DE10211477B4

DE10211477B4 - Kältemittelverteiler

Info

Publication number: DE10211477B4
Application number: DE10211477A
Authority: DE
Inventors: Zbigniew Ryszard Dr. Huelle
Original assignee: DR HUELLE ENERGIE-ENGINEERING GmbH; HUELLE ENERGIE ENG GmbH
Current assignee: DR HUELLE ENERGIE-ENGINEERING GmbH; HUELLE ENERGIE ENG GmbH
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2022-03-16
Also published as: DE10211477A1

Abstract

Kältemittelverteiler zur Verwendung zwischen einem Expansionsventil und einem Verdampfer einer Kälteanlage mit
– einer zentralen Flüssigkeits/Dampfgemisch-Einströmeinrichtung mit einem Einströmkanal,
– mehreren um den Einströmkanal herum verteilten Ausströmeinrichtungen mit Eintrittsöffnungen für die Flüssigkeit und den Dampf,
– einem Gehäuse mit Gehäusewandung,
– einem Führungsraum zur radialen Strömungsführung,
– einem Raum zwischen Gehäusewandung und Ausströmeinrichtungen als Sammelraum für die Flüssigkeit und den Dampf, wobei die Ausströmeinrichtungen mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehen sind, die den Flüssigkeits- und Dampfbereich des Raumes mit den Ausströmeinrichtungen verbinden dadurch gekennzeichnet, dass
– ein einstückiger zylindrischer Verteilerkopf (4) vorgesehen ist, in dem die Einströmeinrichtung als durch eine zentrale Durchgangsbohrung gebildeter Einströmkanal (14) zur Zufuhr des Flüssigkeits/Dampfgemisches von unten und die Ausströmeinrichtungen (16) als den zentralen Einströmkanal (14) umgebende Ausströmkanäle ausgebildet sind, und der einen mit einem mit dem Einströmkanal(14) ausgerichteten, sich erweiternden Aufsatzkanal (24) versehenen Aufsatz (6, 34) zur Einströmsteuerung aufweist,...

Description

Die Erfindung betrifft einen Kältemittelverteiler gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und 2.
Eine Kälteanlage arbeitet nach dem Prinzip eines geschlossenen Kältemittelkreislaufes, siehe hierzu die beigefügten 1 und 2 der Zeichnung. Die vier Hauptkomponenten eines solchen Kältemittelkreislaufes sind der Verdampfer, der Verdichter, der Verflüssiger mit dem Sammler und das Expansionsventil. Im Verdampfer wird dem Kältemittel bei niedriger Temperatur und dementsprechendem niedrigen Druck die Wärme zugeführt, wodurch das dem Verdampfer zugeführte Zweiphasengemisch Flüssigkeit/Dampf in die Dampfphase übergeht. Die flüssige Phase des Kältemittels nimmt bei ihrem Übergang in die Dampfphase (Verdampfungsprozess) eine diesem Vorgang entsprechende Wärme (Verdampfungswärme) auf. Im Verdichter wird die angesaugte Dampfphase von niedriger Temperatur und dementsprechendem niedrigen Druck durch die Zufuhr von Arbeit (Verdichtungsarbeit) zu einer höheren Temperatur und dementsprechendem höheren Druck verdichtet. Im Verflüssiger wird der Dampfphase die Wärme bei höherer Temperatur und dementsprechendem höheren Druck entzogen und geht durch Abgabe der Verflüssigungswärme in die Flüssigkeitsphase über. Das verflüssigte Kältemittel wird vom Verflüssiger ständig entfernt und im Sammler zur Weiterbeförderung aufbewahrt. Im Expansionsventil wird das flüssige Kältemittel von dem im Verflüssiger herrschenden höheren Druck und der entsprechenden höheren Temperatur auf den im Verdampfer herrschenden niedrigeren Druck und die entsprechend niedrigere Temperatur entspannt (gedrosselt). Dieser Entspannungsprozess ist nicht verlustlos. Im Verlauf dieses Entspannungsprozesses wird ein Teil der Flüssigkeitsphase des Kältemittels verdampft und das Kältemittel geht in ein Zweiphasengemisch Flüssigkeit/Dampf über, das dem Verdampfer zugeführt wird.
