CH438386A - Tauchkühlgerät - Google Patents

Description

      Tauchkühlgerät       Die Erfindung betrifft ein Tauchkühlgerät für Flüs  sigkeiten, bestehend aus einer     Kompressionskältema-          schine,    deren Verdampfer mit Hilfe eines Schlauchs  beweglich mit dem Verdichter verbunden und in die  zu kühlende     Flüssigkeit        eintauchbar    ist, wobei im In  nern des Schlauchs ein vom Kondensator der Kälte  maschine zum Verdampfer führendes     Kapillarrohr    an  geordnet .ist.  



  Derartige Geräte sind bekannt. Sie dienen haupt  sächlich in Laboratorien dazu, Flüssigkeitsbäder ab  zukühlen und auf einer tieferen als der Umgebungstem  peratur zu halten. Ursprünglich verwendete man für  die Verbindung des Verdampfers mit dem Kondensator  und dem Verdichter der Kältemaschine zwei getrennte  druckfeste und     kältemittelbeständige    Schläuche. Das  zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer er  forderliche     Entspannungsorgan    für das flüssige Kälte  mittel war dabei gemeinsam mit dem Kondensator und  dem Verdichter in einem tragbaren Gehäuse eingebaut.  Im Betrieb wurde der Schlauch, der das Kältemittel  vom Kondensator zum Verdampfer leitete, auf die tiefe  Temperatur des verdampfenden     Kältemittels    abgekühlt.

    Dieser Schlauch vereiste dabei stark infolge der Feuch  tigkeit der umgebenden Luft und verursachte eine we  sentliche Verringerung der am Verdampfer zur Verfü  gung stehenden     Kälteleistung.     



  Man hat daher bereits den Schlauch, der das     Kälte-          mittel    dem Verdampfer     zuführet,    in das Innere     des     zweiten Schlauchs verlegt, der vom Verdampfer zum  Verdichter führt. Bei Ausführung des inneren Schlauchs  als     Kapillarrohr    bildet dieses das zwischen Kondensator  und Verdampfer erforderliche Entspannungsorgan. Eine       derartige    Anordnung ist billiger     herstellbar    und leichter  zu handhaben als die vorher bekannte Anordnung.

    Infolge des     Wärmeaustauschs    zwischen dem flüssigen  Kältemittel im     Kapillarrohr    und dem     dampfförmigen     Kältemittel im umgebenden Schlauch wird die Verei  sung des Schlauchs     verringert    und der Verlust an     Kälte-          leistung    vermindert.    Bei dem bekannten Tauchkühlgerät, bei dem das  flüssige Kältemittel aus dem     Kapillarrohr    in den Ver  dampfer eingeleitet wird, ist der Verdampfer als Kessel  ausgebildet.

   Beim     Eintauchen    dieses     Kessels        in    die ab  zukühlende Flüssigkeit steht daher nur eine relativ  kleine     Oberfläche    zum     Wärmeaustausch    zur Verfügung.  



  Dieser Nachteil wird     erfindungsgemäss    dadurch be  seitigt, dass der Verdampfer als Rohrschlange ausgebil  det ist, deren     Einlassende    mit .dem     Kapillarrohr    und  deren     Auslassende    mit dem Schlauch verbunden ist.  



  Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er  findung weist der Verdampfer einen hohlen     Handgriff     auf, an dessen einem Ende der Schlauch     befestigt    .ist  und dessen anderes Ende mit dem     Auslassende    der  Rohrschlange in Verbindung steht und durch den das       Kapillarrohr    hindurchgeführt ist.

   Es erfolgt     also    auch in  dem     Handgriff    ein Wärmeaustausch zwischen dem ver  dampfenden Kältemittel in dem     Kapillarrohr    und dem  durch den Schlauch zum Verdichter     zurückgeleiteten          Kältemitteldampf,    wodurch eine unangenehme Abküh  lung oder Vereisung des Handgriffs verhindert wird.  



  Wenn bei dem     bekannten    Tauchkühlgerät der als  Kessel     ausgebildete    Verdampfer, der teilweise mit     Kältie-          mittelflüssigkeit    gefüllt ist, in     eine    abzukühlende Flüs  sigkeit getaucht wird, deren Temperatur gegenüber der       Verdampfungstemperatur    des     Kältemittels    verhältnis  mässig hoch ist, so kommt das flüssige     Kältemittel    in  dem Kessel zum Sieden.

   Infolge der damit verbundenen  starken Dampfentwicklung in dem     Kessel    können Kälte  mitteltröpfchen mit dem verdampften Kältemittel zum  Verdichter gelangen und in dessen Zylinder zu soge  nannten Flüssigkeitsschlägen führen. Zur Vermeidung  dieser Flüssigkeitsschläge wurde bei den     bekannten          Tauchkühlgeräten    in die     Saugleitung    des Verdichters ein  Drosselorgan eingebaut,

   durch das die     plötzliche    Dampf  entwicklung im     Verdampferkessel    reduziert     wurde.    Die  ses Drosselorgan kann     gleichzeitig    zum Einstellen des       Verdampfungsdrucks    im Kessel auf     einen        bestimmten          Wert    dienen.           Vorzugsweise        ist    auch zwischen Verdampfer und  Verdichter     ein.    Organ angeordnet, durch das Flüssig  keitsschläge im Verdichter     verhindert    werden.

