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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Austausch von Wärme,
insbesondere für
den Einsatz in Klimaanlagen und insbesondere für den Einsatz in Klimaanlagen,
die als Kältemittel
ein Fluid aufweisen, welches als wenigstens einen Bestandteil Kohlendioxid
aufweist.
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Derartige Vorrichtungen zum Austausch
von Wärme
werden beispielsweise zum Abkühlen
von Luft verwendet.
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Die Beschreibung der Erfindung und
der zugrundeliegenden technischen Probleme erfolgt nachfolgend am
Beispiel einer Kraftfahrzeugklimaanlage. Es wird aber darauf hingewiesen,
daß die
erfindungsgemäße Vorrichtung
auch für
andere Anwendungszwecke geeignet ist.
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Die Erfindung betrifft weiterhin
ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Austausch von Wärme.
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Aus dem Stand der Technik sind Klimaanlagen
in Kraftfahrzeugen bekannt. Diese Klimaanlagen verwenden ein Kältemittel,
welches zur Abkühlung der
Luft dient. Derartige Kältemittel
sind z. B. Fluorchlorkohlenwasserstoff. Klimaanlagen, die mit solchen
Kältemitteln
betrieben werden, weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie einen
signifikanten Anstieg des Treibstoffverbrauches eines Kraftfahrzeugs
bewirken. Darüberhinaus
weisen diese herkömmlichen Kältemittel
ein sehr hohes Treibhauspotential auf, so daß durch den Einsatz dieser
Kältemittel
auch Schädigungen
durch den Treibhauseffekt erhöht
werden. Aus diesem Grunde wird in jüngerer Zeit auf ein weiteres
Kältemittel,
nämlich
Kohlendioxid (CO2) zurückgegriffen. Im Vergleich zu
den vorgenannten Kältemitteln
weist Kohlendioxid ein deutlich geringeres Treibhauspotential auf.
Weiterhin bewirkt Kohlendioxid, da es sich dabei um ein natürliches
Gas handelt, keine Ozonschädigung.
Schließlich
ist durch eine Verwendung von Kohlendioxid als Kältemittel auch eine Verringerung
des Treibstoffverbrauchs des Kraftfahrzeugs möglich.
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Ein Nachteil bei der Verwendung von
Kohlendioxid als Kältemittel
besteht jedoch darin, daß sehr
hohe Drücke
im Bereich von bis zu mehr als 130 bar erzeugt werden müssen, und
daß daher
die Druckbelastung der einzelnen Komponenten der Klimaanlagen erheblich
ansteigt, wodurch eine höhere Stabilität nötig wird.
Weiterhin besteht das Problem, die einzelnen Bauteile der Klimaanlage
möglichst platzsparend
in einem Kraftfahrzeug unterzubringen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung zum Austausch von Wärme zur Verfügung zu
stellen, welche sich durch hohe Stabilität, eine kostengünstige sowie
platzsparende Bauweise und eine hohe Druckbelastbarkeit auszeichnet.
Weiterhin soll der Wirkungsgrad der Wärmetauschvorrichtung erhöht werden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den
Gegenstand des Hauptanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß nicht durch alle Ansprüche sämtliche
Aufgaben der Erfindung gelöst
werden.
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In einer Ausführungsform weist eine Vorrichtung
zum Austausch von Wärme,
insbesondere für den
Einsatz in Kraftfahrzeugen und insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugklimaanlagen,
die als Kältemittel
ein Fluid aufweisen, welches als wenigstens einen Bestandteil aus
einer Gruppe von Gasen, welche insbesondere Kohlendioxid, Stickstoff,
Sauerstoff, Luft, Ammoniak, Kohlewasserstoffe, insbesondere Methan,
Propan, n-Butan
und und Flüssigkeiten,
insbesondere Wasser, Floeice, Sole etc. Umfaßt, aufweist, eine Zu- sowie
eine Ableitung auf, welche in mindestens einen Verteilungs- bzw.
Sammelraum für
ein Fluid münden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird als Kältemittel
Kohlendioxid verwendet, welches sich durch seine physikalischen
Eigenschaften wie der nicht Brennbarkeit auszeichnet.
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Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Austausch von Wärme
wenigstens eine Durchflußeinrichtung
auf, welche wenigstens einen endseitigen Strömungsverbindungsabschnitt,
durch welchen das Fluid in die Durchflußeinrichtung eintritt bzw.
aus der Durchflußeinrichtung
austritt sowie wenigstens einen zweiten endseitigen Strömungsverbindungsabschnitt,
durch welchen das Fluid aus der Durchflußeinrichtung austritt bzw.
in die Durchflußeinrichtung
eintritt, auf. Dabei ist der erste Strömungsverbindungsabschnitt mit
dem zweiten Strömungsverbindungsabschnitt
durch wenigstens einen Rohrabschnitt strömungsverbunden.
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Unter dem Begriff "strömungsverbunden" wird im Rahmen dieser
Erfindung verstanden, daß ein
Fluid zwischen zwei strömungsverbundenen
Abschnitten fließen
kann.
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Weiterhin zeichnet sich die Vorrichtung
dadurch aus, daß wenigstens
einer der genannten Strömungsverbindungsabschnitte
wenigstens einmal tordiert ist. Dabei wird unter dem Begriff tordieren
verstanden, daß ein
Bauelement entlang seiner Längsrichtung
um einen bestimmten vorgegebenen Winkel gedreht wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird
die Vorrichtung zum Austausch von Wärme vollständig, jedoch wenigstens die
Durchflußeinrichtung als
Bauteil der Vorrichtung von einem vorzugsweise gasförmigen Medium,
insbesondere von Luft umströmt Weiterhin
ist der erste oder der zweite Strömungsverbindungsabschnitt mit
dem Sammelraum verbunden, und der zweite oder der erste Strömungsverbindungsabschnitt
ist mit dem Verteilungsraum strömungsverbunden.
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Unter einem Sammelraum wird eine
Einrichtung verstanden, welche dazu geeignet ist, das ihr aus wenigstens
einer, bevorzugt mehreren Komponenten zugeführte Medium zu sammeln. Die
Verteilungskomponente dient dazu, ein in sie eingeleitetes Fluid
auf wenigstens eine, bevorzugt mehrere Einrichtungen, insbesondere
Durchflußeinrichtungen
zu verteilen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
weist der Rohrabschnitt wenigstens einen geraden Abschnitt auf.
