DE10059806A1 - Device for tempering liquids has heater, cooler, tempering container with connections for external tempering circuit and vaporizer for the cooler - Google Patents
Device for tempering liquids has heater, cooler, tempering container with connections for external tempering circuit and vaporizer for the coolerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperiereinrichtung mit einem Behälter für zu temperierende Flüssigkeit sowie mit einer Heizeinrichtung und einer Kühleinrichtung und mit Behälteranschlüssen für einen externen Temperierkreislauf.The invention relates to a temperature control device with a Container for liquid to be tempered and with a Heating device and a cooling device and with tank connections for an external temperature control circuit.
Bei solchen Temperiereinrichtungen kann die Temperierflüssigkeit einen niedrigeren Flammpunkt als die maximale Arbeitstemperatur aufweisen. Dadurch kann sich die zum Beispiel durch ein Silikonöl gebildete Temperierflüssigkeit bei einer Erhöhung der Temperatur über ihren Flammpunkt, entzünden.With such temperature control devices, the temperature control liquid can a lower flash point than the maximum working temperature exhibit. This can be caused, for example, by a silicone oil Thermal fluid formed with an increase in temperature ignite above its flash point.
Um dieses Problem zu lösen ist es Stand der Technik, die zu temperierende Flüssigkeit gegenüber der Umgebungsluft abzuschirmen. Dabei muß die Wärmeausdehnung der Flüssigkeit berücksichtigt werden und es müssen entsprechende Abdichtmaßnahmen vorgesehen sein. Beispielsweise ist ein Ausdehnungsgefäß vorgesehen, welches über eine thermisch schlecht leitende Schlauchleitung angeschlossen ist. Dieses Ausdehnungsgefäß kann mit einer Temperaturüberwachung versehen sein und auch mit einer zusätzlichen Kühlung um zu verhindern, daß der jeweilige Flammpunkt der Flüssigkeit in diesem Bereich, der mit der Außenatmosphäre in Verbindung stehen kann, nicht überschritten wird.To solve this problem it is state of the art that shield the tempering liquid from the ambient air. The thermal expansion of the liquid must be taken into account and appropriate sealing measures must be provided. For example, an expansion vessel is provided, which over a thermally poorly conductive hose line is connected. This expansion vessel can be equipped with a temperature monitor be and also with additional cooling to prevent that the respective flash point of the liquid in this area, the can be in connection with the outside atmosphere, not exceeded becomes.
Bei Temperiereinrichtungen mit Heizeinrichtung und Kühleinrichtung muß dafür Sorge getragen werden, daß der Verdampfer der Kühlein richtung beim Aufheizen nicht über einen auf das verwendete Kältemittel abgestimmte Temperatur erhöht wird. Die Heizzone und die Kühlzone werden deshalb räumlich voneinander getrennt angeordnet, so daß ein unzulässiges Aufheizen des Verdampfers mit darin befindlichem Kältemittel vermieden wird. Um den Heizbereich und den Kühlbereich umschaltbar voneinander zu trennen, ist ein Dreiwegeventil vorgesehen. Mit diesem kann wahlweise auf den Kühlkreislauf oder auf den Heizkreislauf umgeschaltet werden. Problematisch ist dabei, daß dieses Dreiwegeventil für alle verwendeten, zu temperierenden Medien geeignet sein muß und andererseits auch über den gesamten Arbeitstemperaturbereich funktionieren muß. Weiterhin ist problematisch, daß nach einem Umschaltvorgang eine Mischung von kaltem und warmem Temperiermedium auftritt, so daß in einem gewissen Übergangszeitraum die Temperatur konstanz negativ beeinflußt ist.For temperature control devices with heating and cooling devices care must be taken that the evaporator of the cooler direction when heating up not over one used Refrigerant-adjusted temperature is increased. The heating zone and the cooling zone is therefore spatially separated from each other, so that an inadmissible heating of the evaporator with it refrigerant is avoided. Around the heating area and a switchable separation of the cooling area from one another Three-way valve provided. With this you can choose the Cooling circuit or switched to the heating circuit. The problem here is that this three-way valve for everyone used, to be tempered media must be suitable and on the other hand, also over the entire working temperature range must work. Another problem is that after a Switching process a mixture of cold and warm tempering medium occurs, so that the temperature in a certain transition period constancy is negatively affected.
