DE102012218691A1 - Evaporator, refrigeration unit and injection sleeve for it - Google Patents
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Abstract
Ein Verdampfer für ein Kältegerät umfasst eine Verdampferleitung (1) und eine in einen Einlassanschluss der Verdampferleitung (1) eingefügte Einspritzhülse (3). Die Einspritzhülse (3) weist mehrere in Durchgangsrichtung aufeinanderfolgende hohlzylindrische Segmente (7, 8, 9, 10, 12) mit unterschiedlichen Innendurchmessern auf.An evaporator for a refrigeration device comprises an evaporator line (1) and an injection sleeve (3) inserted into an inlet connection of the evaporator line (1). The injection sleeve (3) has a plurality of hollow cylindrical segments (7, 8, 9, 10, 12) which follow one another in the passage direction and have different inner diameters.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampfer für ein Kältegerät, ein Kältegerät, das den Verdampfer verwendet, sowie eine Einspritzhülse zur Verwendung in dem Verdampfer.The present invention relates to an evaporator for a refrigerator, a refrigerator using the evaporator, and an injection sleeve for use in the evaporator.
Herkömmlicherweise erreicht das in einem Kältegerät zirkulierende Kältemittel den Verdampfer über ein Drosselrohr, dessen geringer Durchmesser Strömungsgeschwindigkeiten des Kältemittels von einigen zehn bis sogar mehreren hundert Kilometern pro Stunde erzwingt. Im Verdampfer ist der für die Zirkulation des Kältemittels verfügbare Leitungsquerschnitt erheblich höher, und die Strömung dementsprechend erheblich langsamer. Aufgrund der starken Verzögerung am Eingang des Verdampfers neigt die Kältemittelströmung hier stark zur Turbulenz, und, in Folge dessen, zur Erzeugung von Betriebsgeräuschen. Conventionally, the refrigerant circulating in a refrigerator reaches the evaporator via a throttle pipe whose small diameter forces refrigerant flow velocities of several tens to even several hundreds of kilometers per hour. In the evaporator, the available for the circulation of the refrigerant line cross-section is considerably higher, and the flow accordingly much slower. Due to the strong delay at the inlet of the evaporator, the refrigerant flow here tends to strong turbulence, and, as a result, to generate operating noise.
Um diese Betriebsgeräusche zu minimieren, ist es erforderlich, die Geometrie des Einlasses des Verdampfers sorgfältig zu optimieren, und eine solche geräuschoptimierte Geometrie reproduzierbar zu fertigen. To minimize this operating noise, it is necessary to carefully optimize the geometry of the inlet of the evaporator, and to reproducibly fabricate such a noise-optimized geometry.
Es ist an sich bekannt, am Einlass eines Verdampfers eine Einspritzhülse einzufügen, deren freier Innendurchmesser in Durchströmungsrichtung allmählich zunimmt, um so einen kontinuierlichen und gleichmäßigen Übergang von dem engen Querschnitt des Drosselrohrs zum weiten Querschnitt der Verdampferleitung zu schaffen. Eine solche sich konisch erweiternde Einspritzhülse ist beschwerlich zu fertigen, und sie ist auch schwierig im Hinblick auf minimale Geräuscherzeugung zu optimieren, denn da Querschnittänderungen von beliebigem Ausmaß an beliebigen Stellen entlang der Hülse vorgenommen werden können, gibt es im Prinzip unendlich viele Freiheitsgrade, in denen Änderungen vorgenommen werden können, so dass eine systematische Suche nach einem optimalen Querschnittsverlauf mit endlichem Aufwand an Zeit und Ressourcen kaum möglich erscheint.It is known per se to insert at the inlet of an evaporator an injection sleeve whose free inner diameter in the flow direction gradually increases so as to provide a continuous and uniform transition from the narrow cross section of the throttle tube to the wide cross section of the evaporator line. Such a flared injection sleeve is cumbersome to manufacture and is also difficult to optimize for minimum noise generation because, since cross-sectional changes of any degree can be made anywhere along the sleeve, there are, in principle, infinitely many degrees of freedom in which Changes can be made, so that a systematic search for an optimal cross-sectional course with limited expenditure of time and resources seems hardly possible.