Unter einem geraden Abschnitt wird dabei ein solcher Abschnitt verstanden, der
im wesentlichen parallel zu einer Gerade verläuft.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist der Rohrabschnitt wenigstens einen gekrümmten Abschnitt auf. Unter
einem gekrümmten Abschnitt
wird ein solcher Abschnitt verstanden, der in irgendeiner Weise
von einem geraden oder geradlinigen Verlauf abweicht, z. B. eine
Abwinkelung um einen vorbestimmten Winkel, eine Krümmung um
einen vorbestimmten Krümmungsradius
oder dergleichen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist der Rohrabschnitt wenigstens einen tordierten Abschnitt auf,
d. h. einen Abschnitt, in welchem der Rohrabschnitt entlang seiner
Längsrichtung
gedreht oder verdrillt ist. Weiterhin ist auch eine Kombination
einer Torsion oder einer Biegung bzw. Krümmung möglich. So kann beispielsweise
ein Abschnitt zunächst
entlang seiner Längsrichtung
tordiert werden und anschließend
im Bereich der Torsion gekrümmt
werden.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform
weist der Rohrabschnitt wenigstens zwei gekrümmte Abschnitte mit unterschiedlichen
Krümmungsradien
auf. So käme
z. B. eine O- oder S-förmige
Gestalt des Rohrabschnittes in Betracht.
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Schließlich ist auch eine beliebige
Kombination von geraden, tordierten, gekrümmten Abschnitten auch mit
unterschiedlichen Krümmungsradien bzw.
Torsionswinkeln möglich.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
können
auch mehrere Strömungsverbindungsabschnitte
sowie Rohrabschnitte vorgesehen sein. Unabhängig davon können auch
mehrere Sammelräume
und/oder Verteilungsräume
vorgesehen sein. So kann beispielsweise ein Sammelraum mit einem Strömungsverbindungsabschnitt
strömungsverbunden
sein, an diesen Strömungsverbindungsabschnitt kann
sich wiederum ein Rohrabschnitt anschließen, an den sich ein weiterer
Strömungsverbindungsabschnitt
und ein weiterer Sammel- oder Verteilungsraum anschließt. Diese
Folge kann in beliebiger Weise erweitert oder modifiziert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
ist dabei die Anzahl der ersten bzw. der zweiten Strömungsverbindungsabschnitte
gleich der Anzahl der Rohrabschnitte.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist die Durchflußeinrichtung
wenigstens einen Strömungskanal,
vorzugsweise eine Mehrzahl von Strömungskanälen zur Weiterleitung des Kältemittels
auf und hat einen flachrohrartigen Querschnitt.
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Unter flachrohrartig im Sinne dieser
Erfindung wird dabei verstanden, daß der Querschnitt im wesentlichen
die Form eines Rechtsecks oder einer Ellipse hat, wobei die längere Seite
dieses Rechtecks wesentlich größer als
die kleinere Seite ist bzw. die längere Halbachse wesentlich
länger
als die kürzere Halbachse
ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist die Durchflußeinrichtung
wenigstens aus einem Material aus einer Gruppe von Materialien hergestellt,
welche Metalle, insbesondere Aluminium, Mangan, Silizium, Magnesium
Eisen, Messing, Kupfer, Zinn, Zink, Titan, Chrom, Molybdän, Vanadium und
Legierungen hieraus, insbesondere Aluminium-Knetlegierungen mit
einem Siliziumgehalt von 0 bis 0,7% und einem Magnesiumgehalt zwischen
0,0 und 1%, bevorzugt zwischen 0,0% und 0,5% und besonders bevorzugt
zwischen 0,1% und 0,4%, vorzugsweise EN-AW 3003, EN-AW 3102, EN-AW
6060 und EN-AW 1100, Kunststoffe, faserverstärkte Kunststoffe, Verbundwerkstoff
etc. enthält.
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In einer weiteren sehr bevorzugten
Ausführungsform
ist der erste und/oder der zweite Strömungsverbindungsabschnitt in
einem vorgegebenen Winkel tordiert. Dieser vorgegebenen Torsionswinkel ergibt
sich aus dem Winkel, den die Senkrechte auf den abgeflachten Bereich
der flachrohrartigen Durchflußeinrichtung
im Bereich vor dem Strömungsverbindungsabschnitt
mit der Senkrechten auf dem abgeflachten Bereich der Durchflußeinrichtung
nach dem Verbindungsabschnitt einschließt. Dabei sind sowohl positive
Torsionswinkel, als auch negative Torsionswinkel möglich, wobei
die unterschiedlichen Vorzeichen unterschiedliche Torsionsdrehrichtungen anzeigen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
liegt der Torsionswinkel seinem Betrage nach zwischen 10 und 180
Grad, vorzugsweise zwischen 45 und 135 Grad und besonders bevorzugt
zwischen 80 und 100 Grad.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
erfolgt die Torsion sowohl des ersten, als auch des zweiten Strömungsverbindungsabschnitts
in der gleichen Torsionsrichtung, d. h. die Torsionswinkel stimmen
hinsichtlich ihres Vorzeichens miteinander überein und auch hinsichtlich
ihres Betrages im wesentlichen miteinander überein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
erfolgt die Torsion des ersten und des zweiten Strömungsverbindungs abschnittes
in entgegengesetzter Torsionsrichtung, d. h. daß die Torsionswinkel in ihrem
Betrag im wesentlichen übereinstimmen,
jedoch ein unterschiedliches Vorzeichen aufweisen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist der Rohrabschnitt mehrfach tordiert. In einer weiteren sehr
bevorzugten Ausführungsform
erfolgen wenigstens zwei Torsionen des Rohrabschnitts in der gleichen
Torsionsrichtung, d. h. die Torsionswinkel weisen die gleichen Vorzeichen
auf.
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In einer weiteren Ausführungsform
erfolgen die zwei Torsionen des Rohrabschnittes in unterschiedlicher
Torsionsrichtung, d. h. die Torsionswinkel weisen ein unterschiedliches
Vorzeichen auf.