Ein weiteres Problem ist das Reinigen einer solchen zweikreisigen Anlage, da in den einzelnen Zweigen jeweils Reinigungsflüssigkeit oder Reste davon verbleiben können. Dies tritt wechselweise in beiden Kreisen je nach Umschaltung des Dreiwegeventiles auf. Damit besteht eine erhöhte Gefahr, daß ein anschließend eingefülltes Temperier medium mit Reinigungsflüssigkeit oder Resten davon vermischt wird und die Eigenschaften dieser Flüssigkeit beeinflußt. Die Reinigungs flüssigkeit, die beispielsweise Alkohol ist und bei etwa 80° siedet, führt bei der Inbetriebnahme zu einer Gasentwicklung, welche die Funktion beeinträchtigt und auch eine Gefährdung bedeutet.Another problem is the cleaning of such a two-circuit System, since in each branch cleaning liquid or remnants of it may remain. This occurs alternately in both Circle depending on the switching of the three-way valve. So that exists an increased risk that a subsequently filled tempering medium is mixed with cleaning fluid or residues thereof and affects the properties of this liquid. The cleaning liquid that is, for example, alcohol and boils at about 80 °, leads to a gas development during commissioning, which the Function impaired and also means a hazard.
Auch das Entlüften der Pumpe beim Befüllen und während des Betriebes ist bei diesen zweikreisig arbeitenden Anlagen mit Dreiwegeventil problematisch. Außerdem müssen Mehrfach-Entlüftungsvorrichtungen vorgesehen sein. Bleeding the pump when filling and during operation is in these two-circuit systems with three-way valve problematic. In addition, multiple venting devices are required be provided.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Temperiereinrichtung mit Heizeinrichtung und Kühleinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die kompakt im Aufbau ist, für große Temperaturbereiche einsetzbar ist und bei der trotzdem auch bei sehr hohen Temperaturen kein Wechsel der Wärmeträgerflüssigkeit erforderlich sein soll.The object of the present invention is a temperature control device with heating and cooling device of the type mentioned to create, which is compact in construction, for large temperature ranges is usable and at which nevertheless at very high temperatures no change of the heat transfer fluid should be necessary.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Heizeinrichtung und der Verdampfer der Kühleinrichtung gemeinsam in dem Behälter angeordnet sind und daß der Verdampfer eine Rohrführung mit unten angeordnetem Zulauf und Ablauf zum schwerkraftbedingten Auslaufen von Kältemittel-Ölgemisch und zum Leerlaufen des Verdampfers aufweist.To solve this problem it is proposed that the heating device and the evaporator of the cooler together in the container are arranged and that the evaporator has a pipe guide with below arranged inlet and outlet for gravity-related outlet of refrigerant-oil mixture and to empty the evaporator having.
Durch die gemeinsame Unterbringung der Kühleinrichtung und der Heizeinrichtung in einem Behälter wird zwar der Wärmetauscher der Kühleinrichtung bei aktivierter Heizeinrichtung miterwärmt, durch die Ausbildung des Wärmetauschers kann jedoch das Kältemittel- Ölgemisch auslaufen und somit der Wärmetauscher leerlaufen. Das nach unten abgeflossene Kältemittel-Ölgemisch gelangt dadurch aus dem Heizbereich und kann keinen Schaden nehmen.By accommodating the cooling device and the Heating device in a container is the heat exchanger Cooling device also heated with activated heating device the formation of the heat exchanger can, however, Leak oil mixture and thus the heat exchanger run empty. The This causes the refrigerant-oil mixture to flow downwards the heating area and cannot be damaged.
Durch die in einem Behälter befindliche Kühleinrichtung und Heizeinrichtung ist ein kompakter Aufbau vorhanden.Through the cooling device located in a container and Heating device is compact.
Vorteilhafterweise weist der Verdampfer eine wendelförmige Rohrführung auf mit einer Außenwendel und einer Innenwendel, die etwa vertikal und koaxial ineinandergreifend angeordnet sind und die oberseitig miteinander verbunden sind und unterseitig den Zu- und Ablauf für Kältemittel aufweisen.The evaporator advantageously has a helical shape Pipe guide on with an outer coil and an inner coil that are arranged approximately vertically and coaxially interlocking and which are connected to each other on the top and the and have drain for refrigerant.