Aufgabe der Erfindung ist, einen Verdampfer für ein Kältegerät und insbesondere eine Einspritzhülse für einen solchen Verdampfer zu schaffen, die sowohl eine einfache und preiswerte Fertigung als auch eine systematische Optimierung erlauben. The object of the invention is to provide an evaporator for a refrigerator and in particular an injection sleeve for such an evaporator, which allow both a simple and inexpensive production and a systematic optimization.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Einspritzhülse, die mehrere in Durchgangsrichtung aufeinanderfolgende hohlzylindrische Segmente mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist, bzw. durch einen Verdampfer, bei dem eine solche Einspritzhülse in einen Einlassanschluss der Verdampferleitung eingefügt ist.The object is achieved by an injection sleeve which has a plurality of hollow cylindrical segments of different diameters which follow one another in the passage direction, or by an evaporator in which such an injection sleeve is inserted into an inlet connection of the evaporator line.
Dank der Zylinderform ihrer Segmente ist die Einspritzhülse durch Bohren bequem zu fertigen; außerdem resultiert aus der Gliederung der Hülse in die hohlzylindrischen Segmente mit unterschiedlichen Durchmesserwerten eine Reduzierung der Zahl der optimierbaren Parameter, wodurch eine systematische Optimierung im Hinblick auf eine Minimierung des Betriebsgeräusches erst möglich wird. Stufen des Durchmesserverlaufs zwischen den aufeinanderfolgenden Segmenten tragen zur Geräuschentwicklung nicht merklich bei, da im Kältemittel beim Passieren der Stufen eventuell angeregte Schwingungen aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit jenseits des vom Menschen wahrnehmbaren Frequenzbereichs liegen und, selbst wenn subharmonische Anteile im hörbaren Bereich des Spektrums erzeugt werden sollten, deren hohe Frequenzen im Allgemeinen durch die Wärmedämmschicht eines Kältegerätegehäuses wirksam gedämpft werden.Thanks to the cylindrical shape of their segments, the injection sleeve is easy to manufacture by drilling; Moreover, the division of the sleeve into the hollow cylindrical segments with different diameter values results in a reduction in the number of parameters that can be optimized, so that systematic optimization with regard to minimizing operating noise is only possible. Stages of the diameter progression between the successive segments do not appreciably contribute to the noise, since in the refrigerant when passing the stages there may be excited vibrations due to the high flow velocity beyond the human perceptible frequency range and, even if subharmonic components should be generated in the audible region of the spectrum, whose high frequencies are generally effectively damped by the thermal barrier coating of a refrigerator housing.
Wenn die freien Durchmesser der hohlzylindrischen Segmente in Durchgangsrichtung zunehmen, kann die Einspritzdüse kostengünstig einteilig gefertigt werden. When the free diameters of the hollow cylindrical segments increase in the passage direction, the injection nozzle can be inexpensively manufactured in one piece.
Um das Einfügen der Hülse in die Verdampferleitung zu erleichtern, haben die hohlzylindrischen Segmente vorzugsweise einen gleichen Außendurchmesser. In order to facilitate the insertion of the sleeve in the evaporator line, the hollow cylindrical segments preferably have a same outer diameter.
Die Zahl der hohlzylindrischen Segmente beträgt vorzugsweise zwischen 4 und 10. Bei einer kleineren Zahl von Segmenten ist nicht gewährleistet, dass eine Optimierung der Geräuschemission tatsächlich zu einem befriedigenden Ergebnis führt; bei einer größeren Zahl von Segmenten wächst der Optimierungsaufwand erheblich an, ohne dass sich das Ergebnis der Optimierung wesentlich verbessert. The number of hollow cylindrical segments is preferably between 4 and 10. With a smaller number of segments, it is not guaranteed that optimizing the noise emission actually leads to a satisfactory result; With a larger number of segments, the optimization effort increases considerably, without the result of the optimization significantly improving.
Die hohlzylindrischen Segmente können sämtlich eine gleiche Länge haben; der optimierbare Parameter ist dann der Durchmesser. The hollow cylindrical segments can all be of equal length; the optimizable parameter is then the diameter.
Umgekehrt kann auch die Länge der Segmente als optimierbarer Parameter gewählt werden; dann sind zweckmäßigerweise nur diskrete Werte des Durchmessers zugelassen, so dass die Differenz der Innendurchmesser von je zwei aufeinanderfolgenden hohlzylindrischen Segmenten immer gleich einer vorgegebenen festen Schrittweite oder ein kleines Mehrfaches dieser Schrittweite ist.Conversely, the length of the segments can also be selected as an optimizable parameter; then expediently only discrete values of the diameter are allowed, so that the difference of the inner diameter of each two successive hollow cylindrical segments is always equal to a predetermined fixed increment or a small multiple of this increment.
Die Einspritzhülse sollte auch ein Eingangssegment zum Aufnehmen eines Drosselrohrs aufweisen. The injection sleeve should also have an entrance segment for receiving a throttle tube.