Besteht der Verdampfer aus nur einer Rohrschlage, d. h., es ist nur ein Verdampfungspfad vorhanden, wie in der 1 gezeigt, so ist kein Kältemittelverteiler notwendig. Das ist aber nur ein seltener Ausnahmefall. In normaler industrieller Praxis besteht der Verdampfer aus mehreren Verdampfungspfaden und zur gleichmäßigen Verteilung des zweiphasigen Kältemittelgemisches Flüssigkeit/Dampf muss ein Kältemittelverteiler eingesetzt werden. Die Lage eines solchen Kältemittelverteilers ist in der 2 dargestellt. Wie ersichtlich ist der Kältemittelverteiler direkt mit einer einzigen Leitung mit dem Expansionsventil verbunden. Aus dem Kältemittelverteiler führen mehrere Leitungen weiter zu den einzelnen Verdampfungspfaden des Verdampfers.
Das Zweiphasengemisch Dampf/Flüssigkeit des Kältemittels ist nach dem Expansionsventil nicht homogen. Die Massenanteile von Dampf und Flüssigkeit in dem Gemisch am Eingang des Kältemittelverteilers variieren stochastisch mit der Zeit. Aus diesem Grunde ist die gleichmäßige Verteilung zur Erzielung gleicher Massenströme des Kältemittels auf die Verdampfungspfade schwierig.
Es ist bekannt, als Kältemittelverteiler sogenannte Venturi-Verteiler und Chawla/Schmitz-Verteiler einzusetzen, vgl. DE 24 60 214 , DE 27 31 279 , DE 42 27 598 , DE 44 07 275 sowie EP 360 034 .
Der Venturi-Verteiler hat den Nachteil, dass in der Venturi-Verjüngung die vermutete Homogenisierung des Zweiphasengemisches nicht optimal verläuft, so dass in der Praxis eine nicht zufrieden stellende Kältemittelverteilung beobachtet wird.
Bei der Verteilerkonstruktion nach Chawla/Schmitz wird versucht, die Homogenisierung des Dampf/Flüssigkeitsgemisches auf dem Wege der Entmischung und danach eingesetzter erneuter Mischung zu erreichen. Die dafür vorgesehene starre mechanische Konstruktion ist jedoch mit vielen Unzulänglichkeiten in der Wirkung und in der Herstellung verbunden. Der Verteiler weist an schwer zugänglichen Stellen viele Löt- und Schweißnähte auf. Der Chawla/Schmitz-Verteiler erlaubt keine schnelle und kostengünstige Anpassung an die Strömungsdynamik der einzelnen Kältemittelgruppen.
Aus der US 2,196,858 ist ein Verteilerkopf zum Verteilen eines Kältemittels auf mehrere Verdampfer-Verdampfungspfade in einer Kälteanlage bekannt, die einen Verflüssiger und ein Expansionsventil umfasst, in dem flüssiges Kältemittel in eine Mischung aus flüssigem und gasförmigem Kältemittel überführt wird. Der Verteilerkopf umfasst eine Kammer mit oberseitigem Einlass für das vom Expansionsventil zugeführte Kältemittel und eine Wand, die die Kammer in Kammerteile teilt. Mehrere Verteilerrohre gleicher Länge und Größe ragen in das das Kältemittel aufnehmende Kammerteil und stehen in Verbindung mit den Verdampfungspfaden des Verdampfers und erstrecken sich vom oberen Ende der Kammer bis zu deren Boden. Die Rohre sind mit Flüssigkeitseintrittsöffnungen im Bodenbereich und mit Gaseintrittsöffnungen im oberen Bereich der Kammer versehen.