Durch die schraubenlinienförmige oder wendelförmige, bifilare Rohrführung des Verdampfers mit einem ersten Abschnitt, der von unten nach oben verläuft und einem zweiten Abschnitt, der von oben nach unten verläuft, befinden sich Zulauf und Rücklauf jeweils an tiefster Stelle, so daß bei Umschaltung auf Heizbetrieb das Kältemittel-Ölgemisch abfließen kann. Due to the helical or helical bifilar Pipe routing of the evaporator with a first section of bottom up and a second section that goes from the top runs down, there are both inlet and return lowest point, so that when switching to heating mode Refrigerant-oil mixture can drain off.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß zwischen der Außenwendel und der Innenwendel des Verdampfers eine sich etwa über die Wendellänge erstreckende Trennwand vorgesehen ist, daß am unteren Ende vorzugsweise der Außenwendel eine etwa tangential gerichtete Einströmstelle für Temperiermedium, oberseitig wenigstens eine Übertrömstelle zum Umleiten des Temperiermediums zur Innenwendel und unten eine an eine Fördereinrichtung an geschlossene Saugstelle vorgesehen sind.An advantageous development of the invention provides that between the outer coil and the inner coil of the evaporator approximate one another over the spiral length extending partition is provided that at the lower end the outer helix is preferably approximately tangential Directed inflow point for temperature control medium, on the top at least one overflow point for diverting the temperature control medium to the inner coil and at the bottom to a conveyor closed suction point are provided.
Die Trennung der Außenwendel und der Innenwendel des Verdampfers ermöglicht eine geführte Umströmung des Wärmetausches mit Temperiermedium, so daß trotz der Anordnung von Kältemittel-Zulauf und -Ablauf nebeneinander im unteren Bereich eine effektive Gegenstromkühlung möglich ist.The separation of the outer coil and the inner coil of the evaporator enables a guided flow around the heat exchange Temperature control medium so that despite the arrangement of the refrigerant supply effective and effective side by side in the lower area Counterflow cooling is possible.
Die zirkuläre Umströmung entlang dem Verlauf von Außen- und Innenwendel, welche von diesen auch geführt wird, ergibt einen Wärmeübertragungskontakt über eine lange Strecke.The circular flow around the course of external and Inner spiral, which is also guided by these, gives one Heat transfer contact over a long distance.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß benachbarte Rohrwindungen des Verdampfers mit lichtem Abstand zueinander angeordnet sind und daß der Zwischenraum in Verbindung mit der Trennwand einen schrauben linienförmigen Strömungsführungskanal bildet. Die Rohrwindungen des Verdampfers werden dadurch auch umfänglich von dem Temperiermedi um kontaktiert und dadurch die wirksame Kontaktoberfläche vergrößert.It is preferably provided that adjacent pipe turns of the Evaporator are spaced apart and that screw the gap in connection with the partition forms linear flow guide channel. The pipe coils of the evaporator are thereby also extensively influenced by the tempering medium to be contacted and thereby increases the effective contact surface.
Zweckmäßigerweise überragt die etwa zylinderförmige Trennwand die Außen- und Innenwendel des Verdampfers oben und ist dort mit einer radial orientierten und sich zumindest über die radiale Breite der Außen- und Innenwendel erstreckende, einen Außenflansch und einen Innenflansch aufweisenden Ringplatte verbunden, bei der die Überströmstelle zum Umleiten des Temperiermediums von der Außen wendel zur Innenwendel vorgesehen ist.The approximately cylindrical partition wall expediently projects above the Outer and inner helix of the evaporator above and there with one radially oriented and at least over the radial width of the Extending outer and inner helix, an outer flange and one Ring plate having an inner flange connected, in which the Overflow point for diverting the temperature control medium from the outside helix to the inner helix is provided.
Die Strömungsüberführung und Umleitung des Temperiermediums von der zuströmseitigen Außenwendel zu der Innenwendel erfolgt dadurch gezielt und auf kurzem Weg. Dabei ist es hilfreich und vorteilhaft, wenn sich der Außenrand des Ringplatten-Außenflansches etwa bis zur Innenseite des Behälters erstreckt und ein oder mehrere Öffnungen vorzugsweise jeweils mit einem Leitblech zum Ausleiten des insbesondere in Umfangsrichtung umströmenden Temperiermediums aus dem Bereich der Außenwendel aufweist.The flow transfer and redirection of the temperature control medium from The inflow-side outer helix to the inner helix thereby takes place targeted and short way. It is helpful and beneficial when the outer edge of the ring plate outer flange is approximately to extends to the inside of the container and one or more openings preferably each with a baffle for discharging the in particular in the circumferential direction flowing tempering medium the area of the outer helix.
Durch die etwa in Umfangsrichtung zirkulierende Umströmung der Wendel durch das Temperiermedium kann mit einem oder mehreren in diese Strömung eingreifenden Leitblechen auf einfache Weise eine Strömungsumlenkung vorgenommen werden.Due to the circumferential flow around the helix through the tempering medium with one or more in this Flow interfering baffles in a simple way Flow deflection can be made.
