DE1501552B2

DE1501552B2 - Kaeltemittelverdampfer

Info

Publication number: DE1501552B2
Application number: DE1966K0058374
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Kritzer, Richard Walker, Chicago, IU. (V.St.A.)
Priority date: 1966-02-09
Filing date: 1966-02-09
Publication date: 1977-06-30
Also published as: DE1501552C3; DE1501552A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kältemittelverdampfer zur Verwendung in einem Kühlsystem, bei welchem Luft quer von einer Seite zur anderen Seite strömt, mit einem langgestreckten Verdampferkörper, welcher längsverlaufende Zwischenwände aufweist, die eine Vielzahl sich in Längsrichtung ausdehnender, die Strömung eines Kältemittels leitender Kanäle begrenzen.

Bei einem bekannten derartigen Kältemittelverdampfer (US-PS 20 60 211) ist die Vielzahl der Kanäle zur Leitung des Kältemittels durch besonders gefertigte Zwischenwände sowie durch Ausbilden von Trennelementen dazwischen mit im Abstand angeordneten Bauteilen gebildet, wobei Hohlkehlen für eine teilweise Ablenkung des Kältemittels vorgesehen sind, um dem Kältemittel eine Umwandlung in die Gasatmosphäre zu ermöglichen, bevor es dem Auslaß zugeführt wird.

Bei einem anderen bekannten Kältemittelverdampfer mit im Luftstrom hintereinanderliegenden Kältemittelkanälen (US-PS 22 37 2.39) wird zur Erzielung des gewünschten Wirkungsgrades den vom Luftstrom zuerst beaufschlagten Kanälen jeweils mehr Kältemittel als den im Luftstrom dahinterliegenden zugeführt.

Bekannt ist weiter ein Kältemittelverdampfer (BE-PS 67 687) mit einem langgestreckten Verdampferkörper, der mehrere innere langgestreckte Wände aufweist, die eine Anzahl von den Fluß des Kältemittels bildender Kanäle bestimmen, wobei Umlenkmittel derart angeordnet vorgesehen sind, daß ein Strömen des Kältemittels vom äußersten zum äußersten und vom innersten zum innersten Kanal erfolgt, wobei das Kältemittel durch den Kältemittelverdampfer längs der gesamten Länge bis zum Ende strömt und dann quer durch den Verdampfer in einen anderen Kanal umgeleitet wird, der die andere Seite des Kältemittel-Verdampfers bildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Kältemittelverdampfer gemäß der eingangs erwähnten Art derart zu gestalten, daß unter Beachtung der Erzielung einer gleichmäßigen Verdampfung im gesamten Kältemittelverdampfer ein infolge seines einfachen Aufbaus und infolge geeignet verwendeten Materials kostensparender und effektiver Kältemittelverdampfer geschaffen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der langgestreckte Verdampfungskörper im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt mit einem Einlaß an einem Ende und einem Auslaß am anderen Ende aufweist, daß die Kanäle jeweils aneinandergrenzend angeordnet sind und daß die Zwischenwände mit die Kanäle untereinander verbindenden öffnungen versehen sind und Umlenkelemente aufweisen, die einen Teil der Kältemittelströmung durch diese Öffnungen hindurch von den stromabwärts der Luftströmung gelegenen Kanälen zu den stromaufwärts der Luftströmung gelegenen Kanälen leiten.

Vorteilhafterweise sind die Umlenkelemente schaufelartig ausgebildete Elemente, die jeweils einstückig mit der Wand, in der die zugeordnete Öffnung vorgesehen ist, ausgebildet sind.

Der langgestreckte Verdampferkörper kann aus einem stranggepreßten Metall gebildet sein.

Der erfindungsgemäße Kältemittelverdampfer gewährleistet insbesondere eine gleichmäßige Verteilung der Kältemittelströmung durch den Verdampfer, wobei der Kältemittelstrom zwischen benachbarten Kanälen sowohl in deren Längsrichtung, als auch von einer Seite zur anderen Seite des Kältemittelverdampfers erfolgen kann, wodurch die gleichmäßige Verteilung des Kältemittels über den gesamten Verdampfer möglich ist und die Verdampfungsfähigkeit des letzteren beträchtlich verbessert wird.

Die die Kanäle untereinander verbindenden öffnungen in den Zwischenwänden verhindern eine Beeinträchtigung der Verdampfungseigenschaft des Kältemittelverdampfers.

Ein einwandfreies Arbeiten des Kältemittelverdampfers erfordert, daß das durchströmende Kältemittel während des Arbeitszyklus verdampft wird, welchem Erfordernis der erfindungsgemäße Kältemittelverdämpfer gerecht wird.

