CH374376A - Rohrbündelverdampfer für Kälteanlagen - Google Patents

Description

      Rohrbündelverdanypfer        für    Kälteanlagen    Die Erfindung betrifft einen     Rohrbündelverdamp-          fer    für Kälteanlagen, bei dem ein zu kühlendes Me  dium innerhalb eines Mantelrohres um Kältemittel  führende, Rohrreihen bildende     Innenrohre    strömt  und das Kältemittel durch zwei     Umlenkkammern    auf  weisende     Umlenkdeckel    den Innenrohren zugeführt  und mehrfach umgelenkt wird.

   Bei einer     bekannten          Ausführungsform    eines solchen     Rohrbündelverdamp-          fers    sind die Innenrohre an- den beiden Stirnseiten des  Mantelrohres in Rohrböden befestigt. Dabei ist das  Mantelrohr an den beiden Enden mit     Umlenkdeckeln     versehen, die so ausgebildet     sind,    dass das Kältemittel  nach dem Herausströmen aus der einen Rohrgruppe       zui    nächsten hingelenkt und dort zum Hineinströmen  veranlasst wird.

   Durch die richtungsmässige Umkehr  des     Kältemittelstromes    in den     Umlenkkammern    der       Umlenkdeckel        wird    ermöglicht, dass das Kältemittel  mehrmals hin und her durch das Rohrbündel geführt  werden kann. Im     allgemeinen    sind die     Umlenkkam-          mern    in den     Umlenkdeckeln    dadurch gebildet, dass  die Böden der Deckel mit eingegossenen oder ein  geschweissten Stegen versehen sind, die jeweils einen  kammerartigen Bereich ergeben und eine     Anzahl     von     Rohrmündungen        zusammenfassen.     



  Da das Volumen des     Kältemittels    durch die       Dampfbildung    im Verdampfer ständig     zunimmt    und  eine zu grosse Geschwindigkeit des strömenden Kälte  mittels vermieden werden soll, ist es üblich, die Zahl  der in eine     Umlenkkammer    mündenden Rohre vom  Eintritt des Kältemittels in den Verdampfer bis zum  Austritt hin     zu    vergrössern.  



  Zur Erreichung dieses Ziels sind     Umlenkdeckel     bekannt, bei denen die Anordnung der     Umlenkkam-          mern    so vorgenommen ist, dass das zunächst noch  flüssige Kältemittel     zuerst        in    eine untere Kammer  hineingeleitet wird, von der aus es sich auf eine  erste Gruppe von Rohren verteilt, nach deren Ver-    lassen .es umgelenkt und einer erst einmal nur wenige  Rohre mehr zählenden Rohrgruppe zugeführt wird;

    nach dem Verlassen dieser Rohre wird das     nun    bereits  aus einem Gemisch von     Kältemittelflüssigkeit    und  -dampf bestehende Kältemittel einer wiederum grö  sseren Rohrgruppe zugeleitet,. und dieser Vorgang wie  derholt sich anschliessend noch mehrmals, bis das  weitestgehend - dampfförmige -     Kältemittel    schliesslich  aus der letzten, ganz oben angeordneten, .grössten       Umlenkkammer    in die Saugleitung geführt wird; von  wo aus es den Verdampfer verlässt, um zum Verdich  ter zu strömen. Bei -den beschriebenen     bekannten          Umlenkdeckeln    fassen nun die     Umlenkkammern    je  weils Gruppen von auch mehr als in zwei Reihen.

         übereinanderliegenden    Rohren zusammen. Damit ist  jedoch der Nachteil verbunden, dass das Gemisch aus       Kältemitteldampf    und     -flüssigkeit    in seine Phasen zer  legt wird, indem das noch uriverdampfte Kältemittel  auf Grund     seines    höheren spezifischen Gewichtes nur  in die unteren in die Kammer einmündenden Rohre  eintritt, während der     Kältemitteldampf    in die oberen  Rohre der betreffenden in der Kammer zusammen  gefassten Rohrgruppe hineinzuströmen sucht.

   Die  Folge davon ist, dass ein Teil der Innenrohre des  Verdampfers     -nur    von     Kältemitteldampf    und     ein     anderer Teil vorwiegend nur von flüssigem Kälte  mittel durchströmt wird, so dass also eine ganze An  zahl von Rohren,     nämlich    die nur dampfführenden,  an dem erforderlichen Wärmeaustausch nur in sehr  begrenztem     Umfang        teilnimmt.    Ein.

   Absinken des  Wirkungsgrades ist somit unvermeidbar:  Der     Erfindung    liegt die Aufgabe zugrunde, die       nachteiligen    Wirkungen der     bekannten        Umlenkdeckel     auszuräumen und einen verbesserten     Rohrbündelver-          dampfer    zu schaffen.