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In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung sind die Torsionswinkel wenigstens zweier Torsionen
des Rohrabschnittes im wesentlichen gleich oder gegengleich.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der gekrümmte und/oder
der tordierte Abschnitt des Rohrabschnittes mit einem Stützelement
verbunden. Dies kann dabei in der Weise erfolgen, daß der Rohrabschnitt
wenigstens teilweise um das Stützelement
herum gebogen ist und an den Kontaktstellen mit dem Stützelement durch
ein Verbindungsmaterial, wie beispielsweise Lot, Klebstoff oder
dergleichen an diesem fixiert ist.
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Es sind natürlich auch weitere Verbindungen,
wie z. B. Verschraubungen, Stoffschluß, Formschluß oder Kraftschluß oder dergleichen
denkbar.
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In einer weiteren sehr bevorzugten
Ausführungsform
sind mehrere, bevorzugt zwei Sammel-/Verteilungsräume vorgesehen
welche voneinander thermisch getrennt sind.
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Unter einer thermischen Trennung
wird ein Zustand verstanden, der eine Wärmeübertragung zwischen den beteiligten
Komponenten, als beispielsweise dem Verteilungs- und Sammelraum
vollständig
oder zumindest weitgehend verhindert. In einer sehr bevorzugten
Ausführungsform
wird die thermische Trennung der Sammel-/Verteilungsräume dadurch erreicht, daß der Verteilungsraum
und der Sammelraum zueinander beabstandet sind, und so ein Luftspalt
zwischen den Räumen
gebildet wird.
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In einer weiteren sehr bevorzugten
Ausführungsform
werden der Verteilungsraum und der Sammelraum mittels brückenartigen
Einrichtungen beabstandet gehalten.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform
wird zwischen dem Verteilungsraum und dem Sammelraum ein Material
angebracht, welches eine thermische Trennung zwischen dem Verteilungsraum
und dem Sammelraum bewirkt und der Verteilungs- sowie der Sammelraum über dieses
Material stoffschlüssig
miteinander verbunden.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform
weisen der Verteilungsraum und/oder der Sammelraum Aufnahmeeinrichtungen bzw.
Durchführungseinrichtungen
auf, wobei der Innenquerschnitt der Aufnahmeeinrichtungen im wesentlichen
dem Außenquerschnitt
der Durchflußeinrichtung
entspricht. Dabei ist besonders bevorzugt der Außenquerschnitt der Durchflußeinrichtung
geringfügig
kleiner als der Innenquerschnitt der Aufnahmeeinrichtungen, so daß die Durchflußeinrichtung bevorzugt
mehrere Durchflußeinrichtungen
in die einzelnen Aufnahmeeinrichtungen eingeschoben oder durch diese
hindurchgeschoben werden können.
Die Aufnahmeeinrichtung kann auch als Durchführungseinrichtung ausgeführt sein,
so daß die Durchflußeinrichtung
durch die Aufnahmeeinrichtung hindurch in den Sammel- und/oder Verteilungsraum eingeschoben
wird. Die Aufnahmeeinrichtung kann auch so ausgeführt sein,
daß mehrere
Flachrohre in ihr aufgenommen werden können.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weisen die Aufnahmeeinrichtungen eine im wesentlichen rechteckige
oder ellipsenförmige
Gestalt auf, wobei die längere
Seite dieser im wesentlichen rechteckigen oder ellipsenförmigen Aufnahmeeinrichtungen
zu der Längsrichtung
der Verteilungs- und Sammeleinrichtung in einem vorbestimmten Winkel angeordnet
sind. Unter der Längsrichtung
der Verteilungs-/Sammeleinrichtung
wird dabei die Richtung verstanden, in die sich der Verteilungs-/Sammelraum im
wesentlichen erstreckt.
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In einer weiteren sehr bevorzugten
Ausführungsform
beträgt
dieser vorbestimmte Winkel dem Betrag nach zwischen der Längsrichtung
des Verteilungs-/Sammelraums zwischen 0 und 90 Grad, vorzugsweise
zwischen 0 und 45 Grad und besonders bevorzugt zwischen 0 und 10
Grad. Dabei wird eine Verdrehung der Aufnahmeeinrichtung gegenüber der Längsrichtung
im Uhrzeigersinn durch einen positiven Winkel angezeigt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
werden mehrere Durchflußeinrichtungen
im wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Unter einer parallelen
Anordnung wird dabei verstanden, daß der jeweils abgeflachte Teil
der flachrohrartigen Durchflußeinrichtung
im wesentlichen parallel zu dem abgeflachten Teil der übrigen Durchflußeinrichtungen
steht. In einer weiteren sehr bevorzugten Ausführungsform sind zwischen den
Durchflußeinrichtungen
Kühlrippen
vorgesehen, welche den Wärmeaustausch
mit der durch- bzw. umströmenden
Luft begünstigen.
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In einer weiteren sehr bevorzugten
Ausführungsform
sind die Rohrabschnitte der Durchflußeinrichtungen und der Stützelemente
zumindest teilweise form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden.
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In einer weiteren sehr bevorzugten
Ausführungsform
sind Rahmeneinrichtungen vorgesehen, welche zumindest teilweise
form-, kraft- und/oder stoffschlüssig
mit dem Stützelement
und/oder dem Sammel- und/oder Verteilungsraum verbunden sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist wenigstens eine Trenneinrichtung vorgesehen, die den Sammelraum
und/oder den Verteilungsraum gas- und flüssigkeitsdicht in wenigstens
zwei Raumabschnitte unterteilt. Bei diesem Trennabschnitt kann es
sich beispielsweise um eine Wand handeln, die in den Verteilungs-
und/oder Sammelraum eingeschoben wird und mit diesem verlötet, verklebt
oder in ähnlicher
Weise verbunden wird.
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In einer weiteren sehr bevorzugten
Ausführungsform
ist wenigstens ein Raumabschnitt eines Sammel-/Verteilungsraums
mit wenigstens einem Raumabschnitt eines anderen Sammel-/Verteilungsraums
durch wenigstens eine Verbindungseinrichtung strömungsverbunden. Bei dieser
Verbindungseinrichtung kann es sich beispielsweise um ein rohrförmiges Element
handeln, welches zur Durchleitung des Fluids geeignet ist.
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In einer weiteren, ebenfalls sehr
bevorzugten Ausführungsform
ist die Trenneinrichtung so ausgeführt, daß das Kältemittel im Bereich der Trenneinrichtung
durch die einteilig mit der Trenneinrichtung ausgeführte Verbindungseinrichtung
in einen anderen Sammel-/Verteilungsraum fließt. Auf diese Weise wird eine
Querung des Kältemittels
in einen anderen Sammel-/Verbindungsraum
erreicht.