   Ein be  sonderes Merkmal dieses Organs, für das auch selbstän  diger Schutz     begehrt    wird, besteht darin, dass zwischen  Verdampfer und     Verdichter    ein Sammelbehälter ange  ordnet     ist,    dessen Aufnahmevolumen mindestens so gross  wie das Volumen der gesamten     Kältemittelfüllung    des       Geräts    in flüssigem Zustand ist. Damit ist sicher ver  hindert, dass     flüssiges    Kältemittel von dem Verdampfer  in den Verdichter gelangen kann.

   Dieser     Sammelbehäl-          ter    kann innerhalb des tragbaren Gehäuses für den       Verdichter    und den     Kondensator        angeordnet    sein.

   Dabei  ergeben sich jedoch im Betrieb des Geräts folgende  Nachteile:       Wenn.    die Temperatur der abzukühlenden Flüssig  keit absinkt, wird die     Differenz    zwischen der Flüssig  keitstemperatur und der     Verdampfungstemperatur    des       Kältemittels        kleiner.    Dadurch wird die Verdampfung  des     Kältemittels    gehemmt, und der     Verdampfer    füllt  sich nach und nach mit, flüssigem Kältemittel.

   Infolge  dessen wird nicht nur dampfförmiges, sondern auch       flüssiges    Kältemittel durch den Verbindungsschlauch  von dem Verdichter     angesaugt.    Das flüssige Kältemittel  verdampft dann erst auf seinem Weg zum Verdichter,  so dass der Schlauch und der Sammler dick bereifen.  Dadurch wird die nutzbare Kälteleistung am Verdamp  fer     verringert.     



  Dieser     Nachteil    wird bei einem bevorzugten Aus  führungsbeispiel der Erfindung dadurch beseitigt, dass  der Sammelbehälter zwischen dem     Auslassende    der     Ver-          dampferrohrschlange    und deren     Handgriff    angeordnet  ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Sammelbe  hälter innerhalb des     Hohlraums    angeordnet ist, der  durch die Windungen der     Verdampferrohrschlange    ge  bildet ist.

   Man kann dann das     Kapillarrohr    durch den  Sammelbehälter hindurchführen und ausserdem das     Ka-          pillarrohr    in dem Bereich, der im Inneren des     Sammel-          behälters    liegt, ebenfalls als Rohrschlange ausbilden.  



  Das flüssige Kältemittel, das in der eigentlichen       Verdampferrohrschlange    noch nicht verdampft ist, ge  langt in den     Sammelbehälter    und     wird    dort noch ver  dampft. Durch     Wärmeaustausch    des im     Sammelbehäl-          ter    verdampfenden     Kältemittels    mit dem in dem     Ka-          pillarrohr    befindlichen     flüssigen    Kältemittel wird das  letztere unterkühlt. Dadurch wird eine     merkliche    Er  höhung der Kälteleistung des     Tauchkühlgeräts    erzielt.

    Ausserdem beeinflussen grössere Abweichungen in der  Gesamtmenge der     Kältemittelfüllung    des Geräts     nicht     mehr dessen     Kälteleistung,    und der vom Verdampfer  zum Verdichter führende Schlauch bereift nicht mehr.  



  Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäss aus  gebildeten Verdampfers ist im Längsschnitt in der  Zeichnung dargestellt.  



  Der Verdampfer     besteht    im     wesentlichen    aus einer       wendelförmigen    Rohrschlange 1, in deren eines Ende 1  ein     Kapillarrohr    3 mündet, das der Rohrschlange 1  flüssiges Kältemittel aus dem Kondensator einer nicht  dargestellten     Kompressionskältemaschine        zuführt.    Das  in der Rohrschlange 1 verdampfende Kältemittel ge  langt durch deren     Auslassende        lb    in einen     Sammel-          behälter   <B>5</B> und von diesem durch einen Schlauch 7,  der das     Kapillarrohr    3 umgibt,

   zu dem Verdichter der       Kältemaschine.    Der Schlauch 7 besteht aus einem druck  festen,     kältemittelbeständigen    und biegsamen Material,  z. B. Kunststoff oder     Gummi.       Der     Sammelbehälter    5 ist mit Hilfe eines Rohrstücks  9 an einem hohlen     Handgriff    11 gehaltert. Das Rohr  stück 9 verbindet das Innere des     Sammelbehälters    5  mit dem Schlauch 7, der innerhalb des Handgriffs 11  endet.     Der    Sammelbehälter 5 ist in dem Hohlraum ange  ordnet, der durch die Windungen der     Verdampferrohr-          schlange    1 gebildet ist.