   Die Lösung geschieht nach der  Erfindung dadurch, dass die     Umlenkdeckel    auf der  Innenseite     mit    Trennstegen und Anschlüssen derart      versehen sind, dass die Zufuhr des Kältemittels sowohl  in die oberste     als    auch in die unterste waagrechte  Rohrreihe und die     Umlenkung    des Kältemittels jeweils  nur von einer waagrechten     Rohrreihe    zur nächsten  darüber- oder     darunterliegenden    Rohrreihe erfolgt  und dass ferner der Austritt des Kältemittels aus dem  einen     Umlenkdeckel        in    Höhe seiner waagrechten       Symmetrieebene        erfolgt.    Durch 

  diese Ausbildungs  weise wird erreicht, dass das Gemisch, welches durch  die Rohre geführt wird, jedesmal nach dem Durch  strömen einer Rohrgruppe unter solchen Bedingungen  in die nächste     Umlenkkammer        hineingeführt    wird, dass  alle     Gemischanteile    den gleichen     Einflüssen    der       Schwerkraftwirkung    ausgesetzt und auch zu einem  gleichen     Umlenkweg    gezwungen sind.

   Beim Hinein  strömen in die nächste     Rohrgruppe    im     Anschluss    an  den     Umlenkvorgang    sind die Bedingungen wiederum  praktisch     für        alle        Gemischanteile    gleich, so dass  also eine     Zerlegung    des Gemisches in seine Phasen  ausgeschlossen ist.     In    jedem Rohr     strömen    gleich  mässige Anteile von Flüssigkeit und Dampf, so dass  auch jedes Rohr einer Rohrgruppe in ebendemselben  Masse am     Wärmeaustausch        teilnimmt    wie die anderen  Rohre.  



  Auf der Zeichnung     sind    Ausführungsbeispiele der  Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigen:       Abb.    1 den     einen        Umlenkdeckel    im     Grundriss,    in       Richtung    des Pfeils A gesehen,       Abb.    2 den     Umlenkdeckel    gemäss     Abb.    1 in einem  diametralen Querschnitt,       Abb.    3 in einer Ansicht entsprechend     Abb.    2 den  anderen auf der anderen Seite des     Mantelrohres,    ge  genüber dem Deckel nach     Abb.    2,

   angeordneten     Um-          Ienkdeckel,          Abb.    4 einen     Umlenkdeckel    in anderer Ausbil  dungsweise als     Abb.    1, im Grundriss, und       Abb.    5 den     Umlenkdeckel    gemäss     Abb.    4 in einem  diametralen Querschnitt.  



  In den     Abb.    2, 3 und 5 sind die waagrechten       Innenrohre    1 des     Rohrbündelverdampfers        in    ab  gebrochener Darstellungsweise zu     erkennen,    wie sie in  dem     betreffenden    Rohrboden 2 befestigt sind. Aussen  auf den beiden     einzelnen    dargestellten Rohrböden 2  sind die     Umlenkdeckel    3, 3' mittels nicht dargestell  ter Schrauben befestigt. Zwischen dem     Umlenkdeckel     3 bzw. 3' und dem betreffenden Rohrboden 2 be  findet sich jeweils     eine    Dichtung 4.

   Die beiden Rohr  Böden 2 sind auf bekannte Weise durch ein nicht  dargestelltes     Mantelrohr    verbunden, das alle Innen  rohre 1 enthält.  



  Bei dem in den     Abb.    1 und 2 dargestellten Deckel  3 strömt das flüssige Kältemittel     in    Richtung der  Pfeile 5 und 6     in,    die oberste und die unterste     Ein-          -laufkammer   <B>11</B> bzw. 12 durch die Öffnungen 7 und 8  hinein. Die beiden     Einlaufkammern    11, 12 werden  je gebildet durch den     Rand    9 des Deckels und durch  einen eingegossenen, ein strömungsgünstiges Profil       aufweisenden    Steg 10.

   Die Kammern 11 und 12       umfassen    je eine waagrechte Reihe von vier Rohren    1, die in     Abb.    1 aus     Gründen    der     Deutlichkeit    in  Form von ausgezogenen Kreisen dargestellt sind. An  sich befinden sich natürlich die Rohre 1     oberhalb     der Ebene der     Abb.    1.

   Das flüssige Kältemittel strömt  aus den     Einlaufkammem    11 und 12 durch die zu  gehörigen Rohre 1 der von diesen beiden Kammern  erfassten Rohrreihen zu dem in     Abb.    3 dargestellten,  dem     in        Abb.2    gezeigten     Umlenkdeckel    gegenüber  liegenden Deckel 3', wo das Kältemittel in den  Kammern 13 und 14, aus der jeweils äussersten Rohr  reihe kommend, zu der jeweils folgenden, weiter nach  innen zu liegenden waagrechten Rohrreihe umgelenkt  wird.