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Unter dem Begriff Querung wird verstanden, daß die Strömungsrichtung
des Kältemittels
innerhalb der Sammel-/Verteilungseinrichtung über einen bestimmten
Wegbereich von der Längsrichtung
der Sammel-/Verteilungsrichtung geändert wird.
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Durch eine derartige Anordnung wird
erreicht, daß sich
das Kältemittel
nicht sofort entlang der gesamten Länge der Vorrichtung ausbreitet,
sondern zuerst in einem ersten Abschnitt die Durchflußeinrichtungen
durchflossen werden und dann in einem zweiten Abschnitt die Durchflußeinrichtung
in entgegengesetzter Richtung durchflossen wird, so daß es zu
einem Kreuzungsgegenstrom kommt.
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In einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform
wird die Trenneinrichtung derart angeordnet, daß zunächst ein erster der durchströmenden Luft
abgewandter Abschnitt durchströmt
wird, dann ein der durchströmenden
Luft zugewandter Abschnitt, wieder ein der durchströmenden Luft
abgewandter Abschnitt und zuletzt wieder ein der durchströmenden Luft
zugewandter Abschnitt.
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In weiteren bevorzugten Ausführungsformen können durch
den Einsatz mehrerer Trenneinrichtungen auch mehrere der oben genannten
Abschnitte gebildet werden und auf diese Weise das Kältemittel öfters kreuzgegenstromartig
durch die Vorrichtung geleitet werden.
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In einer weiteren sehr bevorzugten
Ausführungsform
sind ein Verteilungsraum, ein Sammelraum, eine Durchflußeinrichtung
und eine Zu- und eine Ableitung Bauelemente, die eine Baugruppe
bilden. Es ist möglich,
die gesamte Vorrichtung zum Austausch in beliebiger Weise durch
Hintereinanderschalten mehrerer derartiger Baugruppen zu dimensionieren.
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Die Erfindung ist weiterhin auf eine
Einrichtung zum Austausch von Luft gerichtet, insbesondere für Kraftfahrzeugklimaanlagen
mit Luftströmungswegen,
Luftströmungssteuerelementen,
wenigstens einer Luftfördereinrichtung
und einem Gehäuse,
welches zur Aufnahme wenigstens einer Vorrichtung zum Austausch
von Wärme
vorbereitet ist oder innerhalb dessen eine solche Vorrichtung zum
Austausch von Wärme
angeordnet ist.
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Bevorzugt ist die Erfindung auf eine
Einrichtung zum Austausch von Wärme
gerichtet, insbesondere für
Kraftfahrzeugklimaanlagen mit wenigstens einem Kondensator, einem
Verdichter, einem Expansionsventil, einem Sammler und wenigstens
einer Vorrichtung zum Austausch von Wärme.
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Die Erfindung ist weiterhin auf ein
Verfahren zur Herstellung einer Durchflußeinrichtung, insbesondere
eines Flachrohrs für
eine Vorrichtung zum Austausch von Wärme gerichtet, wobei das verfahren
als Verfahrensschritte die Herstellung einer sich im wesentlichen
in einer Längsrichtung
erstreckenden Durchflußeinrichtung
sowie das Tordieren wenigstens eines ersten endseitigen Strömungsverbindungsabschnittes
und wenigstens eines zweiten endseitigen Strömungsverbindungsabschnittes
um einen bestimmten Torsionswinkel umfaßt.
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In einer besonders bevorzugten Verfahrensweise
wird die Durchflußeinrichtung
im Bereich um einen vorbestimmten Biegungswinkel gegenüber der Längsrichtung
der Durchflußeinrichtung
zur Erzeugung eines Krümmungsabschnittes
gekrümmt.
Dabei nimmt der Biegungswinkel 0 Grad, 30 Grad, 45 Grad, 60 Grad,
90 Grad, 120 Grad oder 180 Grad oder beliebige Zwischenwerte an.
Unter der Längsrichtung oder
Durchflußeinrichtung
wird die Richtung verstanden, in welcher sich die Durchflußeinrichtung
im ungekrümmten
Zustand im wesentlichen erstreckt.
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Besonders bevorzugt wird die Durchflußeinrichtung
in wenigstens einem Bereich tordiert, wobei der Torsionswinkel 0
Grad, 30 Grad, 45 Grad, 60 Grad, 90 Grad, 120 Grad oder 180 Grad
oder beliebige Zwischenwerte annimmt.
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Die Erfindung wird nachfolgend im
Ausführungsbeispiel
anhand der zugehörigen
Zeichnungen näher
erläutert.
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Darin zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Austausch von Wärme gemäß der Erfindung;
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2 eine
perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Austausch von
Wärme nach 1;
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3 eine
schematische Darstellung einer Durchflußeinrichtung für eine Vorrichtung
zum Austausch vor Wärme
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3a eine
schematische Draufsicht auf einen einseitigen Strömungsverbindungsabschnitt
für eine
Vorrichtung zum Austausch von Wärme;
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4 eine
schematische Darstellung eines Sammelraums bzw. eines Verteilungsraums
für eine Vorrichtung
zum Austausch von Wärme
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4a eine
Darstellung entlang der Linie A-A in 4;
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5 eine
Draufsicht auf die Darstellung aus 1;
und
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6 die
Trenneinrichtung aus 5 in
einer perspektivischen Darstellung;
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6a die
Trenneinrichtung aus 5 in
einer Draufsicht;
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6b die
Trenneinrichtung aus 5 in
einer weiteren Draufsicht;
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6c eine
perspektivische Darstellung der in das Sammel-/Verteilungsrohr eingebauten Trenneinrichtung
aus 5;
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7 eine
schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
und
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7a eine
dreidimensionale Darstellung der Strömungsrichtung des Kältemittels
in der in 7 gezeigten
Ausführungsform.
