DE1056628B

DE1056628B - Verdampfer

Info

Publication number: DE1056628B
Application number: DE1955P0014202
Authority: DE
Inventors: Mr Thomas Porter
Original assignee: Porter & Co Salford Ltd T
Current assignee: Porter & Co Salford Ltd T
Priority date: 1954-12-14
Filing date: 1955-05-28
Publication date: 1959-05-06
Also published as: GB769929A

Description

Verdampfer Die Erfindung betrifft einen Verdampfer zur Kühlung von Flüssigkeiten u. dgl., welcher aus einem zwischen zwei miteinander verbundenen Blechen oder Platten liegenden Rohr besteht. Hierbei weist wenigstens eine der beiden Platten eine Nut zur Aufnahme des Rohres mit Paßsitz auf.
Es sind bereits Wärmeaustauscher bekarmtgeworden, hei welchen desgleichen ein zwischen zwei miteinander verbundenen Blechen oder Platten eingeschlossenes Rohr vorgesehen ist, wobei eine der Platten zur Aufnahme des Rohres eingerichtet ist. Die Verbindung dieser beiden Platten. erfolgt in diesem Falle lediglich an einzelnen Stellen, und zwar vorzugsweise durch Punktschweiß,urng. Der Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, .daß sich die Flächen zwischen den Schweißstellen mit Vorliebe ausbiegen, was den Wärmeübergang zum Teil erheblich herabsetzt und die Ansammlung von Feuchtigkeitsniederschlägen begünstigt. Diese Niederschläge bilden dann beim Gefrieren die Ursache größerer Schäden. Auch zeigen derartige Verdampfer, insbesondere dann, wenn sie dauernd stark wechselnden Temperaturen ausgesetzt werden., den sogenrnannten »Atmungseffekt«, bei welchem sich die Platten leicht voneinander lösen können. Sowohl die Rohre als -auch die Platten bestehen bei dieser bekannten Verdampferausbildung aus Kupfer.
Für viele Zwecke ist es erwünscht, diese Wärmeaustauschereinheiten statt aus rostfreiem "Stahl aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen herzustellen, beispielsweise wegen der erheblichen Gewichtsverminderung und geringeren Kosten des Aluminiums. Es hat aber bisher keine wirtschaftlich brauchbare Lösung dieser Aufgabe gegeben, weil das Zusammenschweißen von Aluminiumblechen in- der Art, daß die Schweißverbindungen .den innerhalb der eingeschlossenen Kanäle erforderlichen hohen Innendrücken standhalten., auf erhebliche Schwierigkeiten gestoßen ist. Man hat deshalb bereits vorgeschlagen, ein Aluminiumrohr auf einer Seite "an ein flaches Aluminiumblech anzuschweißen; hierzu ist aber eine sehr kostspielige Schweißanlage besonderer Art erforderlich. Wenn ferner nicht eine große Menge von Schweißmaterial auf die Verbindung aufgebracht wird, erhält man keine ausreichende Oberflächenberührung zwischen dem Rohr und dem flachen Blech, welche eine angemessene Wärmeübertragung sichert.
Es sind ferner Wärmeaustauscher in Form einer Deckenstrahlungsheizung bekanntgeworden, welcheaus zwei Platten besteht, von welchen die eine mit einer Nut zur Aufnahme eines Rohres versehen ist. Hierbei werden die Zwischenräume zwischen Platte und Rohr mit Bindemittel, beispielsweise -Zement,ausgefüllt.
Gemäß der Erfindung sollen alle diese Nachteile vermieden und die Herstellung von Verdampfern zur Kühlung von Flüssigkeiten u. dgl. in der erwähnten Art aus Aluminium oder dessen Verbindungen mit verhältnismäßig geringen Kosten und ohne das Erfordernis einer kostspieligen Schweißanlage ermöglicht werden. Unter »Aluminium« sollen in diesem Zusammenhang auch alle Aluminiumverbindungen verstanden sein, welche sich zur Herstellung in Form von Blechen -und Röhren eignen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist, däß die Aluminiumplatten oder -einheiten durch anodische Behandlung -od. dgl. fertiggestellt werden können, und zwar mit oder ohne Färbung. Die Erfindung bietet daher viele Vorteile der Verwendung von rostfreiem Stahl, aber zu erheblich geringeren Kosten, und ermöglicht ferner die Nutzbarmachung der Vorzüge, welche der Verwendung von Aluminium allein eigentümlich sind.
Der Verdampfer gemäß der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Platten aus flexiblen Aluminiumblechen und das Rohr aus Aluminium bestehen, wobei die Platten an ihren gegeneinanderliegendenFlächen mit Hilfe eines säurebeständigen Klebemittels miteinander verbunden sind, welches in an sich bekannter Weise auch alle Zwischenräume zwischen den Platten und dem Röhr ausfüllt.
Vorteilhaft wird als Bindemittel ein säurefestes Mittel verwendet, welches die nachfolgende anodische Behandlung der damit verbundenen Teile ohne Naelteile gestattet. Durch das Bindemittel werden die aneinanderliegenden Seiten der beiden Bleche fest verbunden. Es füllt ferner diejenigen Teile der Nuten aus, die nicht durch das Rohr in Anspruch genommen werden, und verbindet auch das Rohr selbst mit der Wandung der Nut.
Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung ist nur eines der beiden Bleche mit Nuten oder Wellungen versehen, die tief genug sind, um das ganze Rohr vollständig -aufzunehmen, wobei die Größen von Rohr und Nut so gewählt sind, daß das Rohr unter Druck dicht in die Nut gepreßt werden muß, wodurch eine gute Oberflächenberührung zur Wärmeübertragung sichergestellt wird.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß drei Bleche verwendet werden, von welchen das mittlere keine Nut aufweist, wogegen die beiden anderen Bleche mit Nuten, versehen sind, derart, daß die Rohre auf jeder Seite der mittleren Platte angebracht sind.
In weiterer Ausgestaltung des Grundgedankens der Erfindung besitzt das Rohr D-förmigen Querschnitt und liegt vollständig in einer Nut des eines Bleches, während das andere Blech flach ist und passend dicht gegen die ebene Seite des Rohres anliegt.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele für Verdampfer nach der Erfindung in schematischer Form dargestellt.
Fig. 1 ist ein Querschnitt durch den Teil einer Verdampfereinheit, bei welcher nur eines der beiden Bleche mit einer Nut versehen ist; Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, wobei beide Metallbleche mit einer Nut zur Aufnahme des Rohres versehen sind; Fig.3 zeigt in ähnlicher Ausführung wie Fig. 1 eine Anordnung mit einem Rohr von im wesentlichen U-förmigem Querschnitt; Fig.4 zeigt in auseinandergenommener Form die Teile einer Verdampfereinheit für eine Haushaltkühlvorrichtung; Fig.5 ist eine schaubildliche Darstellung eines fertigen Verdampfers; Fig.6 zeigt eine abgeänderte Form einer Verdampfereinheit aus der gleichen Art von Komponenten; Fig. 7 ist eine schaubildliche Darstellung einer sogenannten Deckenwindung entsprechend der Erfindung; Fig. 8 zeigt eine Seite einer plattenförmigen Windung gemäß der Erfindung; Fig. 9 ist eine geänderte Anordnung, bei welcher zwei Rohre auf gegenüberliegenden Seiten einer gemeinsamen Platte oder eines gemeinsamen Bleches vorgesehen sind.
Im einzelnen zeigen Fig.5 und 6 Elemente für .einen Verdampfer, bei welchen an den geschlossenen Kanal ein Sammler angeschlossen ist. Zu diesem Zwecke ist ein Aluminiumblech oder eine Aluminiumplatte 1 in einer Presse so geformt, daß es eine breitere oder tiefere Nut 2 quer zu der Blechrichtung aufweist, durch die ein Sammler gebildet wird; ferner ist in der Längsrichtung des Bleches eine hin- und herlaufende Nut 3 angeordnet, deren eines Ende 31 sich bis zur Kante des Bleches erstreckt, während das andere Ende 32 in die Sammlernut 2 mündet. Eine weitere Nut 4 geht von dem Sammler 2 bis zur Kante des Bleches bei 41.
Gemäß Fig.4 kann die Einheit zusammengebaut werden aus einem größeren Rohr 5, das als Sammler quer zur Leitung liegt, und einem schlangenartig hin-und hergehenden Rohr 6 in der Längsrichtung und einem zusätzlichen Rohr 7, dessen Enden 61 und- 71 mit Zu- und Abflußleitungen verbunden sind'. Dieses vorgeformte Element wird über die entsprechenden Nuten des Bleches 1 gelegt, derart, daß es mit diesen übereinstimmt, und wird dann in die Nuten eingedrückt, so daß es vollständig unterhalb der Oberfläche der genuteten Platte 1 liegt und dichtend an die Wand der Nut eingepaßt ist. Dann wird das Bindemittel 8 auf die Oberfläche der genuteten Platte aufgebracht und füllt dabei zugleich die Spalte um die versenkten Rohre, oder es wird auf die Oberfläche einer zweiten, nicht genuteten Platte 10 aufgebracht, worauf beide Platten miteinander verbunden werden, gegebenenfalls unter Druck und Erwärmung, bis das Bindemittel abgebunden hat, so daß auf diese Weise das ganze Rohrelement in die Platte eingeschlossen ist. Wenn dann Kältemittel durch die Rohre unter Druck geleitet wird, wird es an den Verbindungsstellen nicht in seinem Durchfluß beschränkt, und ebensowenig wird das Bindemittel dem Druck des Kältemittels ausgesetzt. Trotzdem findet gleichzeitig eine sehr wirksame Wärmeübertragung zwischen den Rohren und Platten statt, weil einerseits große Flächen in unmittelbarer Berührung stehen und andererseits die Berührung sehr dicht ist.
