wirkung des Kompressors wirksam ausgenützt sind, um eine gute Zirkulation des Kühlmittels durch das System herbeizuführen.
Demgemäss ist der Verdampferabschnitt 14 direkt unter dem Kondensatorabschnitt angeordnet, so dass das verdampfte Kühlmittel bei seinem Weg zum Kompressor durch den Kondensatorabschnitt hindurchgeht.
Durch diese Anordnung wird erreicht, dass die relativ hohe Temperatur des Kondensators eine Kondensation des Kühlmittels in der Leitung 68 oder im Kompressor verhindert, wodurch der Kompressor wesentlich wirksamer arbeiten kann, als dies sonst möglich wäre. Die Anordnung des Verdampfers und Kondensators in einem einzigen Gehäuse hat den weiteren Vorteil, dass ein grösserer Raum für die Rohre geschaffen wird. Die Rohre können so angeordnet werden, dass in jeder vertikalen Reihe eine geringere Zahl von Rohren untergebracht wird. Als Ergebnis dieser Anordnung durchquert jedes Külùmittelpartikelchen eine kleinere Anzahl von Rohren, und es ist daher eine geringere Neigung vorhanden, dass der Wärme-
<Desc/Clms Page number 4>
austausch in den oberen Rohren vor sich geht (d. h. vor Erreichung der unteren Rohre).
Bei der üblichen
Anordnung kondensiert das Kühlmittel, bevor es die unteren Rohre erreicht, weshalb letztere dazu neigen, sich mit einem Film aus kondensiertem Kühlmittel zu überziehen, welcher als Isolation wirkt und den
Wärmeaustausch beeinträchtigt. Bei der Anordnung gemäss der Erfindung ist die Wärmeaustauschwirkung besser verteilt oder ausgebreitet, so dass ein besserer Gesamtwirkungsgrad oder eine grössere Kapazität er- reichbar ist.
Die zylindrische Form des Gehäuses bietet den Vorteil, dass dieses als richtiges Druckgefäss wirken kann, wodurch Konstruktionen ermöglicht sind, bei welchen das Gehäuse aus dünnerem und weniger kost- spieligen Material hergestellt werden kann, als dies sonst erforderlich wäre.
Die Zeichnungen zeigen natürlich nur eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstan- des, doch ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, Abänderungen und andere Ausbildungen vorzu- nehmen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gekapselte Zirkulationskühlmaschine mit einem den Kompressor, Kondensator und Verdampfer aufnehmenden, sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Gehäuse, in welchem eine den Kondensator vom Verdampfer trennende Längswand vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Gehäuse (32) durch Längswände (64) in einen oberen Kondensatorabschnitt (12) und einen unteren Verdampferabschnitt (14) mit im wesentlichen im oberen Abschnitt vorgesehenem Verdampfungsraum unterteilt ist, in dem ein langgestreckter Kondensatfänger (108) und darunter eine Sprüheinrichtung (30) für das vom Kondensator zugeführte Kühlmittel angeordnet sind, wobei der Kompressor (10) in der Längsmitte des Gehäuses (32) auf dieses aufgesetzt ist und mit dem Verdampfungsraum über einen die Längswände vertikal durchsetzenden Durchlass (68)
in Verbindung steht.