Wenn das Eingangssegment einen kleineren Innendurchmesser als ein auf das Eingangssegment folgendes hohlzylindrisches Segment hat, dann können die hohlzylindrischen Segmente und das Eingangssegment in einem Arbeitsgang bzw. mit einem einzigen, passend geformten Bohrer gebohrt werden. Um die Einspritzgeometrie in der Serienfertigung zuverlässig zu reproduzieren und einheitlich geräuscharme Verdampfer zu erhalten, ist es dann allerdings erforderlich, die Tiefe, bis zu der das Drosselrohr in die Einspritzhülse eingeschoben wird, abzumessen. If the entry segment has a smaller inner diameter than a hollow cylindrical segment following the entry segment, then the hollow cylindrical segments and the Input segment are drilled in a single operation or with a single, suitably shaped drill. In order to reliably reproduce the injection geometry in series production and to obtain uniform low-noise evaporator, it is then necessary to measure the depth to which the throttle tube is inserted into the injection sleeve.
Alternativ kann das Eingangssegment auch einen größeren Innendurchmesser haben als ein auf das Eingangssegment folgendes hohlzylindrisches Segment. In diesem Fall sind zwar zum Bohren der Einspritzhülse zwei Arbeitsgänge erforderlich, da die hohlzylindrischen Segmente und das Eingangssegment aus unterschiedlichen Richtungen gebohrt werden müssen, doch kann die dadurch resultierende Durchmesserstufe zwischen dem Eingangssegment und dem darauffolgenden hohlzylindrischen Segment als Anschlag genutzt werden, der die Eingangstiefe des Drosselrohrs reproduzierbar begrenzt. Alternatively, the entry segment may also have a larger inner diameter than a hollow cylindrical segment following the entry segment. In this case, although two operations are required for drilling the injection sleeve, since the hollow cylindrical segments and the input segment have to be drilled from different directions, the resulting diameter step between the input segment and the subsequent hollow cylindrical segment can be used as a stop which determines the depth of entry of the Throttle tube reproducibly limited.
Die Verdampferleitung kann ein Rohr sein, z.B. bei Verdampfern vom Tube-on-sheet-Typ, Lamellenverdampfern etc. The evaporator conduit may be a tube, e.g. for evaporators of the tube-on-sheet type, finned evaporators, etc.
Zweckmäßig ist aber auch die Verwendung der Hülse bei einer aus zwei aneinandergefügten Blechen gebildeten Verdampferleitung, z.B. eines Rollbond-Verdampfers, da bei Verdampfern dieses Typs, wenn das Drosselrohr unmittelbar zwischen die zwei Bleche eingefügt ist, der Leitungsquerschnitt am Einlass besonders stark variieren kann. However, it is also expedient to use the sleeve in an evaporator line formed from two joined plates, e.g. a Rollbond evaporator, as in evaporators of this type, when the throttle pipe is inserted directly between the two sheets, the line cross-section at the inlet can vary greatly.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, das einen Verdampfer bzw. eine Einspritzhülse der oben beschriebenen Art aufweist. The subject matter of the invention is also a refrigeration device, in particular a domestic refrigerator, which has an evaporator or an injection sleeve of the type described above.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. From this description and the figures also show features of the embodiments, which are not mentioned in the claims. Such features may also occur in combinations other than those specifically disclosed herein. Therefore, the fact that several such features are mentioned in the same sentence or in a different type of textual context does not justify the conclusion that they can occur only in the specific combination disclosed; instead, it is generally to be assumed that it is also possible to omit or modify individual ones of several such features, provided this does not call into question the functionality of the invention. Show it:
Die Verdampferleitung
Ein innerer Durchgang der Einspritzhülse
Unmittelbar an den stromaufwärtigen Enden der Verdampferleitung
Bei der Ausgestaltung der
Es ist leicht nachvollziehbar, dass bei den Ausgestaltungen der
Dieses Problem stellt sich nicht bei der Ausgestaltung der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Verdampferleitung evaporator line
- 22
- Einlassabschnitt inlet section
- 33
- Einspritzhülse Injection sleeve
- 44
- Anschlag attack
- 55
- Drosselrohr choke tube
- 66
- Eingangssegment entry segment
- 77
- hohlzylindrisches Segment hollow cylindrical segment
- 88th
- hohlzylindrisches Segment hollow cylindrical segment
- 99
- hohlzylindrisches Segment hollow cylindrical segment
- 1010
- hohlzylindrisches Segment hollow cylindrical segment
- 1111
- hohlzylindrisches Segment hollow cylindrical segment
- 1212
- hohlzylindrisches Segment hollow cylindrical segment
- 1313
- Lötnaht soldered seam
- 1414
- Lötnaht soldered seam
- 1515
- Schulter shoulder
Claims (13)
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