Die DE 27 31 279 C2 offenbart eine Vorrichtung zum Verteilen eines strömenden Flüssigkeits-Gas-Gemisches in mehrere Teilströme, bei der eine zur Deckenwand eines Abscheiders beabstandete Zwischenwand vorgesehen ist, welche den Abscheider in einen oberen und einen unteren Abschnitt unterteilt. In der Zwischenwand ist eine Öffnung für die Zuführleitung vorgesehen, über die das Flüssigkeits-Gas-Gemisch gegen die Deckenwand geleitet wird. In dem Bereich zwischen Deckenwand und Zwischenwand beginnt die Trennung der flüssigen Phase von der festen Phase, wobei die Flüssigkeit und das Gas durch einen Ringspalt zwischen der Zwischenwand und der Umfangswandung des Abscheiders nach unten gelangt und das Gas in die unterhalb der Zwischenwand gelegenen Gasabführleitungen eintreten kann, während die Flüssigkeit sich im unteren Bereich des Behältnisses sammelt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist ein zentrales Einströmrohr vorgesehen, das von mehreren Ausströmrohren umgeben ist, die mit dem Eintrömrohr verschweißt sind.
Durch die DE 44 07 275 A1 ist eine Vorrichtung zum Verteilen eines strömenden Flüssigkeits-Gas-Gemisches in mehrere Teilströme mit vorgebbaren Verhältnissen von Flüssigkeits-zu-Gas-Massenstrom bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einem als geschlossener Behälter ausgebildeten Abscheider, in den eine zur Behälterachse koaxiale Zuführleitung für das Gemisch mündet und in dem sich mehrere zur Behälterachse parallele Abführleitungen für die Teilströme erstrecken, wobei die Zuführ- und die Abführleitungen oberhalb eines sich einstellenden Flüssigkeitsspiegels im Abscheider münden und in den Abführleitungen sowohl oberhalb als auch unterhalb des Flüssigkeitsspiegels vorzugsweise schlitzförmige Durchtrittsöffnungen vorhanden sind. Die freien Enden der durch die Bodenwand des Abscheiders geführten Zuführleitung und der dazu benachbart angeordneten Abführleitungen erstrecken sich bis nahe an die gekrümmt ausgebildete Deckenwandung des Abscheiders. Der Abstand zwischen der Mündungsöffnung der Zuführleitung und der gekrümmten Deckenwandung ist vorzugsweise geringer als der entsprechende Abstand der Mündungsöffnungen der Abführleitungen. Bei dieser Vorrichtung ist ein zentrales Eintrömrohr vorgesehen, das von mehreren Ausströmrohren mit Abstand umgeben ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kältemittelverteiler zu schaffen, der einfach und kostengünstig herstellbar ist und leicht an die jeweiligen Kältemittel und deren dynamische Eigenschaften angepasst werden kann und der eine zufriedenstellende Kältemittelverteilung gewährleistet.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Aufgabenlösungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Kältemittelverteiler kann grundsätzlich in zwei verschiedenen Ausführungen gefertigt werden, zum einen mit Einströmung des Dampf/Flüssigkeitsgemisches von unten (Anspruch 1) und zum anderen mit Einströmung dieses Gemisches von oben (Anspruch 2).
Bei der Ausführung mit Einströmung des Gemisches von unten besteht der erfindungsgemäße Kältemittelverteiler aus nur drei Teilen, einem Verteilerkopf, einer mit dem Verteilerkopf verschweißten Kappe und einem Aufsatz auf den Verteilerkopf zur Einströmungssteuerung. Bei der Ausführung mit Einströmung des Gemisches von oben besteht der erfindungsgemäße Kältemittelverteiler aus nur vier Teilen, nämlich einem Verteilerkopf, einer mit dem Verteilerkopf ver schweißten Kappe, einem auf dem Verteilerkopf aufgesetzten pilzförmigen Aufsatz und einem Einströmstutzen, der in die Kappe eingeschweißt ist.