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In 1 ist
eine Vorrichtung zum Austausch von Wärme gemäß der vorliegenden Erfindung
dargestellt. Die Vorrichtung weist eine Zuleitung 1 sowie eine
Ableitung 2 auf. Diese Zuleitung und diese Ableitung münden jeweils
in einem Verteilungs- bzw. in einem Sammelraum, derart, daß sie mit
diesen Räumen strömungsverbunden
sind. Es ist jedoch auch möglich,
daß sowohl
die Zuleitung als auch die Ableitung in demselben Raum münden, der
dann durch eine Trennvorrichtung in zwei Teilräume aufgeteilt ist.
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Unter einem Sammelraum bzw. Verteilungsraum
wird dabei ein in Längsrichtung
begrenztes Volumenelement verstanden. Dieses Volumenelement kann
sich entlang der gesamten Länge
1 der Vorrichtung erstrecken, kann jedoch auch eine kürzere Länge aufweisen,
wenn beispielsweise Trennvorrichtungen vorgesehen sind.
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Das Bezugszeichen 7 bezeichnet
eine Durchflußeinrichtung,
durch welche ein Fluid fließen kann.
Bevorzugt werden mehrere dieser Durchflußeinrichtungen (7, 7', 7'') in der Vorrichtung zum Austausch
von Wärme
angeordnet. Zwischen diesen Durchflußvorrichtungen sind Kühlrippen 10 vorgesehen.
Diese Kühlrippen
weisen ihrerseits (in der Darstellung nicht gezeigte) Kiemen auf,
welche den Wärmeaustausch
mit der sie umströmenden
Luft weiter begünstigen.
Die Rippendichte der Kühlrippen
beträgt
10– 150
Rippen pro dm, bevorzugt 25 bis 100 Rippen pro dm und besonders
bevorzugt 50 bis 80 Rippen pro dm.
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Die Kiemen weisen eine Länge von 1mm–20mm, bevorzugt
zwischen 2mm und 15mm und besonders bevorzugt von 3,5mm bis 12mm
auf. Die Breite der Lamellenschlitze liegt zwischen 0,05mm und 0,5mm,
bevorzugt zwischen 0,1mm und 0,4mm und besonders bevorzugt zwischen
0,2mm und 0,3mm.
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Das Bezugszeichen 11 kennzeichnet
eine Rahmeneinrichtung, welche zumindest teilweise form-, kraft-
und/oder stoffschlüssig
mit dem Sammelraum und/oder dem Verteilungsraum verbunden ist. Die
Durchflußeinrichtungen
sind in der 1 so gestaltet,
daß sie
um eine Stützvorrichtung 12 herumgebogen
werden. In diesem Fall wird die Durchflußeinrichtung um einen Winkel
von im wesentlichen 180° gegenüber der
Längsrichtung
gebogen. Es ist vorgesehen, die einzelnen Durchflußeinrichtungen mit
der Stützeinrichtung
zu verbinden, beispielsweise durch ein Verbindungsmaterial, insbesondere
Lot, Klebstoff oder dergleichen. Es können jedoch auch Schraub- Niet-
oder ähnliche
Verbindungen vorgesehen sein.
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Die Durchflußeinrichtung weist einen im
wesentlichen flachrohrartigen Querschnitt auf, sowie einen Strömungskanal
bzw. eine Vielzahl von Strömungskanälen zur
Weiterleitung des Kältemittels. Die
einzelnen Strömungskanäle weisen
dabei einen im wesentlichen kreis- oder ellipsenförmigen Querschnitt
auf. Der Querschnitt der einzelnen Kanäle liegt zwischen 0,2 mm und
3 mm, bevorzugt zwischen 0,5 mm und 2,0 mm und besonders bevorzugt zwischen
0,8 mm und 1,8 mm. Der hydraulische Durchmesser liegt zwischen 0,1mm
und 3mm, bevorzugt zwischen 0,4mm und 2mm und besonders bevorzugt
zwischen 0,8mm und 1,6mm. Das Druckverhältnis von dem Druck des Kältemittels
in der Zuleitung und in der Ableitung liegt zwischen 1:1,5 und 1:20,
bevorzugt zwischen 1:3 und 1:10 und besonders bevorzugt zwischen
1:4 und 1:6.
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Der Abstand zwischen den einzelnen
Durchflußeinrichtungen
entlang der Richtung L liegt zwischen 2 mm und 30 mm, bevorzugt
zwischen 5 mm und 20 mm und besonders bevorzugt zwischen 8 mm und
14 mm.
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Das Stützeinrichtung 12 ist
mit einem im wesentlichen kreisförmigen
Querschnitt ausgebildet. Es können
jedoch auch andere Querschnitte, z. B. Ellipsenquerschnitte, oder
solche Querschnitte, welche Kanten aufweisen, vorgesehen sein. Der
Querschnitt des Stützelementes
liegt zwischen 4 mm und 24 mm, bevorzugt zwischen 6 mm und 18 mm
und besonders bevorzugt zwischen 8 mm und 12 mm.
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Bevorzugt ist auch die Stützeinrichtung 12 mit
der bzw. den Rahmeneinrichtungen 11 zumindest teilweise
form-, kraft- und/oder
stoffschlüssig
verbunden, wobei als Verbindungsmaterial insbesondere Lot, Klebstoff
oder dergleichen in Betracht kommen. Zwischen der bzw. den Rahmeneinrichtungen 11 und der
Stützeinrichtung 12 können jedoch
auch Schraub- Niet- oder ähnliche
Verbindungen vorgesehen sein.
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Die sich aus 1 ergebende Höhe h der Vorrichtung liegt
zwischen 400 und 900 mm, bevorzugt zwischen 500 und 800 mm und besonders
bevorzugt zwischen 650 und 750 mm.
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Das Bezugszeichen 13 bezeichnet
eine Trennvorrichtung, welche dazu dient, die Verteilungsräume strömungsdicht
zu unterteilen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Trennvorrichtung 13 in
den Sammel- und/oder Verteilungsraum eingeschoben und anschließend mit
dem Sammel- und/oder Verteilungsraum verbunden, wobei als Verbindungsmaterialien
Lot, Klebstoff oder dergleichen in Betracht kommen.
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Unter strömungsdicht wird hierbei verstanden,
daß ein
Medium nicht durch einen derart abgeschlossenen Raum hindurch dringen
kann.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung einer Durchflußeinrichtung für eine Vorrichtung
zum Austausch von Wärme
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Die beiden Pfeile kennzeichnen dabei
die bevorzugte Strömungsrichtung
des Fluids im Inneren der Durchflußeinrichtung. Die Bezugszeichen 23 sowie 23' kennzeichnen
einen ersten bzw. zweiten endseitigen Strömungsverbindungsabschnitt.