Zweckmäßig ist es, wenn der Ringplatten-Innenflansch zum Einleiten des insbesondere in Umfangsrichtung umströmenden Temperiermediums in den Bereich der Innenwendel, im Umfangsverlauf mehrere Durchtrittsöffnungen aufweist, die vorzugsweise in ihrem Querschnitt entsprechend dem örtlichen Strömungsdruck dimensioniert sind und in Bereichen geringeren Druckes größer sind als in Bereichen höheren Druckes. Auch dies trägt mit zu einer gleichmäßigen Strömungs umlenkung des Temperiermediums vom Außen- in den Innenbereich beziehungsweise von der Außenwendel zur Innenwendel bei.It is useful if the inner ring plate flange for introduction of the tempering medium flowing in particular in the circumferential direction in the area of the inner helix, several in the circumferential course Has passage openings, preferably in their cross section are dimensioned according to the local flow pressure and are greater in areas of lower pressure than in areas of higher pressure Pressure. This also contributes to an even flow deflection of the temperature control medium from the outside to the inside or from the outer helix to the inner helix.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Heizeinrichtung oberhalb des Verdampfers der Kühleinrichtung angeordnet ist und insbesondere eine etwa koaxial zu den Wendeln des Verdampfers angeordnete Heizschlange aufweist. Insbesondere in Verbindung mit einem zentral im Behälter angeordneten Verdrängungskörper, der insbesondere eine Durchtrittsöffnung für den Saugstutzen für den Fördereinrichtung aufweist, ist bei dieser Anordnung auch im Bereich der Innenwendel ein ringspaltförmiger Strömungsraum vorhanden, der außenseitig durch die Trennwand zwischen Außen- und Innenwendel und innenseitig durch die Außenwand des vorzugsweise zylindrischen Verdrängungskörpers gebildet ist. Auch dies trägt mit dazu bei, daß das Temperiermedium zirkular entlang dem Wendelverlauf geführt werden kann.A preferred embodiment provides that the heating device is arranged above the evaporator of the cooling device and in particular approximately coaxial to the coils of the evaporator arranged heating coil. Especially in connection with a displacement body arranged centrally in the container, the in particular a passage opening for the suction nozzle for the Has conveyor, is also in this arrangement in the area the inner coil has an annular gap-shaped flow space, the on the outside through the partition between the outer and inner helix and inside through the outer wall of the preferably cylindrical Displacement body is formed. This also helps that the temperature control medium is guided circularly along the spiral course can be.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß die Heizeinrichtung innerhalb des Verdampfers angeordnet ist, insbesondere zwischen der Innenwendel des Verdampfers und dem zentralen Saugstutzen. Diese Ausführungsform ermöglicht eine kurze, kompakte Bauform der Temperiereinrichtung und insbesondere von dessen Behälter.But there is also the possibility that the heating device is arranged within the evaporator, in particular between the inner coil of the evaporator and the central suction port. This embodiment enables a short, compact design Temperature control device and in particular of its container.
Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt.Additional embodiments of the invention are in the others Subclaims listed.
Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.The following is the invention with its essential details explained in more detail with reference to the drawings.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine Temperiereinrichtung in halbseitiger Längsschnittdar stellung und Fig. 1 position a temperature control in half-sided longitudinal section and
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Verdampfers einer zur Temperier einrichtung gehörenden Kühleinrichtung. Fig. 2 is a side view of an evaporator of a tempering device belonging to the cooling device.
Eine in Fig. 1 gezeigte Temperiereinrichtung 1 dient zur Temperierung einer Flüssigkeit, die in einem externen Kreislauf umgefördert wird. Dieser externe Kreislauf ist an einen Eingangs stutzen 2 und an einen Auslaßstutzen 3 der Temperiereinrichtung 1 angeschlossen. Zum Umfördern dient eine Pumpe 4. Der Zulauf 2 für die zu temperierende Flüssigkeit befindet sich am unteren Ende eines Behälters 5, in dem sowohl eine Heizeinrichtung 6 mit einer Heizschlange 7 als auch der Verdampfer 8 einer Kühleinrichtung untergebracht sind. Der Verdampfer ist über unterseitige An schlüsse an einen Kältekreislauf mit einem Verdichter und einem Verflüssiger angeschlossen. Wie gut auch in Fig. 2 erkennbar, weist der Verdampfer 8 eine schraubenlinienförmige oder wendelförmige Rohrführung auf mit einer Außenwendel 9 und einer innerhalb dieser angeordneten Innenwendel 10. Die Außenwendel 9 und die Innenwendel 10 sind koaxial zueinander angeordnet und oberseitig miteinander verbunden. Der Zulauf 11 und der Ablauf 12 für das Kältemittel befinden sich am unteren Ende der Außenwendel 9 beziehungsweise der Innenwendel 10. Das über den Zulauf 11 zugeförderte Kältemittel durchläuft die Außenwendel 9 bis zu deren oberen Ende und wird dann weitergeführt zur Innenwendel 10, wo es nach unten bis zum Ablauf 12 geführt wird.A tempering device 1 shown in Fig. 1 is used for controlling the temperature of a liquid which is converted promotes in an external circuit. This external circuit is connected to an inlet pipe 2 and to an outlet pipe 3 of the temperature control device 1 . A pump 4 is used for conveying. The inlet 2 for the liquid to be tempered is located at the lower end of a container 5 in which both a heating device 6 with a heating coil 7 and the evaporator 8 of a cooling device are accommodated. The evaporator is connected to a refrigeration circuit with a compressor and a condenser via connections on the underside. As can also be clearly seen in FIG. 2, the evaporator 8 has a helical or helical pipe guide with an outer helix 9 and an inner helix 10 arranged within the latter. The outer coil 9 and the inner coil 10 are arranged coaxially to one another and connected to one another at the top. The inlet 11 and the outlet 12 for the refrigerant are located at the lower end of the outer coil 9 and the inner coil 10, respectively. The refrigerant supplied via the inlet 11 passes through the outer coil 9 to its upper end and is then passed on to the inner coil 10 , where it is led down to the outlet 12 .
