-
"Verteiler für strömende Flüssigkeiten od.dgl." Die Erfindung bezieht
sich auf einen Verteiler für strömende Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsdampfgemische,mit,auf
einem Kegelmantel angeordneten Durchtrittsbohrungän für das strömende Medium, insbesondere
zur Mehrfacheinspritzüng von_ Kältemitteln in Verdampfern von Kälteanlagen.
-
Durch Verteiler derartiger, nach dem Strömungsprinzip arbei-_ tender
Art wird beispielsweise der Gesamtstrom des verdampfenden Kältemittels einer-Kältean1
age, gesondert und in vielen einzelnen Teilströmen, parallel den aus Rohrschlangen
mit Lamellen bestehenden Abschnitten eines Verdampfers gleichmäßig -zugeführt"-um-dadurch
ein gleichmäßig hohes-Temperaturgefälle mit optimalem Wärmeübergangam ganzen Verdampfer
zu erzieIeri. Dids kann jedoch nur erreicht werden, wenn einerseits die Druckunterschiede
im Verdampfer durch viele einzelne, aber-relativ kurze Rohrschlangen minimal gehalten
werden, so da ß eine einheitliche Verdampfungstemperatur vorherrscht und andererseits
durch den Verteiler die Gleichmäßigkeit der einzelnen Teilströme gewährleistet ist.
Die
bisherigen einteilig ausgebildeten Verteiler sind jedoch 'insbesondere bei Verteilun'ä-in'7iwaüiig
oder-mehr kleine Teilströme,"sc'hwieri,g-herzustellen'', da"man zur Erzielung einer--
öp#im'ä'l'en''itriömun*k bei geringstem Druckverlust gezwungen ist, die zu bohrenden
Xanäle--auf dem Kegelmantel eines möglichst schlanken Kegels anzuordnen, wodurch
die Kanalbohrungen im Verhältnis zu ihrem Durchmesser sehr lang w'er'd#dn. Diese'j36hrung#e-n#verlangen
aber zur Erzielung einer gleichmäßigen Verteilung des durchströmenden Mediums,eine
groäe .- Genauigkeit. Be 1 Herstellung der langen strahlenförmig angeordneten
Bohrungen besteht sehr leicht die Gefahr..'daß die'einzeine B6hrung etwa
Z s verläuft. Andererseits können jedoch schon verhältnismäßig kleine Ungenauigkeiten
in der Anordnung der Kanalbohrungen eine erhebliche Verschiedenheit der Strömungsverhältnisse
und damit auch-des Wärmeübergangs an den einzelnen, den Verteilerkänälen zugeordneten
Verdampferabschnitten verursachen, was sich auf den Wirkungsgrad der KÜhleinrichtung
ungünstig auswirkt. Das.Ausweichen des Bohrers bei der Bearbeitung wird hierbei
insbesondere dadurch hervorgerufen, daß derselbe beim Austritt aus dem vollen Material
und infolge der Notwendigkeit, daß nur Bruchteile des-vollen Bohrquerschnittes wegzubohren
sind, einer starken seitlichen Kraftbeeinflussung unterliegt, die zur Abweichung
und Richtungsänderung führt. Gerade die Zone der Kegelspitze bestimmt aber fast
ausschließlich den Ström ngsvorgang bei-der Strömungsverteilung und entscheidet
somit über Gleichmäßigkeit und Ungleichmäßigkeit.
Darüber hinaus
erfordert die genaueSerstellung der Bohrungen teure Vorrichtungen und eine verhältnismäßig
lange Bearbeitungszeit, wodurch die Herstellungskosten sehr hoch werden. Dadurch
ist auci der Anzahl der Verteilungen naturgemäß eine Grenze gesetzt.
-
Zur Erzielung größerer Genauigkeit und zur vereinfachten Herstellung
wurde bereits eine zweiteilige Ausführung des Verteilers vorgeschlagen, wobei der
eine Teil die Eingangsbohrung und mindestens die anschließenden auseinanderlaufenden
Teile der äußeren Begrenzungswände der Durchtrittskanäle und der andere Teil mindestens
die Spitze des von den Durchtrittskanälen gebildeten Kegels enthält. Die Verteilung
ist jedoch hierbei ebenfalls begrenzt, da nur eine-verhältnismäßig beschränkte Anzahl
von Verteilerkanälen vorgesehen s ein köntlen, insbesondere dann, wenn die Abmessungen
des Verteilers und damit auch die Herstellungsschwierigkeiten nicht zu groß werden
sollen.