Der erfindungsgemäße Verteilerkopf kann kostengünstig aus einem der Vorgabe entsprechenden Rohling, vorzugsweise aus Metall, komplett mit Hilfe einer Dreh/Bohr/Fräs-Verarbeitungsmaschine, vorzugsweise vollautomatisch, nach einem vorgebbaren Programm gefertigt werden oder kann mit Hilfe der Gießtechnik hergestellt werden. Dies ermöglicht eine anpassungsfähige kostengünstige und schnelle Herstellung. Hierbei sind folgende Parameter frei wählbar: Länge, Durchmesser und Anzahl der Ausströmungskanäle, Breite, Höhe und Anzahl der Durchtrittsöffnungen, bspw. Schlitze, in den Ausströmungskanälen, Durchmesser und Länge des Einströmungskanals.
Die Kappe ist ebenfalls ein einstückiges Bauteil oder kann aus fertigungstechnischen Gründen aus zwei miteinander verbundenen, bspw. verschweißten, Teilen bestehen, bspw. einem unteren zylindrischen Teil und einem gewölbten oberen Teil. Die Abmessungen und Formgebung (Breite, Höhe, Wölbung) der Kappe sind leicht an die Abmessungen des Verteilerkopfes anpassbar.
Der erfindungsgemäße Kältemittelverteiler kann also in seinem Aufbau beliebig gestaltet werden, so dass er optimal an die jeweiligen Strömungsverhältnisse des Dampf/Flüssigkeitsgemisches anpassbar ist zur Optimierung der gleichmäßigen Verteilung der Dampf/Flüssigkeitsmassenströme des jeweiligen Kältemittels.
Im Gegensatz zu den bekannten Chawla/Schmitz-Verteilern, die auf der Basis von handelsüblichen, genormten Rohrdimensionen aufgebaut werden, erlaubt die Konstruktion des er findungsgemäßen Kältemittelverteilers eine schnelle und kostengünstige Anpassung der Produktion an den anstehenden Bedarf, und zwar in Verbindung mit den aktuellen dynamischen Eigenschaften der jeweils gewählten Kältemittelgruppe. Dadurch ist, wie schon erwähnt, eine gleichmäßige Verteilung der Dampf/Flüssigkeitsmassenströme des jeweiligen Kältemittels erreichbar.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert werden.
Es zeigt
1 schematisch einen Kältemittelkreis nach dem Stand der Technik ohne Kältemittelverteiler,
2 schematisch einen Kältemittelkreis gemäß Stand der Technik mit Kältemittelverteiler,
3 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kältemittelverteilers im Schnitt mit Verteilerkopf, Kappe und Einströmaufsatz,
3a einen Schnitt A-A durch den Kältemittelverteiler nach 3,
3b einen Schnitt B-B durch den Kältemittelverteiler nach 3,
3c, 3d zwei Schnitte analog dem Schnitt B-B nach 3b durch Verteilerköpfe mit unterschiedlicher Zahl von Ausströmungskanälen,
4a, 4b, 4c drei verschiedene Verteilerkopfkonstruktionen,
5 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kältemittelverteilers im Schnitt,
6 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kältemittelverteilers im Schnitt,
7 die Ausführungsform nach 3 mit modifizierter Kappe und Schweißnaht,
8 eine Modifikation der Ausführungsform nach 3,
8a einen Schnitt A-A durch die Ausführungsform nach 8 und
8b einen Schnitt B-B durch die Ausführungsform nach 8.
Gleiche oder einander entsprechende Bauteile in den Figuren der Zeichnung sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 3 zeigt einen Kältemittelverteiler 2 bestehend aus einem Verteilerkopf 4, einem Einströmaufsatz 6 und einer Kappe B.
Der Verteilerkopf 4 besteht aus einem oberen zylindrischen Teil 4', auf dem der Einströmaufsatz 6 aufgesteckt ist, und einem unteren kegelförmig erweiterten Teil 4'', der mit dem zylindrischen Teil 4' einstückig ausgebildet ist. Die Kappe 8 umgibt den zylindrischen Teil 4' mit Aufsatz 6 mit Abstand, so dass zwischen dem zylindrischen Teil 4' und dem Aufsatz 6 einerseits und der Kappe 8 andererseits ein oberer Führungsraum 10 zur radialen Strömungsführung, daran anschließend ein ringförmiger Strömungsraum 11, daran anschließend eine Ringkammer 13 und daran anschließend ein Ringraum 12 gebildet sind.