Der Zulauf 11 und der Ablauf 12 sind so unterseitig angeordnet, daß Kältemittel-Ölgemisch schwerkraftbedingt nach unten austreten kann und somit der Verdampfer 8 leerläuft. Dies ist vorgesehen, weil sich der Verdampfer 8 innerhalb von dem Behälter 5, wo auch die Heizeinrichtung 6 untergebracht ist, befindet.The inlet 11 and the outlet 12 are arranged on the underside so that the refrigerant-oil mixture can escape downward due to gravity and thus the evaporator 8 runs empty. This is provided because the evaporator 8 is located inside the container 5 , where the heating device 6 is also housed.
Würde sich Kältemittel oder Reste davon in dem Verdampfer 8 be finden, während mittels der Heizeinrichtung 6 die zu temperierende Flüssigkeit aufgeheizt wird, beispielsweise auf 200°C, so würde das Kältemittel unbrauchbar werden, weil der darin enthaltene Ölanteil zerstört wird. Bei leergelaufenem Verdampfer 8 kann dies jedoch nicht eintreten.If refrigerant or residues thereof were to be found in the evaporator 8 while the liquid to be tempered was heated by means of the heating device 6 , for example to 200 ° C., the refrigerant would become unusable because the oil content contained therein would be destroyed. However, this cannot occur when the evaporator 8 is empty.
Wie gut in Fig. 1 erkennbar, ist zwischen der Außenwendel 9 und der Innenwendel 10 des Verdampfers eine sich über die Wendellänge erstreckende Trennwand 13 vorgesehen, die zylinderförmig ausgebildet ist. Die Trennwand 13 überragt oben und unten die Außen- und Innenwendel des Verdampfers und ist oberseitig mit einer radial orientierten und sich zumindest über die radiale Breite der Außen- und Innenwendel erstreckende, einen Außenflansch 14 und einen Innenflansch 15 aufweisenden Ringplatte 16 verbunden.As can be clearly seen in FIG. 1, a partition wall 13 extending over the coil length is provided between the external coil 9 and the internal coil 10 of the evaporator and is of cylindrical design. The partition wall 13 projects above and below the outer and inner helix of the evaporator and is connected on the upper side to a radially oriented ring plate 16 which has an outer flange 14 and an inner flange 15 and extends at least over the radial width of the outer and inner helix.
Innerhalb dieser Ringplatte 16 befinden sich Überströmöffnungen, über die zu temperierendes Medium von der Außenseite, wo sich die Außenwendel 9 des Verdampfers 8 befindet, zur Innenseite, wo sich die Innenwendel 10 befindet, überströmen kann.Within this ring plate 16 there are overflow openings through which the medium to be tempered can flow from the outside, where the outer coil 9 of the evaporator 8 is located, to the inside, where the inner coil 10 is located.