-
Es sind des weiteren Verteiler bekannt, die zur Erzielung einer -möglichst
weitgehenden Verzweigung einen Mutterverteiler sowie nachgeschaltete Einzelverteiler
aufweisen, die mit dem Mutterverteiler durch senkrecht zu dessen Achse abzweigende
gebogene Rohre verbunden sind. Die Flüssigkeit wird-in den Verbindungsrohren nahezu
rechtwinklig abgelenkt. Ein solcher Verteiler hat den Nachteil einer einen großen
Raum beanspruchenden umständlichen Bauart. Auch müssen die Verbindungsrohre bei
Verwendung des Verteilers für Kälte-, I . , I I - - k
mittel
besonders isoliert werden, damit in ihnen nicht ,schon vor dem Verdampfer eine teilweise
Verdampfung des Kältemittels und damit eine*Minderung der Kälteleistung verursacht
wird. Auch ist eine genügende Genauigkeit der Verteilung nicht gewährleistet.
-
Die Erfindung bezweckt vor allem die Möglichkeit einer besonders weiten
Aufteilung des zu verteilenden Strbmes bei gleichzeitig einfacher Herstellung und.hoher
Genauigkeit. Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin.. daß der Verteiler
mehrstufig ausgebildet Ist und die hintereinandergeschalteten Verteilerstufen zu
einer Baueinheit vereinigt sind. Vorzugsweise weist der Verteiler einen das strömende
Medium zuerst auf mehrere Hauptströme aufteilenden Mutterverteiler und die Hauptströme
in mehrere Einzelströme aufteilende Einzelverteiler als Baueinheit auf.
-
Vorzugsweise bilden die Einzelverteiler vom Mutterverteiler gesonderte
Baueleinehte die nachträglich an diesen angesetzt werden. Die Einzelverteiler können
hierbei mittels zylindrischer oder kon1.scher Ansätze in die auf größeren Durchmesser
aufgebohrten Enden der zur Führung der Hauptströme dienenden Hauptverteilerbohrungen
im Mutterverteiler eingesetzt werden. Eine besonders vorteilhafte und zweckmäßig
herzustellende Bauart des Verteilers ergibt sich ferner, wenn der Mutterverteiler
durch ein kegelförmiges Verteilergehäuse mit auf einem Kegelmantel angeordneten
Hauptverteilerbohrungen
gebildet wird und die Einzelverteiler.
als ebenfalls kegelförmige.Gehäuse.mit je auf einem Kegelmantel angeordneten Einzelverteilerbohrungen
an das Verteilergehäuse des Mutterverteilers an den-Enden der Hauptverteilerbohrungen
angesetzt sind, derart, daß die Achse des Kegelmantels der in einem Einzelverteiler
angeordneten Einzelverteilerbohrungen mit der Achse der zugeordneten Hauptverteilerbohrung.zusammenfällt.
Durch die Erfindung ist es möglich, mit verhältnismäßig kleinen Teilen, die keine
allzu langen Bohrungen erfordern, sowie - trotz weitverzweigter Aufteilung
des Stromes mit einer beschränkten Anzahl von Bohrungen pro Einzelverteiler zuauskommen
und den gesamten Verteiler auf kleinem Raum unterzub-ringen.
-
Beispielsweise können insgesamt vierzig Einzelverteilungen und da-rüber
hinaus erzielt'werden, wodurch sich eine Anwendung auch für sehr große Verdampfer
anbietet.
-
Durch die Erfindung lassen sich ferner hohe Genauigkeiten in der Herstellung
des VeAeilers erzieleni Ins - besondere kann-der durch Abweichen der Bohrungen
leicht unzulässige Formabweichungen erIeidende Kegelspitz sehr formgenau bearbeitet
werden, so daß die einzelnen Bohrungen mitvesentlicher größerer Spanleistung und
verminderter Bearbeitungszeit gefertigt worden können.