Die Bezugszeichen 26 kennzeichnen einen Rohrabschnitt der
Durchflußeinrichtung.
Der endseitige Strömungsverbindungsabschnitt 23 und
der endseitige Strömungsverbindungsabschnitt 23' sind, wie sich
aus der Darstellung ersichtlich, jeweils einmal tordiert. In der
hier vorliegenden Darstellung liegt eine Torsion um einen Torsionswinkel
von 90 Grad vor. Es sind jedoch auch von 90 Grad abweichende Torsionswinkel denkbar.
In 3 sind die beiden
Strömungsverbindungsabschnitte
in gleicher Richtung tordiert.
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Es ist jedoch auch möglich, die
Torsionen in unterschiedlicher Richtung durchzuführen.
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Das Bezugszeichen 21 kennzeichnet
einen gebogenen Abschnitt der Durchflußeinrichtung. Dabei steht die
abgeflachte Seite der Durchflußeinrichtung
senkrecht zur Figurenebene.
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Die Bezugszeichen 25 und 25' kennzeichnen weitere
tordierte Abschnitte des Rohrabschnittes 26 der Durchflußeinrichtung.
Dabei erfolgt die Torsion im tordierten Abschnitt 25 um
einen Torsionswinkel von minus 90 Grad und in dem tordierten Abschnitt 25' von plus 90
Grad. Es sind jedoch auch hier andere Torsionswinkel denkbar, sowohl
dem Betrage als auch dem Vorzeichen nach.
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Die Breite b der Durchflußeinrichtung
liegt zwischen 2 mm und 12 mm, bevorzugt zwischen 4 mm und 8 mm
und, ganz besonders bevorzugt, zwischen 5 mm und 7 mm.
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Der Abstand d zwischen dem Flachrohrabschnitt,
in welchem sich das Fluid im wesentlichen in der Längsrichtung
bewegt und dem Flachrohrabschnitt, in welchem sich das Medium im
wesentlichen entgegen der Längsrichtung 1 bewegt,
liegt zwischen 0,1 mm und 6 mm, bevorzugt zwischen 0,8 mm und 4
mm und besonders bevorzugt zwischen 1 mm und 2 mm.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
berühren
sich die genannten Rohrabschnitte nicht. Auf diese Weise wird ein
Wärmeaustausch
zwischen den beiden Rohren verhindert. Es ist auch möglich, zwischen
den beiden Rohrabschnitten 26a und 26b ein Medium
anzubringen, welches eine thermische Trennung erlaubt.
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In einer weiteren sehr bevorzugten
Ausführungsform
können
auch die Kühlrippen 10 so
ausgeführt
sein, daß sie
nicht durchgehend entlang der flachen Seite der Durchflußeinrichtung 26 verlaufen, sondern
ebenfalls in zwei Kühlrippenstränge 10a und l0b unterteilt
sind. Die Dicke der Durchflußeinrichtung
liegt zwischen 0,1 mm und 5 mm, bevorzugt zwischen 0,3 mm und 4
mm und besonders bevorzugt zwischen 0,8 mm und 2 mm.
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3a zeigt
eine schematische Darstellung des Querschnitts der Durchflußeinrichtung 7 im
Bereich eines endseitigen Strömungsverbindungsabschnittes 23.
Die Durchflußeinrichtung
weist einen, bevorzugt mehrere Strömungskanäle 27 auf.
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Weiterhin dient 3a der Veranschaulichung der Torsionen.
Im hier gezeigten Beispiel erfolgte eine Torsion der Durchflußeinrichtung
in Richtung der positiven z-Achse um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn,
also eine Drehung um einen Torsionswinkel β von –90°.Mit dieser Definition weisen
die in Figur gezeigten Torsionen der beiden endseitigen Strömungsverbindungsabschnitte 23 und 23' einen Torsionswinkel
mit einem Betrag von 90° und
einem negativen Vorzeichen, also von –90° auf:
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4 zeigt
eine schematische Darstellung eines Verteilungs- bzw. Sammelraums.
Der Verteilungs- bzw Sammelraum weist eine Vielzahl von Aufnahmeeinrichtungen 31 bzw. 31' auf. Diese
Aufnahmeeinrichtungen dienen zur Aufnahme bzw. zur Durchführung der
Durchflußeinrichtung 7.
Dabei entspricht der Innendurchmesser dieser Durchführungseinrichtungen
im wesentlichen dem Außenquerschnitt
der Durchflußeinrichtung 7 und
ist bevorzugt geringfügig
größer. Bei
der Herstellung werden die Endabschnitte der Durchflußeinrichtung
in die Aufnahmeeinrichtungen 31 bzw. 31' eingeschoben.
Bevorzugt wird die Verbindungsstelle danach geschlossen, z. B mittels
Zusammenklemmen der Klemmwände 35 und 35', wodurch die
Durchflußeinrichtung
in den Verteilungs- bzw. Sammelraum eingepreßt wird. Anschließend werden
die Aufnahmeeinrichtungen und die Durchflußeinrichtungen z.B. mittels
Lot, Klebstoff oder dergleichen verbunden.
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Die klemmartige Verbindung zwischen
den Durchflußeinrichtungen
und den Aufnahmeeinrichtungen des Sammel- bzw. Verteilungsraums bringt den
Vorteil, daß auch
die hohen Drücke
bis ca. 300 bar, welche bei Kohlendioxidkühlern erforderlich sind, aufgenommen
werden können
und die Strömungswege
auch bei diesen hohen Drücken
noch gas- und/oder flüssigkeitsdicht
sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Einstecktiefe der Durchflußeinrichtungen in den Sammel-
bzw. Verteilungsraum durch die Torsion des endseitigen Strömungsverbindungsabschnittes
begrenzt. Es ist jedoch auch möglich,
daß die
Durchflußeinrichtungen
bis zum Boden des Verteilungs- bzw. Sammelraums eingeschoben werden.
Die Einstecktiefe beträgt
zwischen 1 mm und 12 mm, bevorzugt zwischen 3 mm und 9 mm und besonders
bevorzugt zwischen 4 mm und 8 mm.