Durch die Trennwand 13 in Verbindung mit der Innenseite des Behälters 5 ist ein Ringraum gebildet, in dem sich die Außenwendel 9 be findet. Auch innenseitig ist ein Ringraum gebildet, der außenseitig durch die Trennwand 13 und innenseitig durch einen zylinderförmigen Verdrängungskörper 17 begrenzt ist. Dieser Verdrängungskörper 17 ist zentral im Behälter angeordnet und weist eine Durchtrittsöffnung 18 für den Saugstutzen der Umwälzpumpe 4 auf. Der Verdrängungs körper 17 reduziert das Aufnahmevolumen der Temperiereinrichtung, wodurch die Temperierdynamik verbessert werden kann. Außerdem bildet er im Ausführungsbeispiel einen Teil der inneren Strömungsführung.Through the partition 13 in connection with the inside of the container 5 , an annular space is formed in which the outer coil 9 be found. An annular space is also formed on the inside, which is delimited on the outside by the dividing wall 13 and on the inside by a cylindrical displacement body 17 . This displacement body 17 is arranged centrally in the container and has a passage opening 18 for the suction port of the circulation pump 4 . The displacement body 17 reduces the receiving volume of the temperature control device, whereby the temperature control dynamics can be improved. In the exemplary embodiment, it also forms part of the internal flow guidance.
Die zu temperierende Flüssigkeit wird am unteren Ende des Be hälters 5 vorzugsweise etwa tangential zugeführt und gelangt dann zirkulär umlaufend und von der Außenwendel 9 geführt, zu deren oberes Ende, wo sich die Ringplatte 16 befindet. Sowohl die Außenwendel 9 als auch die Innenwendel 10 dienen selbst als Strömungsführungen und es sind dazu die jeweils benachbarten Rohrwindungen des Verdampfers mit lichtem Abstand zueinander angeordnet. Der Zwischenraum in Verbindung mit der Trennwand 13 sowie der Behälterwand bilden dann einen schraubenlinienförmigen Strömungs führungskanal. Auch bei der Innenwendel ist diese Strömungsführung einerseits durch die dort von oben nach unten in Strömungsrich tung verlaufenden Rohrwindungen und andererseits durch die Trennwand 13 beziehungsweise die Außenseite des Verdrängungskörpers 17, vorhanden.The liquid to be temperature-controlled is preferably fed approximately tangentially at the lower end of the container 5 and then passes in a circular manner and is guided by the outer helix 9 to the upper end thereof, where the ring plate 16 is located. Both the outer helix 9 and the inner helix 10 themselves serve as flow guides and for this purpose the respective adjacent tube turns of the evaporator are arranged at a short distance from one another. The space in connection with the partition 13 and the container wall then form a helical flow guide channel. Also in the inner coil, this flow is on the one hand through the pipe windings running there from top to bottom in the flow direction and on the other hand through the partition 13 or the outside of the displacer 17 .
Um auf kurzem Weg ein Überströmen von dem äußeren Ringspaltraum, in dem sich die Außenwendel 9 befindet in den inneren Ringspaltraum, wo sich die Innenwendel 10 befindet, zu bewirken, sind speziell ausgebildete Überströmstellen vorgesehen. Diese befinden sich in der Ringplatte 16.In order to cause an overflow from the outer annular gap space, in which the outer coil 9 is located, into the inner annular gap space, where the inner coil 10 is located, over a short distance, specially designed overflow points are provided. These are located in the ring plate 16 .
Wie gut in Fig. 2 erkennbar, ist zumindest eine Öffnung 19 in dem Außenflansch 14 der Ringplatte 16 vorgesehen. Eine entgegen der Umströmrichtung des zu temperierenden Mediums weisendes Leitblech 20 ragt in diese Umströmung und leitet sie aus dem äußeren Ringraum in den Bereich oberhalb der Ringplatte 16.As can be clearly seen in FIG. 2, at least one opening 19 is provided in the outer flange 14 of the ring plate 16 . A baffle plate 20 pointing counter to the flow direction of the medium to be tempered projects into this flow and guides it from the outer annular space into the area above the ring plate 16 .
Wie bereits vorerwähnt, wird das zu temperierende Medium mit Hilfe der Umwälzpumpe 4 umgefördert. Der Pumpenteil 21 dieser Umwälzpumpe 4 befindet sich am oberen Ende innerhalb des Behälters 5 und ist über einen Anschlußstutzen 22 mit dem oberhalb befindlichen Pumpenmotor 23 verbunden. Der Pumpenteil weist einen den Ver drängungskörper 17 zentral durchgreifenden Ansaugstutzen auf, so daß die Saugstelle sich am unteren Ende dieses Verdrängungskörpers 17 befindet. Der Auslaßstutzen 3 befindet sich seitlich im Bereich des Pumpenteiles 21.As already mentioned, the medium to be tempered is conveyed by means of the circulation pump 4 . The pump part 21 of this circulation pump 4 is located at the upper end within the container 5 and is connected to the pump motor 23 located above via a connecting piece 22 . The pump part has a displacement body 17 penetrating centrally through the suction body, so that the suction point is at the lower end of this displacement body 17 . The outlet port 3 is located laterally in the area of the pump part 21 .