.Durch die-achsgle-iche
Anordnung-der Einzelverteiler-zu der zugeordneten Hauptverteilerbohrung ist eine
genau gleiche Verteilung der Einzelströme mit Bezug auf die Menge, den Druck und
die-Temperatur bei kürzesten Stromwegen und mit geringsten Verlusten erzielbar.
Aus di-es-em Grunde kann der Verteiler besonders -vorteilhaft bei der Mehrfache
- inspritzung von Kältemitteln in Verdampfern von Kälteanlagen angewandt
werden.
-
Mutterverteiler und Einzelverteiler bilden in zusammengebautem Zustande
insgesamt eine starre fertige Baueinheit-und können als solche unter Beibehaltung-der
genauen relativen Lage der Muttdrvörteiler und Einzelverteiler zueinander eingebaut
werden.
-
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt ferner in der Möglichkeit
einer einfachen Lagerhaltung.- Einzelverteildr und Mutterverteller lassen sich in
einfacher Weise herstellen und zusammenbauen. Sie werden zweckmäßig miteinander
hart verlötet.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
eines Augführungsbeispieles zu entnehmen. Hier' bei zeigen Fig. 1 die Seitenansicht
'eines Verteilers, Fig. 2 die Draufsicht auf denselben, Fig. 3 einen Schnitt
durch den Verteiler in einer der Fig. 1 ähnlichen Ausführungsform und Fig.
4 eine Variante zu Fig-. -3.
In der Zeichnung sind mit
A der Mutterverteller, mit Bl$B 2 B 3-v B 4x B die Tochter- oder Einzelverteiler
bezeichnet.
-
5
In der Ausführung nach Fig. 1 und 2 weist der Mutterverteiler
fünf, in der Ausfühn-ng nach Fig. 3 z.B. vier die-Hauptverteilerbohrungen
bildende Kanäle 10 auf, die von einer axialen.Einlaßbohrung bzw. einer Einlaßdüse
11 ausgehen und auf einem Kegelmantel mit einem Kegelwinkel Z liegen. Jeder
der Hauptverteilerbohrungen 10 des Mutterverteilers A besitzt eine
erweiterte Anschlußbohrung 12, in die je ein zylindrisches Ende 13 eines
der Einzelverteiler Bi..B 2 usw. eingesetzt ist. Zweckmäßig weisen die Einzelverteiler
eine konisch bzw. düsenförmig sich verengende konische Eingangsbohrung 14 auf, deren
Kegelwinkel -3 z.B. gleich dem Kegelwinkel.,1-des Mutterverteilers.A ist.
Die der Mittelachse m-m des Verteilers zunächst gelegene Einzelverteilerbohrung
15
verläuft demgemäß parallel dieser Mittelachse.
-
Während die Anzahl n der Hauptverteilerbohrungen beim Mutterverteiler
- jedenfalls bei kürzerer Ausführung desselben wegen des Anschlusses der
Einzelverteiler Relativ beschränkt ist, können die Einzelverteiler in der Regel
eine sehr große Anzahl n 1 von Verteilerbohrungen aufweisen, so daß sich
insgesamt eine Aufteilung von n.n1, also bei n = 5
und n 1 8 insgesamt
eine Aufteilung von 40 Einzelverteilerbohrungen, ergibt.
Fig. 4
zeigt eine,Variante zu Fig. 3 mit längerem Mutterverteiler, so daß an diesen
eine größere Anzahl von Einzelverteilern angeschlossen werden kann, die gegebenenfalls
auch gleich der Anzahl der Verteilerbohrungen 15 des Einzelverteilers oder
auch größer als diese Anzahl ist.
-
Im übrigen können Mutter- und Einzelverteiler maßlich so ausgelegt
werden, daß zur Erzielung verschiedener Teilzahlen verschi edene Kombinationen möglich
sind. So ist es beispielsweise möglich, an einen und denselben Mutterverteiler verschiedene
Einzelverteiler, die sich'durch die Anzahl ihrer Verteilerbohrungen unterscheiden,
oder umgekehrt gleiche Einzelverteiler an Mutterverteiler mit verschiedenen Anzahlen
von Verteilerbohrungen anzuschließen.