Der Verteilerkopf 4 weist einen die Teile 4' und 4" durchsetzenden zentralen, senkrechten, runden Einströmkanal 14 und um diesen herum mehrere gleichmäßig konzentrisch verteilte runde Ausströmkanäle 16 auf, vgl. 3a–3d, die im Teil 4' senkrecht und parallel zum zentralen Einströmkanal 14 und im unteren Teil 4'' schräg nach außen etwa entsprechend der Kegelsteigung verlaufen und eine obere Einströmöffnung 15 aufweisen. Die Ausströmkanäle 16 stehen im oberen Teil 4' des Verteilerkopfes 4 über als Schlitze 18 ausgebildete Durchtrittsöffnungen mit dem Ringraum 12 in Verbindung, vgl. auch 3a. Die Schlitze 18 werden vorzugsweise durch Schneiden, bspw. Fräsen, von Umfangsnuten 19 im Teil 4' des Verteilerkopfes 4 hergestellt und sind voneinander durch Umfangsrippen 17 getrennt. In der 3a bezeichnen SB die Schlitzbreite, RFr den Fräsradius und RVK den Radius des Teiles 4' des Verteilerkopfes 4.
Die Durchmesser DA der Ausströmkanäle 16 sind kleiner als der Durchmesser DE des Einströmkanals 14 und weisen somit einen kleineren freien Strömungsquerschnitt auf als der Einströmkanal.
Die Kappe 8 weist einen zylindrischen Mantel 8' und eine gewölbte Kappendecke 8'' auf, wobei Mantel 8' und Kappendecke 8'' einstückig ausgebildet sind, vgl. 3, oder aus separaten miteinander verbundenen Teilen bestehen, vgl. 7. Der Rand 21 des Mantels 8' ist mit nur einer Schweißnaht 20 mit einem Ringflansch 22 des Verteilerkopfes 4 verbunden, wobei die Schweißnaht unten (3) oder seitlich außen (7) angeordnet sein kann. Der Ringflansch 22 ist am Übergang zwischen den Teilen 4' und 4'' des Verteilerkopfes etwa horizontal wegstrebend angeordnet.
Der Einströmaufsatz 6 weist einen mit dem zentralen Einströmkanal 14 des Verteilerkopfes 4 ausgerichteten, sich stetig erweiternden Aufsatzkanal 24 auf, dessen freier Rand 25 die Einströmöffnungen 15 mit Abstand überdeckt, so dass keine Flüssigkeit direkt von oben in die Eintrittsöffnungen eintreten kann.
Die Höhe VKH und der Durchmesser VKD des zylindrischen Teiles 4' des Verteilerkopfes 4, die Höhe SH, die Breite und die Anzahl der Schlitze 18 der Ausströmkanäle 16, die Länge, der Durchmesser und die Anzahl der Ausströmkanäle 16, die Länge und der Durchmesser des zentralen Einströmkanals 14 sowie die Höhe H und der Durchmesser B der Kappe 8 sind beliebig wählbar, vgl. 3 und 4a.
Die Funktionsweise des Kältemittelverteilers 2 ist wie folgt: Das Dampf/Flüssigkeitsgemisch des Kältemittels fließt von unten in den senkrechten, zentral im Verteilerkopf 4 ausgebildeten Einströmkanal 14 ein und strömt aus dem Einströmaufsatz 6 zur Einströmungssteuerung in den oberen Führungsraum 10 ein. Der Aufsatz 6 dient zur Minderung der Strömungsgeschwindigkeit und bildet eine wichtige Vorstufe zur Entmischung bzw. Trennung des Dampf/Flüssigkeitsgemisches des Kältemittels, das vom Expansionsventil (s.