Das oberhalb der Ringplatte 16 aus dem äußeren Ringraum ausgeleitete Temperiermedium hat weiterhin eine zirkuläre Strömung und gelangt dabei in den Bereich mehrerer, in dem Innenflansch 15 der Ringplatte 16 vorgesehenen Öffnungen 24 zum Einleiten in den inneren Ringraum und somit in den Bereich der Innenwendel 10. Durch die am unteren Ende dieses inneren Ringraumes befindliche Saugstelle der Umwälzpumpe 4 wird ein entsprechendes Druckgefälle aufgebaut, so daß das in Umfangsrichtung umströmende Temperiermedium entlang dem Verlauf der Innenwendel 10 nach unten strömt und dann in den Saugstutzen der Umwälzpumpe 4 gelangt.The tempering medium discharged from the outer annular space above the annular plate 16 continues to have a circular flow and thereby reaches the area of a plurality of openings 24 provided in the inner flange 15 of the annular plate 16 for introduction into the inner annular space and thus the area of the inner coil 10 . A corresponding pressure drop is built up by the suction point of the circulation pump 4 located at the lower end of this inner annular space, so that the temperature-regulating medium flowing around in the circumferential direction flows down along the course of the inner coil 10 and then reaches the suction port of the circulation pump 4 .
Im Ausführungsbeispiel sind, wie in Fig. 2 erkennbar, im Umfangsverlauf des Ringplatten-Innenflansches 15 mehrere Durch trittsöffnungen 24 vorgesehen, die in ihrem Querschnitt ent sprechend dem örtlichen Strömungsdruck dimensioniert sind und in Bereichen geringeren Druckes größer sind als in Bereichen höheren Druckes. Dadurch wird eine Vergleichmäßigung der Einströmung in den inneren Ringspaltraum erreicht. Es besteht auch die Möglichkeit, daß bei einer oder mehreren dieser Öffnungen 24 Leitflächen angeordnet sind, um die Strömungsumleitung in den Bereich der Innenwendel 10 zu begünstigen. Weiterhin besteht auch zur Vergleichmäßigung der Einströmung oder Umströmung zur Innenwendel 10 die Möglichkeit, die im Umfangsverlauf des Ringplatten- Innenflansches 15 vorgesehenen Durchtrittsöffnungen 24 in Umfangsrichtung, ausgehend von der Einströmstelle bei der Öffnung 19, in ihrem lichten Querschnitt gegebenenfalls kontinuierlich zunehmen zu lassen oder daß in Umfangsabschnitten Gruppen von Durchtrittsöffnungen mit gleichem lichten Querschnitt vorgesehen sind.In the embodiment, as can be seen in Fig. 2, several through openings 24 are provided in the circumferential course of the ring plate inner flange 15 , which are dimensioned in cross-section accordingly the local flow pressure and are greater in areas of lower pressure than in areas of higher pressure. As a result, the inflow into the inner annular gap is evened out. There is also the possibility that 24 guide surfaces are arranged in one or more of these openings in order to favor the flow diversion into the area of the inner coil 10 . Furthermore, to even out the inflow or flow around the inner coil 10, there is the possibility, in the circumferential direction of the openings 24 provided in the circumferential course of the ring plate inner flange 15 , starting from the inflow point at the opening 19 , to have their internal cross section continuously increased or that Circumferential sections groups of passage openings with the same clear cross section are provided.
Erwähnt sei noch, daß sich der Innenrand des Ringplatten-Innenflan sches 15 etwa bis zur Außenseite des Verdrängungskörpers 17 erstreckt, so daß die Einströmung von Temperiermedium in den Bereich der Innenwendel 10 praktisch ausschließlich über die im Innenflansch 15 vorgesehenen Öffnungen 24 erfolgt.It should also be mentioned that the inner edge of the ring plate inner flange 15 extends approximately to the outside of the displacer 17 , so that the inflow of temperature control medium into the area of the inner coil 10 occurs practically exclusively via the openings 24 provided in the inner flange 15 .