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Die einzelnen Aufnahmeeinrichtungen 31 und 31' sind entlang
der Längsrichtung
L des Aufnahme- bzw. des Sammelraums angeordnet, d. h. deren Längsrichtung,
welche durch die gestrichelt gezeichnete Strecke g angedeutet ist,
schließt
mit der Längsrichtung 1 einen
Winkel ein, der dem Betrage nach unter 10 Grad liegt, bevorzugt
im wesentlichen 0° beträgt. Es ist
jedoch auch möglich,
die Aufnahmeeinrichtungen unter einem anderem Winkel bis zu 90° gegenüber der
Längsrichtung
anzuordnen.
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4a zeigt
einen Schnitt aus 4 entlang der
Linie A-A. Die Bezugszeichen 35 und 35' kennzeichnen
die Klemmwände,
die zum Einklemmen des Strömungsverbindungsabschnittes
verwendet werden. Das Bezugszeichen 31 zeigt die Aufnahmeeinrichtung,
wie sich in dieser Schnittdarstellung spaltförmig darstellt. Wie aus 4a ersichtlich weist der
Strömungsverbindungsabschnitt
einen in etwa Ω-förmigen Querschnitt
auf.
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5 zeigt
eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Austausch von Wärme gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Bezugszeichen 4 und 5 kennzeichnen
zwei Sammel- bzw. Verteilungsräume.
In einer bevorzugten Ausführungsform
berühren
sich die beiden Sammel- und
Verteilungsräume
nicht direkt, sondern sind voneinander beabstandet, was durch das
Bezugszeichen 8 angedeutet wird.
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Zwischen den beiden Verteilungs-
bzw. Sammelräumen
ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein
Luftspalt vorgesehen, der eine thermische Trennung der beiden Räume bewirkt.
Es ist jedoch auch möglich,
die beiden Räume
mit einem thermisch isolierenden Material, d. h. einem Material
mit einem geringen Wärmeleitkoeffizienten
zu verbinden. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt eine Verbindung
des Sammelraums mit dem Verteilungsraum über die stegartige Trennungseinrichtung 13.
Weitere Verbindungseinrichtungen 6 dienen zur Aufnahme der
Zuleitung 1 sowie der Ableitung 2.
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In einer weiteren sehr bevorzugten
Ausführungsform
teilt die Trennvorrichtung 13 den Verteilungs- und/oder
Sammelraum in zwei getrennte Teilräume.
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Der Verteilungs- bzw. der Sammelraum
weisen eine Länge
entlang der Längsrichtung
L zwischen 100 und 800 mm, bevorzugt zwischen 30 und 600 mm und
besonders bevorzugt zwischen 400 und 500 mm auf.
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6 zeigt
eine schematische Darstellung einer Trennrichtung für eine Vorrichtung
zum Austausch von Wärme
nach der vorliegenden Erfindung. Die Trenneinrichtung weist dabei
eine Öffnung 41 sowie
eine Trennwand 43 auf. In einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Trennvorrichtung in vorbereitete Schlitze der Verteilungs-
bzw. Sammelräume eingeschoben.
Die Trenneinrichtung wird vorzugsweise mit dem Verteilungs- bzw.
Sammelraum verlötet
bzw. verschweißt
oder auf andere Weise verbunden.
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In 6a ist
eine Seitenansicht der Trenneinrichtung aus 6 dargestellt. Die Trennwand 43 ragt
in dieser Darstellung in die Blattebene hinein.
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6b zeigt
eine weitere Seitenansicht der Trenneinrichtung entlang des Pfeils
P aus 6. Die in dieser
Darstellung verborgene Öffnung 41 ist
gestrichelt skizziert.
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In 6c zeigt
eine perspektivische Darstellung die in die Sammel-/Verteilungsräume eingebaute
Trenneinrichtung 13.
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Die Trenneinrichtungen bewirken,
daß das Kältemittel
nicht über
die ganze Länge
des Verteilungs- bzw. Sammelrohrs auf die einzelnen Durchflußeinrichtungen
verteilt wird, sondern zunächst über die
in einem ersten Teilabschnitt, von wo aus es über die Durchflußeinrichtungen
in einen entsprechenden ersten Teilabschnitt des zweiten Sammel-/Verteilraums
gelangt. Von dort strömt
das Medium über
die Öffnung 41 der
Trenneinrichtung 43 in den zweiten Raum des ersten Sammel-/Verteilungsraums,
um schließlich über die
Durchflußeinrichtung in
einen zweiten Teil des zweiten Sammelraums zu gelangen.
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Dieser Verlauf ist in 5 schematisch dargestellt.
Das Kältemittel
tritt über
die Zuleitung 1 und die gestrichelt eingezeichnete Öffnung 9 in
den mit a gekennzeichneten Raumabschnitt ein. Von dort strömt es über die
Durchflußeinrichtung
in den Abschnitt b. Von dort strömt
das Kältemittel über die Öffnung 41 der
Trennvorrichtung 13 kreuzungsartig in den Abschnitt c was
in 5 durch die gestrichelt
gezeichnete Linie dargestellt ist. Von Abschnitt c aus gelangt das
Kältemittel über die
Durchflußeinrichtungen
in den Abschnitt d von welchem aus es schließlich über die gestrichelte Öffnung 9' der Ableitung 2 zugeführt wird.
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In anderen bevorzugten Ausführungsformen können jedoch
auch mehrere Trenneinrichtungen vorgesehen sein. Auf diese Wiese
ist es möglich,
das Kältemittel
mehrmals in mehrere Verteilungs-/Sammelraumabschnitten
zu leiten. Der Vorteil einer derartigen Ausführungsform besteht in einer
gleichmäßigeren
Aufteilung der unterschiedlichen Wärmeübertragungsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Auch kann in einer bevorzugten Ausführungsform
keine Trenneinrichtung vorgesehen sein, so daß der Verteilungs- und der
Sammelraum jeweils durch die sich in Längsrichtung erstreckenden kompletten
Räume gebildet
wird. Zur Klarstellung sei darauf verwiesen, daß unter Sammelraum nicht das komplette
in 3 gezeigte Volumen
zu verstehen ist, sondern jeweils nur einzelne Raumabschnitte, welche
durch die Trenneinrichtungen unterteilt werden. Die Trenneinrichtungen
bringen den Vorteil, daß der
Fluß des
Kältemittels
auf günstigere
Weise über die
von Luft durchströmte
Fläche
der Vorrichtung zum Austausch von Wärme verteilt wird.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform
sind zwei Verteilungs- bzw. Sammelräume vorgesehen. Wenigstens
einer dieser beiden Verteilungs- bzw. Sammelräume, bevorzugt einer der beiden
Sammel- bzw. Verteilungsräume,
ist mit wenigstens einer, bevorzugt genau einer, Trenneinrichtung
versehen. Diese Trenneinrichtung unterteilt den Verteilungs- bzw.