1 und 2) kommt. Die Strömung, die den Aufsatz 6 verlässt, prallt auf den oberen gewölbten Teil 8'' der Kappe 8 und fließt über den oberen Führungsraum 10 und den Ringraum 11 in die Ringkammer 13 des Kältemittelverteilers mit weiter verminderter Geschwindigkeit, was man als zweite Tren nungsstufe betrachten kann. Danach gelangt die Strömung in den Ringraum 12 des Kältemittelverteilers 2, der das größere Volumen besitzt und in dem auch die endgültige Trennung der flüssigen Phase von der Dampfphase des Kältemittels erfolgt. Die flüssige Phase sammelt sich aufgrund ihres spezifischen Volumens im unteren Teil des Ringraumes 12 an und die Dampfphase verbleibt im oberen Teil des Ringraumes 12 und der Ringkammer 13, vgl. 3. Der Vorgang der Phasentrennung verläuft keinesfalls statisch, weil alles unter Fortschreiten der Strömung geschieht, die ihre eigenartige stochastische Dynamik behält.
Wie die 3 und 3a–3d zeigen, erfolgt das Ausströmen aus dem Ringraum 12 durch die konzentrisch angeordneten runden Ausströmkanäle 16, die im oberen Teil 4' des Verteilerkopfes 4 senkrecht und im unteren Teil 4'' des Verteilerkopfes 4 schräg nach außen verlaufen. Die Anzahl der Ausströmkanäle 16 entspricht der Anzahl der Verdampfungspfade im Verdampfer.
Der flüssige Teil des Kältemittels, der sich im unteren Teil des Ringraumes 12 befindet, fließt durch die Schlitze 18 in die Ausströmkanäle 16 hinein. Der dampfförmige Teil des Kältemittels, der sich im oberen Teil des Ringraumes 12 oberhalb des Flüssigkeitsniveaus 26 befindet, wird über die obere Öffnung 15 der Ausströmkanäle und von der Seite über die Schlitze 18 in die Ausströmkanäle 16 hineingeleitet. Auf diese Weise entsteht im weiteren Verlauf der Kanäle ein gleichmäßiges Dampf/Flüssigkeitsgemisch des Kältemittels, wodurch jeder Verdampfungspfad im Verdampfer mit gleichen Massenanteilen von Dampf und Flüssigkeit des Kältemittels versorgt wird.
Zweckmäßigerweise weist der unterste Schlitz 18' eine größere Schlitzöffnung auf, was durch Fräsen einer breite ren und/oder tieferen Umfangsnut erzielbar ist, damit Schmutz leichter abströmen kann und die Gefahr eines Verstopfens des Schlitzes vermieden ist.
Um die Strömungsverhältnisse günstig zu beeinflussen und um Verwirbelungen zu vermeiden, können die Umfangsrippen 17 zwischen den Schlitzen 18 geeignet profiliert ausgebildet sein und abgerundete Kanten 29 aufweisen, bspw. nach außen trapezförmig verjüngt mit abgerundeten Kanten 29, wie dies in den 4a–4c dargestellt ist.
Die 5 zeigt einen Kältemittelverteiler 30, der sich vom Kältemittelverteiler 2 nach 3 dadurch unterscheidet, dass im Verteilerkopf 32 und im pilzförmigen Aufsatz 34 die zentralen Kanäle fehlen und die Kappe 36 einen oberen Einströmstutzen 38 mit einem Einströmkanal 40, über den das Dampf/Flüssigkeitsgemisch des Kältemittels von oben in den Kältemittelverteiler 30 gegen eine konvexe Oberseite 42 des pilzförmigen Aufsatzes 34 strömt, dessen Rand 44 wie der Rand 25 bei der Ausführungsform nach 3 die Einströmöffnungen 15 der Ausströmkanäle 16 überdeckt und von dem aus sich die Strömung radial und ringförmig analog wie bei der Ausführungsform nach 3 verteilt. Der Einströmstutzen 38 und der aufsteckbar ausgebildete pilzförmige Aufsatz 34 können an die jeweiligen Strömungsverhältnisse beliebig angepasst werden. Die Funktionsweise des Kältemittelverteilers 30 entspricht ansonsten der Funktionsweise des Kältemittelverteilers 2 nach 3.