Der Kältemittel-Zulauf 11 ist am unteren Ende der Innenwendel 10 vorgesehen und dementsprechend der Kältemittel-Ablauf 12 am unteren Ende der Außenwendel 9. Die Einströmung der Temperierflüssigkeit erfolgt, am unteren Ende des Behälters 5 etwa in tangentialer Richtung, damit sich die in Umfangsrichtung umlaufende Strömung ergibt. Das Temperiermedium kommt dadurch zuerst mit dem ab strömseitigen Teil des Verdampfers in Kontakt, und somit mit dem relativ wärmsten Bereich des Verdampfers, während das bereits abgekühlte Temperiermedium am Ende der Strömungsführung, also am unteren Ende der Innenwendel 10 mit dem relativ kältesten Bereich des Verdampfers 8 in Berührung kommt. Es ist dadurch eine Gegenstromkühlung mit hoher Effektivität gebildet.The refrigerant inlet 11 is provided at the lower end of the inner coil 10 and, accordingly, the refrigerant outlet 12 at the lower end of the outer coil 9 . The heat transfer liquid flows in at the lower end of the container 5 approximately in the tangential direction, so that the circumferential flow results. As a result, the temperature control medium comes into contact with the part of the evaporator on the flow side, and thus with the relatively warmest area of the evaporator, while the temperature control medium that has already cooled at the end of the flow guide, i.e. at the lower end of the inner coil 10, with the relatively coldest area of the evaporator 8 comes into contact. A counterflow cooling with high effectiveness is thereby formed.
Die Trennwand 13 zwischen der Außenwendel 9 und der Innenwendel 10 des Verdampfers 8 erstreckt sich bis zum Boden des Behälters 5. Bodenseitig ist eine in den Zeichnungen nicht erkennbare Befüllöffnung für Temperiermedium vorgesehen, die beidseitig der Trennwand 13 mündet. Dadurch ist bei dem Befüllvorgang ein gleichzeitiges Befüllen der Bereiche beidseitig der Trennwand 13 möglich.The partition 13 between the outer coil 9 and the inner coil 10 of the evaporator 8 extends to the bottom of the container 5 . At the bottom there is a filling opening for temperature control medium, which cannot be seen in the drawings, and which opens on both sides of the partition 13 . As a result, simultaneous filling of the areas on both sides of the partition 13 is possible during the filling process.
Der Verdampfer 8 mit Außenwendel 9 und Innenwendel 10 in Verbindung mit der Trennwand 13 und der oberseitig angeordneten Ringplatte 16 sowie einem unterseitig angeordneten Bodenflansch 25 bilden, wie gut in Fig. 1 erkennbar, eine kompakte Montageeinheit. The evaporator 8 with the outer helix 9 and inner helix 10 in connection with the partition 13 and the ring plate 16 arranged on the top and a bottom flange 25 arranged on the underside form, as can be seen in FIG. 1, a compact assembly unit.
Oberhalb des Verdampfers 8 ist im Ausführungsbeispiel die Heizschlange 7 der Heizeinrichtung 6 angeordnet.In the exemplary embodiment, the heating coil 7 of the heating device 6 is arranged above the evaporator 8 .
Der Behälter 5 weist oberseitig einen Abschlußdeckel auf, der etwas schräg aus der horizontalen Lage geneigt ausgebildet ist und an der höchsten Stelle an eine Entlüftungsleitung 26 angeschlossen ist. Das Ende dieser Entlüftungsleitung ist durch ein Ventil 27 verschlossen. Die Entlüftungsleitung 26 ist an einen Ringkanal angeschlossen, der sich oberhalb des Pumpenteiles 21 befindet und an den auch der Druckstutzen oder Auslaßstutzen 3 der Umwälzpumpe 4 angeschlossen ist. In diesem Bereich strömt das Temperiermedium kreisförmig um und gelangt dabei auch in den Anschlußbereich der Entlüftungsleitung 26. Um sicherzustellen, daß Luftbläschen tatsächlich in die Entlüftungsleitung 26 gelangen, weist diese an ihrem unteren Anschlußende einen Entlüftungsdom 28 auf, der einen gegenüber der Entlüftungsleitung 26 erweiterten Querschnitt aufweist. Der Querschnitt ist dabei so bemessen, daß die Luftblasen auf genommen und dadurch abgeführt werden können. Bei kleinem Querschnitt würde, bedingt durch Oberflächenspannungen, das Abführen von unerwünschten Luftbläschen erschwert sein.The container 5 has an end cover on the upper side, which is inclined somewhat obliquely from the horizontal position and is connected at the highest point to a vent line 26 . The end of this vent line is closed by a valve 27 . The vent line 26 is connected to an annular channel which is located above the pump part 21 and to which the pressure port or outlet port 3 of the circulation pump 4 is also connected. The temperature control medium flows in a circular manner in this area and also reaches the connection area of the ventilation line 26 . In order to ensure that air bubbles actually get into the ventilation line 26 , this has at its lower connection end a ventilation dome 28 which has an enlarged cross section compared to the ventilation line 26 . The cross section is dimensioned so that the air bubbles can be picked up and thereby removed. With a small cross-section, the removal of unwanted air bubbles would be difficult due to surface tensions.
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