Die zusammengebaute Einheit wird nun derartig abgebogen, daß sie die für eine Verdampfereinheit gemäß Fig. 5 und 6 benötigte Form erhält; man kann ihr aber auch jede andere gewünschte Form geben oder sie flach belassen. Eine oder beide Platten 1, 10 können mit Flanschen versehen sein, durch welche die Verbindung mit anderen Teilen des Kühlgerätes oder eines Kühlraumes erleichtert wird, in welchem die Einheit benutzt werden soll.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fib.1 weist lediglich die Platte 1 Nuten auf, bei dem Beispiel nach Fig. 2 sind die Platten 1 und 2 mit Nuten versehen, wobei jede Nut in ihrem Durchmesser nur so groß bemessen sein muß, daß sie.zur Aufnahme einer Hälfte des Rohres ausreicht.
Bei -dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist ein gezogenes Rohr 11 von ungefähr D-förmigem Querschnitt verwendet, wobei die flache Seitenfläche 12 an der Platte 10 anliegt, wodurch die Wärmeübertragung noch verbessert wird. Die Längskanten des Rohres 11 sind schwach gerundet, so daß die in dem Rohrmaterial auftretenden Spannungen möglichst verringert werden.
Die Nuten und die ihnen entsprechenden Rohre können im übrigen jede beliebige Form und Anordnung erhalten, so daß sie dem gewünschten Maße der Wärmeübertragung auf eine gegebene Fläche und für jeden vorgeschriebenen Zweck entsprechen können.. Je nach Wunsch können auch zwei mit Nuten versehene Platten und zwei Rohrkombinationen auf den gegenüberliegenden Seiten des gleichen flachen Bleches angeordnet sein. Dabei können entweder beide Teile in dem gleichen Kühlkreis liegen, oder es können getrennte Kreise vorgesehen sein. Statt dessen kann auch eines der beiden Rohre in einem Kühlkreis und das andere in einem Enteisungskreislauf liegen. Ein Beispiel der letztgenannten: Art ist in Fig. 9 dargestellt, wo das mittlere glatte Blech 13 auf einer Seite ein Rohrsystem 14 und auf der anderen Seite ein Rohrsystem 15 trägt, die jeweils in genutete Bleche 16 und 17 eingeschlossen sind.
Die Fig.5 und 6 zeigen den Aufbau einer Verdampfereinheit, wie sie unter anderem für einen Haushaltkühler geeignet ist. Fig.7 zeigt den Zusammenbau sogenannter Deckenschlangen, deren Einzelelemente gemäß der Erfindung gestaltet sind, und Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf einen Plattenkühler, wie er beispielsweise als Wandplatte od. dgl. oder nach Art eines Regals verwendet werden kann. In allen Fällen ist das eingebaute Rohr so gestaltet, daß es in den Kreislauf eines Kältemittels eingeschaltet werden kann.
Die Erfindung ist oben in der Anwendung für Kühlzwecke beschrieben, sie eignet sich aber ebensogut auch für Heizzwecke. Bei einer Anordnung der letztgenannten Art können Felder, wie sie in Fig. 4 gezeigt sind, in die Wände und die Decken des Raumheizkörpers eingebaut werden, beispielsweise mit außenliegendem flachem Blech 7. Man kann diese einzelnen Felder oder Tafeln aber auch beliebig anders gestalten, derart, daß sie mit dem umgebenden Bauwerk zusammenpassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verdampfer zur Kühlung von Flüssigkeiten u. dgl., bestehend aus einem zwischen zwei miteinander verbundenen Blechen oder Platten eingeschlossenen Rohr, wobei wenigstens eine der beiden Platten eine Nut zur Aufnahme des Rohres mit Paßsitz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten aus flexiblen Aluminiumblechen und das Rohr aus Aluminium bestehen, wobei die Platten an ihren gegeneinanderliegenden Flächen mit Hilfe eines säurebeständigen Klebemittels miteinander verbunden sind, welches in an sich bekannter Weise auch alle Zwischenräume zwischen den Platten und dem Rohr ausfüllt.
2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größen von Rohr und Nut so gebildet sind, daß das Rohr unter Druck dicht in die Nut gepreßt werden muß.
3. Verdampfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (11) D-förmigen Querschnitt besitzt und vollständig in einer Nut des einen Bleches (1) liegt, während das andere Blech (10) flach ist und passend dicht gegen die ebene Seite (12) des Rohres anliegt (Fig. 3).
4. Verdampfer nach. einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß drei Bleche vorgesehen sind, deren mittleres (13) keine Nut aufweist, wogegen die beiden anderen Bleche (16, 17) mit Nuten versehen sind, derart, daß die Rohre (14, 15) auf jeder Seite der mittleren Platte angebracht sind (Fig. 9).
5. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er als Verdampfer für einen Haushaltkühler-od. dgl. gebaut ist (Fig. 5 und 6).
6. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er in Form von hintereinanderliegenden Registern ausgebildet ist (Fig. 7). In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 219 763, 231331; französische Patentschrift Nr. 978 359; britische Patentschrift Nr. 289 924; USA.-Patentschriften Nr. 2 014 703, 2 514 469.