Die 6 zeigt einen Kältemittelverteiler 50, der den gleichen Aufbau aufweist, wie der Kältemittelverteiler 2 nach 3. Es ist lediglich im unteren Teil des Ringraumes 12, in dem sich die Flüssigkeit ansammelt, eine ringförmige Sieb-, Gitter- oder Lochplatten-Zwischenwand 52 vorgesehen, die vorzugsweise mit geringem Abstand vor der Kappenwandung endet. Alternativ oder zusätzlich kann ein durchlässiges Füllmaterial 54, bspw. aus Stahlwolle, im unteren Teil des Ringraumes 12 vorgesehen werden (gestrichelt angedeutet). Beide Maßnahmen dienen zur Beruhigung der Strömung.
Die 8 zeigt einen Kältemittelverteiler 60, der sich vom Kältemittelverteiler 2 nach 3 nur dadurch unterscheidet, dass die Durchtrittsöffnungen senkrechte Schlitze 62 oder Bohrungen 64 sind. Die 8a und 8b zeigen Schnitt A-A bzw. B-B durch den oberen zylindrischen Teil 4' des Verteilerkopfes 4. Ansonsten entspricht der Kältemittelverteiler 60 hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise dem Kältemittelverteiler 2 nach 3.
Der Verteilerkopf 4 wird durch mechanische Bearbeitung eines Rohlings, vorzugsweise aus Metall oder mit Hilfe der Gießtechnik hergestellt.

Claims

Kältemittelverteiler zur Verwendung zwischen einem Expansionsventil und einem Verdampfer einer Kälteanlage mit – einer zentralen Flüssigkeits/Dampfgemisch-Einströmeinrichtung mit einem Einströmkanal, – mehreren um den Einströmkanal herum verteilten Ausströmeinrichtungen mit Eintrittsöffnungen für die Flüssigkeit und den Dampf, – einem Gehäuse mit Gehäusewandung, – einem Führungsraum zur radialen Strömungsführung, – einem Raum zwischen Gehäusewandung und Ausströmeinrichtungen als Sammelraum für die Flüssigkeit und den Dampf, wobei die Ausströmeinrichtungen mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehen sind, die den Flüssigkeits- und Dampfbereich des Raumes mit den Ausströmeinrichtungen verbinden dadurch gekennzeichnet, dass – ein einstückiger zylindrischer Verteilerkopf (4) vorgesehen ist, in dem die Einströmeinrichtung als durch eine zentrale Durchgangsbohrung gebildeter Einströmkanal (14) zur Zufuhr des Flüssigkeits/Dampfgemisches von unten und die Ausströmeinrichtungen (16) als den zentralen Einströmkanal (14) umgebende Ausströmkanäle ausgebildet sind, und der einen mit einem mit dem Einströmkanal(14) ausgerichteten, sich erweiternden Aufsatzkanal (24) versehenen Aufsatz (6, 34) zur Einströmsteuerung aufweist, – der Raum (12) als Ringraum zwischen der Gehäusewandung und dem Verteilerkopf (4) ausgebildet ist und – die Ausströmkanäle (16) im Bereich des Ringraumes (12) über die Durchtrittsöffnungen (18) mit dem Ringraum (12) in Verbindung stehen.