Sammelraum in zwei Teilräume.
Der mit der Trenneinrichtung versehene Verteilungs- bzw. Sammelraum
weist weiterhin eine Zu- sowie eine Ableitung auf. Die beiden Verteilungs- bzw.
Sammelräume
stehen bevorzugt nur über
die Durchflußeinrichtung
in Strömungsverbindung.
Die Durchflußeinrichtung
weist dabei wenigstens einen Strömungskanal,
bevorzugt eine Vielzahl von Strömungskanälen zur
Weiterleitung des Kältemittels
auf und hat besonders bevorzugt einen flachrohrartigen Querschnitt.
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Anstelle einer Trenneinrichtung können auch mehrere
Trenneinrichtungen vorgesehen sein. So kann beispielsweise der Verteilungs-
bzw. Sammelraum, der mit der Zu- und der Ableitung versehen ist, zwei
Trenneinrichtungen aufweisen, der andere Verteilungs- bzw. Sammelraum
eine Trenneinrichtung, welche sich bevorzugt in der Längsrichtung
des Verteilungs- bzw. Sammelraums zwischen den beiden Trenneinrichtungen
des erstgenannten Verteilungs- bzw. Sammelraums befindet.
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Allgemein können in dem Verteilungs- bzw. Sammelraum,
welcher mit der Zu- und Ableitung versehen ist, n Trenneinrichtungen vorgesehen
sein, und in dem anderen Verteilungs- bzw. Sammelraum n-1 Trenneinrichtungen,
welche jeweils so angeordnet sind, daß entlang der Längsrichtung
der Verteilungs- bzw. Sammelräume
die einzelnen Trenneinrichtungen abwechselnd an den beiden Sammel- bzw.
Verteilungsräumen
angeordnet sind. Auf diese Weise kann festgelegt werden, wie oft
das Fluid zwischen den beiden Verteilungs- bzw. Sammelräumen hin-
und hergeleitet wird.
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7 zeigt
eine schematische Darstellung in dieser Ausführungsform. Die Bezugszeichen 4 und 5 beziehen
sich auf die beiden Verteilungs- bzw. Sammelräume. Die Bezugszeichen 1 und 2 bezeichnen eine
Zu- bzw. Ableitung, welche zur Einleitung eines Fluids in einen
Verteilungs- bzw. Sammelraum 5 dient. Dabei erstrecken
sich die Zu- und die Ableitung im wesentlichen entlang der Längsrichtung
der Verteilungs- bzw. Sammeleinrichtung 5. Es ist jedoch auch
möglich,
die Zuleitung an einer anderen Stelle der Verteilungs- bzw. Sammeleinrichtung 5 oder 4 vorzusehen.
So können
sie beispielsweise derart ausgeführt
sein, dass sie sich senkrecht zur Längsrichtung des Verteilungs-
bzw. Sammelraums erstrecken, beispielsweise in der Zeichnung nach
unten oder auch aus der Blattebene heraus. Auch andere Erstreckungsrichtungen
sind je nach den räumlichen Anforderungen
möglich.
Auch können
die Zu- bzw. Ableitungen
an der Unterseite des Verteilungs- bzw. Sammelraums 5 angebracht
sein.
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Das Bezugszeichen 13 kennzeichnet
eine Trenneinrichtung, welche in dem Verteilungs- bzw. Sammelraum 5 derart
vorgesehen ist, dass dieser Verteilungs- bzw. Sammelraum in zwei
Teilabschnitte unterteilt wird. Wie sich aus 7 ergibt, ist in dieser Ausführungsform
keine direkte Verbindung zwischen den beiden Verteilungs- bzw. Sammelräumen 4 und 5 vorgesehen,
sondern die Strömungsverbindung verläuft hier über die
einzelnen Durchflußeinrichtungen.
Die Trenneinrichtung ist dabei so angeordnet, daß sich die Längenverhältnisse
der Sammel- und Verteilungseinrichtung 5 zwischen dem der
Zuleitung zugewandten Raumabschnitt und dem der Ableitung zugewandten
Raumabschnitt , welche durch das Verhältnis der in der 7 eingezeichneten Längen 11 und 12 dargestellt
sind, zwischen 9:1 und 1:9, bevorzugt zwischen 9:1 und 1:3, besonders
bevorzugt bei ca. 2:1, ergeben. Diese Abmessungen hängen von dem
Kondensationsgrad bzw. dem Dichteverhältnis vor bzw. nach der abschnittsweisen
Kühlung
der Fluids ab.
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Unter Bezugnahme auf die 7 und 7a wird die Flußrichtung innerhalb der Vorrichtung
erläutert.
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Durch die Zuleitung 1 gelangt
das Fluid zunächst
in den Teilabschnitt a des Verteilungs- bzw. Sammeleinraums 5.
Von dort aus fließt
es, wie in 7a gezeigt, über die
(nicht gezeigte) Durchflußeinrichtung
in den Verteilungs- bzw.
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Sammelraum 4. Da in diesem
Verteilungs- bzw. Sammelraum 4 keine Trenneinrichtung vorgesehen
ist, kann sich das Fluid über
die gesamte Länge
des Verteilungs- bzw. Sammelraums 5 verteilen, was durch
den Buchstaben b angedeutet wird. Von hier aus fließt das Fluid
in nunmehr umgekehrter Richtung durch die Durchflußeinrichtung
und gelangt schließlich
in den mit c gekennzeichneten zweiten Teilabschnitt der Verteilungs-
bzw. Sammeleinrichtung 5. Von dort aus kann das Fluid über die
Ableitung 2 abfließen.
Der Vorteil dieser Anordnung besteht in einem gleichmäßigeren
Wärmeaustausch
mit dem umgebenden Medium.
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Es wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung
nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist,
sondern in verschiedener Weise modifiziert und erweitert werden
kann.