Bei der Ausbildung des langgestreckten Verdampferkörpers aus stranggepreßtem Metall· wird vorzugsweise Aluminium verwendet, wodurch eine wirtschaftliche Herstellung als bei bekannten Kältemittelverdampfern möglich ist. Der stranggepreßte Verdampferkörper aus Aluminium kann leichter gebogen und damit in die gewünschte Form gebracht werden, ohne das der Wirkungsgrad des Kältemittelverdampfers beeinträchtigt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.wird an Hand, der Zeichnungen näher erläutert. In letzteren sind

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kältemittelverdampfers,

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, wobei gewisse Teile zum besseren Verständnis v/eggebrochen sind und

F i g. 3 einen Teilschnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 2.
In den Zeichnungen ist ein Kältemittelverdampfer 1

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gezeigt.

Der Querschnitt ist im wesentlichen rechteckig, wobei Seitenwände 2 und 3 vorgesehen sind. Die Außenwände 4 und 5 vervollständigen die rechteckige Form.

Mehrere Zwischen- oder Trennwände 6 erstrecken sich zwischen den Wänden 2 und 3 und verleihen dem Kältemittelverdampfer eine erhöhte Festigkeit, so daß er hohen Drücken Widerstand leisten kann. Zwischen jeder Zwischenwand 6 und zwischen diesen Wänden und den Außenwänden 4 und 5 befinden sich mehrere Kanäle, die sich in der Längsrichtung des Kältemittelverdampfers erstrecken, durch welche das Kältemittel strömen kann. Diese in der Zeichnung gezeigten Kanäle sind mit Ta, Tb, 7cund 7Jbezeichnet.

Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Seitenwand 2 an ihren entgegengesetzten Seiten mit Rippen 8 und 9 versehen. Zwischen diesen Außenrippen 8 und 9 befinden sich mehrere in Abstand voneinander angeordnete Rippen 10, die sich ebenfalls von der Wand 2 nach außen erstrecken und mit letzterer einstückig sind. In ähnlicher Weise befinden sich an der entgegengesetzten Seite des Kältemittelverdampfers Außenrippen 11 und 12 und dazwischenliegende Rippen 13.

Für einen maximalen Wirkungsgrad beim Wärmeübergang ragt von jeder Rippe eine Anzahl Dorne nach außen, welche einstückig mit den entsprechenden Rippen sind. Die von den Rippen 8 und S ragenden Dorne sind mit 14 bzw. 15 bezeichnet. Diejenigen Dorne, die sich von den Rippen 10 nach außen erstrecken, sind mit 16 bezeichnet. Die sich von den entgegengesetzten Rippen 11 und 12 nach außen erstreckenden Dorne sind die Dorne 17. Die Dorne an der Rippe 11 sind jedoch in der Zeichnung nicht sichtbar. Die von den Rippen 13 abragenden Dorne sind mit 18 bezeichnet. Diese Dorne sind von den Rippen in der Weise mit einem Meißel herausgearbeitet, daß ihr Fuß mit den Rippen über einen ausreichenden Bereich aus einem Stück bleibt, um einen wirksamen Wärmeübergang von der Rippe durch die Kanten der Dorne zu bewirken. Jeder Dorn ist so ausgebildet, daß er ein relativ hohes Verhältnis an freiliegender Fläche zur Dornmasse aufweist, wodurch ein maximaler Wirkungsgrad beim Wärmeübergang gewährleistet ist.

In Fi g. 2 und 3 ist die Richtung der Kältemittelströmung von links nach rechts dargestellt, wie durch den Buchstaben »R« angegeben ist. Jede Zwischenwand 6 ist mit mindestens einem schaufelartigen Umlenkelement 19 versehen, das aus den Wänden 6 herausgestanzt oder sonst herausgearbeitet und damit einstückig ist. Dabei bildet jedes Umlenkelement eine öffnung 20 in der entsprechenden Wand. Diese Umlenkelemente 19 befinden sich längs des Kältemittelverdampfers in Abstand voneinander und sind so gerichtet, daß sie sich in den Kältemittelströmungsweg und entgegen der Strömungsrichtungen in einen der Kanäle erstrecken. Durch diese Elemente wird ein Teil des Kältemittels aus dem einen Kanal zu dem nächst benachbarten umgelenkt, wie sich am besten aus Fig.3 und den Pfeilen in dieser ergibt. Ein Teil des nach rechts in den Kanal Ta strömenden Kältemittels wird durch die schaufelartigen Elemente 19 aufgefangen und in den Kanal Tb umgelenkt. In ähnlicher Weise wird das durch den Kanal Tb strömende Kältemittel durch die Elemente 19 in ihrem Strömungsweg aufgefangen und in den Kanal 7c umgelenkt. Ein Teil des Kältemittels wird vom Kanal 7c in den Kanal Td umgelenkt. Ein Teil des Kältemittels, der nicht von dem ersten Element 19 aufgefangen ist, kann durch das jeweils nächste Element aufgefangen werden, so daß eine zusätzliche Menge des Kältemittels dann in den nächst benachbarten Kanal umgelenkt wird.