Kältemittelverteiler zur Verwendung zwischen einem Expansionsventil und einem Verdampfer einer Kälteanlage mit – einer zentralen Flüssigkeits/Dampfgemisch-Einströmeinrichtung mit einem Einströmkanal, – mehreren um den Einströmkanal herum verteilten Ausströmeinrichtungen mit Eintrittsöffnungen für die Flüssigkeit und den Dampf, – einem Gehäuse mit Gehäusewandung, – einem Führungsraum zur radialen Strömungsführung, – einem Raum zwischen Gehäusewandung und Ausströmeinrichtungen als Sammelraum für die Flüssigkeit und den Dampf, wobei die Ausströmeinrichtungen mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehen sind, die den Flüssigkeits- und Dampfbereich des Raumes mit den Ausströmeinrichtungen verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass – ein einstückiger zylindrischer Verteilerkopf (4) vorgesehen ist, in dem die Ausströmeinrichtungen (16) als Auströmkanäle ausgebildet sind, – die Einströmeinrichtung durch einen oben im Gehäuse (8) angeordneten Einströmstutzen (38) mit Einströmkanal (40) gebildet ist zur Zufuhr des Flüssigkeits/Dampfgemisches von oben, – der Verteilerkopf (4) einen pilzförmig ausgebildeten Aufsatz (34) mit geschlossener konvexer Oberseite (42) zur Einströmsteuerung aufweist, welcher unterhalb des Einströmkanales angeordnet ist, – der Raum (12) als Ringraum zwischen der Gehäusewandung und dem Verteilerkopf (4) ausgebildet ist und – die Ausströmkanäle im Bereich des Ringraumes (12) über die Durchtrittsöffnungen (18) mit Ringraum (12) in Verbindung stehen.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse als mit dem Verteilerkopf (4) verbundene Kappe (8) ausgebildet ist, die wenigstens einen Teil (4') des Verteilerkopfes (4) und den Aufsatz (6) mit Abstand umgibt.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Rand (25, 44) des Aufsatzes (6, 34) die Eintrittsöffnungen der Ausströmkanäle (16) mit Abstand überdeckt.
Kältemittelverteiler nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerkopf (4) aus einem oberen zylindrischen Teil (4'), auf den der Aufsatz (6, 34) aufgesteckt ist, und aus einem unteren kegelförmig erweiterten Teil (4'') besteht.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmkanäle (16) im oberen Teil (4') des Verteilerkopfes (4) parallel zum zentralen Einströmkanal (14) und im unteren Teil (4'') des Verteilerkopfes (4) schräg nach außen verlaufend angeordnet sind.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (21) der Kappe (8) mit einem Ringflansch (22) des Verteilerkopfes (4) verbunden ist.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 7 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringflansch (22) am Übergang vom Teil (4') zum Teil (4'') des Verteilerkopfes (4) angeordnet ist.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Durchtrittsöffnung (18) in dem im zylindrischen Teil (4') befindlichen Bereich der Ausströmkanäle (16) ausgebildet ist/sind.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnungen (18) durch Fräsen von Umfangsnuten (19) am zylindrischen Teil (4') des Verteilerkopfes (4) hergestellte Schlitze sind.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnuten (19) nach außen erweitert ausgebildet sind.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass Kanten (29) der zwischen den Umfangsnuten verbleibenden Umfangsrippen (17) abgerundet sind.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnungen (18) senkrechte Schlitze (62) oder Bohrungen (64) sind, die in der Wandung des im zylindrischen Teil (4') des Ver teilerkopfes (4) angeordneten Teils der Rusströmkanäle (16) ausgebildet sind.
Kältemittelverteiler nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmkanäle (16) einen kleineren freien Strömungsquerschnitt als der Einströmkanal (14) aufweisen.
Kältemittelverteiler nach einem der Ansprüche 3, 5, 6, 8, 9, 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (VKH) und der Durchmesser (VKD) des zylindrischen Teils (4') des Verteilerkopfes (4), die Höhe (SH), die Breite (SB) und die Anzahl der Schlitze (18, 62) und die Anzahl und Größe der Bohrungen (64) der Rusströmkanäle (16), die Länge und der Durchmesser (DE) des Einströmkanals (14) und die Höhe (H) und die Breite (B) der Kappe (8) beliebig wählbar sind.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Ringraum (12) des Kältemittelverteilers eine ringförmige Zwischenwand (52) aus einem siebförmigen, gitterförmigen oder lochplattenförmigen Material angeordnet ist.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (52) mit Abstand zur Wandung des Gehäuses bzw. der Kappe (8) endet.
Kältemittelverteiler nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Ringraum (12) ein durchlässiges Füllmaterial (54) angeordnet ist.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (54) Metallwolle ist.
Kältemittelverteiler nach einem der Ansprüche 16–19, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (52) und/oder das Füllmaterial (54) im Flüssigkeitsbereich des Ringraumes (12) angeordnet ist.
Kältemittelverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerkopf (4) durch mechanische Bearbeitung eines Rohlings oder mit Hilfe der Gießtechnik hergestellt wird.