   Der Sammelbehälter 5 ist so  gross, dass er die gesamte     Kältemittelfüllung    der Kälte  maschine in flüssigem Zustand aufnehmen könnte.  



  Das     Kapillarrohr    3 ragt über das Ende des Schlauchs  7 im Handgriff 11 hinaus und ist durch das     Verbin-          dungsrohrstück    9 in den     Sammelbehälter    5     geführt.    In  dessen Innerem bildet das     Kapillarrohr    3 eine Rohr  schlange 13, bevor es in das     Einlassende    1 a der     Ver-          dampferrohrschlange    1 mündet.

   Das     Einlassende    1 a der       Verdampferschlange    1 ist am unteren Ende des     Sam-          melbehälters    5 befestigt, steht jedoch mit dessen Innen  raum nicht in     Verbindung.     



  Die Wirkungsweise ist folgende:  Der Verdampfer wird mit Hilfe des Handgriffs 11  in die zu kühlende     Flüssigkeit    eingetaucht. Durch das       Kapillarrohr    3 wird von dem Kondensator der Kälte  maschine     Kältemittelflüssigkeit    zugeführt. Das     Kapil-          larrohr    wirkt dabei als Drosselorgan. Das     flüssige    Kälte  mittel verdampft     in    der     Rohrschlange    1.

   Die Dämpfe  und eventuell verbleibende flüssige     Kältemittelteilchen     gelangen durch das     Auslassende        1b    der     Verdampferrohr-          schlange    1     in.    den oberen Teil des     Sammelbehälters    5.  Die flüssigen     Kältenüttelteilchen    verbleiben in diesem       Behälter,    während das verdampfte Kältemittel durch  das     Verbindungsrohrstück    9 und den Schlauch 7 von  dem Verdichter der Kältemaschine angesaugt wird.

   In  dem     Sammelbehälter    5 verdampft auch das restliche  Kältemittel, so dass keine     Kältemitteltröpfchen    zum  Verdichter gelangen können. Ausserdem wird durch  das verdampfende und das verdampfte Kältemittel in  dem     Sammelbehälter    5 das in der Rohrschlange 13  befindliche ankommende flüssige Kältemittel durch       Wärmeaustausch    unterkühlt, wodurch eine Erhöhung  der     Kälteleistung    des Verdampfers erzielt     wird.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Tauchkühlgerät für Flüssigkeiten, bestehend aus einer Kompressionskältemaschine, deren Verdampfer mit Hilfe eines Schlauchs beweglich mit dem Verdichter verbunden und in die zu kühlende Flüssigkeit eintauch- bar ist, wobei im Innern des Schlauchs ein vom Kon densator der Kältemaschine zum Verdampfer führendes Kapillarrohr angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer als Rohrschlange (1) ausgebildet ist, deren Einlassende (la) mit dem Kapillarrohr (3)

   und deren Auslassende (1b) mit dem Schlauch (7) verbunden ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Tauchkühlgerät nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Verdampfer einen hohlen Hand- griff (11) aufweist, an dessen einem Ende der Schlauch (7) befestigt ist, dessen anderes Ende mit dem Aus lassende (1b) der Rohrschlange (1) in Verbindung steht und .durch den das Kapillarrohr (3) hindurchgeführt ist. 2.

   Tauchkühlgerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Verdampfer und Verdich ter ein Sammelbehälter (5) angeordnet ist, dessen Auf nahmevolumen mindestens so gross wie das Volumen der gesamten Kältemittelfüllung des Geräts in flüssi gem Zustand isst. 3.

   Tauchkühlgerät nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (5) zwischen dem Auslassende (1b) der Verdampferrohrschlange (1) und dem Handgriff (11) angeordnet ist. 4. Tauchkühlgerät nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (5) innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, der durch die Windun gen der Verdampferrohrschlange (1) gebildet ist. 5.

   Tauchkühlgerät nach dem Unteranspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapillarrohr (3) durch den Sammelbehälter (5) hindurchgeführt ist. 6. Tauchkühlgerät nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapillarrohr (3) in dem Be- reich, der im Inneren des Sammelbehälters (5) liegt, ebenfalls als Rohrschlange (13) ausgebildet ist. 7.

   Tauchkühlgerät nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Betriebsstellung des Verdamp fers der Sammelbehälter (5) aufrecht steht, dass das Einlassende (1a) der Verdampferrohrschlange (1) an dem vom Handgriff (11) abgekehrten Ende des Verdampfers nahe dem unteren Ende des Sammelbehälters liegt, dass das Auslassende (1b)

   der Verdampferrohrschlange in den oberen Teil des Sammelbehälters mündet und dass das obere Ende des Sammelbehälters mit dem Schlauch verbunden ist.