   Diese neue Rohrreihe     umfasst,    wie aus     Abb.    1       ersichtlich    ist, bereits wesentlich mehr Rohre als die  erste Rohrreihe und mündet     in    die     Umlenkkammer     15 bzw. 16 des in den     Abb.    1 und 2 dargestellten  Deckels 3. Dort erfolgt wiederum eine Umlenkung  um 180  und die Hineinführung des nun wieder mehr  Dampfanteile     enthaltenden    Kältemittels in die nächst  folgende, aus mehr Rohren als die vorhergehende  Rohrreihe bestehende Rohrreihe.

   Der Strömungsweg  des Gemisches aus     Kältemitteldampf    und     -flüssigkeit     setzt- sich in sinngemässer Weise von beiden Seiten  her,     also    von oben und unten, zur Mitte des Rohr  bündels hin fort, wo die beiden Ströme zuletzt     in     der Kammer 17 des in den     Abb.    1 und 2 gezeigten  Deckels 3     zusammentreffen    und in Richtung des  Pfeils 18 durch die     Öffnung    19 den Verdampfer  bzw. den     Umlenkdeckel    3 in Höhe der waagrechten       Symmetrieebene    des letzteren verlassen.  



  Bei dem in den     Abb.    4 und 5 gezeigten     Umlenk-          deckel    2 vollzieht sich der Strömungsvorgang in  sinngemässer Weise wie     vorbeschrieben.    Auf die  Darstellung des gegenüberliegenden     Umlenkdeckels     wurde hierbei verzichtet. Zum Unterschied gegenüber  dem in     Abb.2    wiedergegebenen Deckel wird der       Kältemitteldampf    hier nicht gesammelt, sondern ge  trennt durch die Auslässe 20 und 21 abgeführt. Die  Auslässe 20, 21 sind dabei so ausgebildet, dass sie  sich     jeweils    über eine     ganze    Rohrreihe erstrecken,  wie aus     Abb.4    zu ersehen ist.

   Die beiden lang  gestreckten Auslässe 20 und 21 sind durch den Steg  22     voneinander    getrennt, so dass das getrennt     ein-          geführte    Kältemittel auch wieder getrennt     fortgeleitet     wird. Die Auslässe 20 und 21 sind mit Flanschen 23  und 24 versehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Rohrbündelverdampfer für Kälteanlagen, bei dem ein zu kühlendes Medium innerhalb eines Mantel rohres um Kältemittel führende, Rohrreihen bildende Innenrohre strömt und das Kältemittel durch zwei Umlenkkammem aufweisende Umlenkdeckel den Innenrohren zugeführt und mehrfach umgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkdeckel (3, 3') auf der Innenseite mit Trennstegen (10) und An schlüssen (5, 6, 19 bzw.

   5, 6, 20, 21) derart ver sehen sind, dass die Zufuhr des Kältemittels sowohl in die oberste als auch in die unterste waagrechte Rohrreihe und die Umlenkung des Kältemittels jeweils nur von einer waagrechten Rohrreihe zur nächsten darüber- oder darunterhegenden Rohrreihe erfolgt und dass ferner der Austritt des Kältemittels aus dem einen Umlenkdeckel (3) in Höhe seiner waagrechten Symmetrieebene erfolgt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Rohrbündelverdampfer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem einen Dek- kel (3) von dem einen Trennsteg (10) und dem Deckelrand (9) gebildete oberste bzw. unterste Um- lenkkammer (11 bzw. 12) mit einem Anschluss (7 bzw. 8) für eine Kältemittel-Zufuhrleitung versehen ist, während eine zentrale Kammer (17) einen An schluss (19) für die Abfuhr des Kältemittel-Gesamt- stromes aufweist.

   2. Rohrbündelverdampfer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem einen Deckel (3) von dem einen Trennsteg (10) und dem Deckel- rand (9) gebildete oberste und unterste Umlenkkam- mer (11 bzw. 12) mit einem Einlass (7 bzw. 8) für eine Kältemittel-Zufuhrleitung versehen ist, wäh rend die zwei der waagrechten Symmetrieebene des Deckels am nächsten liegenden Kammern je einen Auslass (20 bzw.

   21) für die Abfuhr der jeweiligen Hälfte des Kältemittel-Gesamtstromes aufweisen. 3. Rohrbündelverdampfer nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkdeckel (3), _ durch welchen der Austritt des Kältemittels erfolgt, mit Flanschen . (23, 24)- für die Auslässe (20, 21) versehen ist, die sich in, der vollen Breite des Deckels an die betreffenden, das ausströmende Kältemittel führende Innenrohre (1) an schliessen.

   4. Rohrbündelverdampfer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkkammern durch entsprechende Profilierung der Trennstege (10) eine strömungsgünstige Form aufweisen.