Es ist wichtig, daß das Kältemittel in den richtigen benachbarten Kanal umgelenkt wird. Dies hängt von der Richtung der Luftströmung über den Kältemittelverdampfer ab. Die Pfeile A in F i g. 2 zeigen die Stelle, an welcher die Luft sich seitlich quer zum Kältemittelverdampfer bewegt, wo sie zuerst mit der Seite der Wand in Kontakt kommt, die den Kanal Td enthält. Die Luft strömt dann weiter über die Wand und über die die Kanäle 7c, Tb und Ta bildenden Wände. Bei einem Kühlsystem verursacht die auf diese Weise strömende Warmluft eine Verdampfung eines Teils des durch den Kanal Td strömenden Kältemittels. Wenn das Kältemittel in diesem Kanal nicht wieder nachgefüllt wird, würde es schließlich verdampfen, jedoch würde noch ein Teil des Kältemittels im Kanal 7c bleiben, der nicht verdampft ist. Da die Luft bei ihrem Durchtritt von der einen Seite des Kältemittelverdampfers zu der anderen abgekühlt wird, wird weniger Kältemitte! im Kanal Tb verdampft. Wenn dies der Fall ist, wird die Verdampfungsfähigkeit ernstlich beeinträchtigt.

Diese Beeinträchtigung der Verdampfungsfähigkeit wird jedoch dadurch verhindert, daß die schaufelähnlichen Umlenkelemente 19 vorgesehen sind, die das Kältemittel in denjenigen Kanälen, die zuletzt mit der Luftströmung in Kontakt kommen, fortschreitend in diejenigen Kanäle umlenken, in welchen eine gewisse Verdampfung bereits stattgefunden hat. Bei dieser Anordnung ist daher die Kältemittelströmung gleichmäßig, die Verdampfung in ähnlicher Weise gleichmäßig und die Verdampfungsfähigkeit nicht beeinträchtigt.

Natürlich ist es möglich, den stranggepreßten Kältemittelverdampfer ohne die zahlreichen Dorne zu verwenden. Jedoch ist dann der Wärmeübertragungsgrad geringer. Für den größtmöglichen Wirkungsgrad des Kältemittelverdampfers werden die Dorne für den größtmöglichen Wärmeübergangswirkungsgrad verwendet. Die verbindenden Öffnungen zusammen mit den das Kühlmittel umlenkenden schaufelähnlichen Elementen ergeben den größtmöglichen Wirkungsgrad der Verdampfung. Wenn diese Vorteile mir der Wirtschaftlichkeit des Strangpreßverfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kältemittelverdampfers kombiniert werden, ist ersichtlich, daß verbesserte Ergebnisse mit verringerten Kosten erhalten werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

15 Ol 552 Patentansprüche:

1. Kältemittelverdampfer zur Verwendung in einem Kühlsystem, bei welchem Luft quer von einer Seite zur anderen Seite strömt, mit einem langgestreckten Verdampferkörper, welcher längsverlaufende Zwischenwände aufweist, die eine Vielzahl sich in Längsrichtung ausdehnender, die Strömung eines Kältemittels leitender Kanäle begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte Verdampferkörper (1) im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt mit einem Einlaß an einem Ende und einem Auslaß am anderen Ende aufweist, daß die Kanäle (7a bis Td) jeweils aneinandergrenzend angeordnet sind und daß die Zwischenwände (6) mit die Kanäle (7a bis Td) untereinander verbindenden öffnungen (20) versehen sind und Umlenkelemente (19) aufweisen, die einen Teil der Kältemittelströmung durch diese Öffnungen (20) hindurch von den stromabwärts der Luftströmung gelegenen Kanälen (7) zu den stromaufwärts der Luftströmung gelegenen Kanälen leiten.

2. Kältemittelverdampfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkelemente (19) schaufelartig ausgebildete Elemente sind, die jeweils einstückig mit der Wand, in der die zugeordnete Öffnung vorgesehen ist, ausgebildet sind.

3. Kältemittelverdampfer gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte Verdampferkörper aus stranggepreßtem Metall gebildet ist.