DE1527244A1

DE1527244A1 - Verfahren zur Herstellung einer ebenen Rohrschlange,beispielsweise fuer Verdampfer und/oder Absorber eines Absorptionskaelteapparates

Info

Publication number: DE1527244A1
Application number: DE19641527244
Authority: DE
Inventors: Reistad Bengt Reistad
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1963-03-29
Filing date: 1964-03-28
Publication date: 1969-08-21
Also published as: US3473346A; GB1040579A; DE1527244C3; DE1527244B2; US3348402A

Description

'■.-iff

die Patentanwälte Dipl.-Ing. E. Jourdan, Dipl.-Ing. MHHHBIHi W. Beyer Frankfurt/main Freiherr-vom-St ein-Str. 18

In Sachen: Az.:

Aktiebolaget Electrolux

Stockholm / Schweden ι R 9 7 9 Λ Λ

Pat entanmeldung

Priorität der schwedischen Patentanmeldung No, 3507/1963 vom 29. März 1963

Verfahren zur Herstellung einer ebenen Rohrschlange, beispielsweise für Verdampfer und/oder Absorber eines

Absorptionskälteapparates

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer ebenen RohBschlange durch Biegen eines Bernden "Rohres, beispielsweise für den Verdampi-j.· und/oder den absorber eiii-^ mit indifferentem Gas arbeitenden Absorptionskälteapparates, wobei das gerade Rohr vor dem Biegen einer Verformung seines Querschnittes im Bereich der zu biegenden Abschnitte ausgesetzt wird.

In Absorptionskälteapparaten, die mit indifferentem Gas arbeiten, wird die Kälte gewöhnlich durch Verdampfen des kondensierten Kältemittels in einem Rohr erzeugt, durch das ein Strom von armem indifferentem Gas hindurchgeht. Der Kältemitteldampf wird vom Gasstrom einem Absorber zugetragen, wo der Kältemitteldampf von einer Absorptionslösung absorbiert wird. Der Apparat arbeitet mit einem hohen Betriebsdruck, der dazu zwingt, Rohre von genügender Wandstärke anzuwenden. Mit Rücksicht auf die gewünschte hindurchströmende Gasmenge müssen die Rohre einen bestimmten Querschnitt haben.

909834/0085 _BAD 0RK3UNAI.

ElP 14.17/ 26.3.64

Das Verdampferrohr wird gewöhnlich zu einer ebenen Schlange gebogen und,mit einem Blech zum Aufstellen von Eisschalen und Kühlgut überdeckt. Die Rohrbogen der Schlange müssen so grosse Radien erhalten, dass zwischen den geraden Rohrteilen verhältnismässig grosse Abstände entstehen. Wenn die Bögen zwischen den geraden Rohrteilen mit sehr kleinen Radien ausgeführt werden könnten, könnte an einer Kühlplatte von gegebener Grosse auch eine grössere Länge Verdampferrohre angebracht werden. Dadurch liesse sich nicht nur eine stärkere Kälteerzeugung erzielen, was niedrigere Temperaturen ergäbe, sondern auch Nutzraum in dem begrenzten wärmeisolierten Innenraum, der in einem Kühlschrank zur Verfügung steht, gewinnen.

Beim Biegen eines Rohres entstehen an der konvexen Stite des Bogens Zugspannungen, während auf der konkaven Seite Druckspannungen auftreten. Wenn man versucht, das Rohr mit einem engen Krümmungsradius zu biegen, dann neigt es in erster Linie zum Plattwerden. Wird der Biegeradius zu klein gemacht, erreicht die Druckspannung eine solche Grosse, dass eine örtliche Knickung entsteht. Die Rohrwand wird gefaltet, und zwar mit einer tiefen oder mehreren weniger tiefen Palten. Dabei besteht die Gefahr, dass das Rohr gerade in einer Palte völlig plattgedrückt wird, so dass sich der Durchlaßquerschnitt fast auf Null verringert.

Die Grosse der Zug- und Druckspannungen in der Rohrwand und die Fähigkeit, Druckspannungen ohne örtliche Knickung aufzunehmen, sind von dem Verhältnis zwischen der Breite des Rohrprofils, in der Richtung des Krümmungsradius gemessen, und dem Krümmungsradius selbst abhängig. '.Yenn ein kleiner Krümmungsradius angestrebt wird, dann lässt sich dieses Ziel also immer mittels eines verhältnismässig kleinen Rohrdurchmessers erreichen. Der kleinste zulässige Rohrdurchmesser ist jedoch durch zwei Umstände begrenzt, und zwar darf einerseits der lichte Rohrquerschnitt für die hindurchströmende Gas- und Plüssigkeitsmenge nicht zu klein sein

ElP 1417 /26.3.64 ₉₀₉834/0085

und andererseits darf die Pfeilhöhe zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt des Rohres keinen zu kleinen Wert, annehmen, insbesondere nicht bei einem theoretisch horizontalen Rohr, da sonst die Empfindlichkeit gegen ungenaue Ausrichtung sehr gross wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Rohrschlange der eingangs genannten Art aus einem einzigen Rohr mit eng nebeneinander liegenden geraden Rohrteilen zu schaffen, wobei der Rohrquerschnitt eine grosse Höhe, eine geringe Breite und eine grosse lichte Weite besitzt, und wobei sich diejenigen Teile der Rohrwand, die beim Biegen einer Druckspannung ausgesetzt sind, nicht ohne weiteren auf Grund örtlicher Knickung falten können. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die Querschnittsverformung so ausgeführt wird, dass die Rohrwandung längs der zu biegenden Rohrabschnitte mit Teilen ihres Umfanges in gegenseitige Anlage in Richtung der Biegeebene gelangt, während die übrige Rohrwandung in den zu biegenden Abschnitten verkleinerte Durchlässe von optimalem Querschnitt für das durch das itohr strömende Medium bildet, wonach das Rohr in an sich bekannter V/eise kalt in die Schlangenform gebogen wird.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens wird das Rohr im Bereich der zu biegenden Abschnitte bei der Querschnittsverformung so gepresst, dass sein Querschnitt die Form einer Acht erhält, deren längere Symmetrieachse im rechten Winkel zur Biegeebene liegt.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines als Beispiel nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Verdampfers für einen Absorptionskälteapparat näher beschrieben. Dabei werden auch andere Eigenschaften der Erfindung erk-läutert. Es zeigen :

SlP 1417 hg/26.3.649098 34/00

Fig, 1 einen Horizontalschnitt durch einen Kühlschrank mit einem gemäss der Erfindung hergestellten Verdampfer,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch denselben Kühlschrank und

Fig, 3 einen Vertikalschnitt in grässerem Maßstab durch das Verdampferrohr in einem der Bögen.

Ii ?ig_E 1 und 2 ist der obere Teil eines Kühlschranks mit Ψ ve., .-.*..... - ?s,:?jnen mit Teilen eines daran angeschlossenen, iLi>:■ iiüiüj.; -antem Gas arbeitenden Absorptionskälteapparates, der mit Wasser, Ammoniak und Wasserstoffgas als Betriebsmedien gefüllt sein kann, dargestellt. Der Schrank hat zwei Fächer 10,11, die von wärmedämmenden Wänden 13 umgeben und mit einer Tür 14 abgeschlossen sind. Die beiden Fächer 10,11 werden durch einen rohrförmigen Verdampfer 15 voneinander getrennt. Der Verdampfer hat vier gerade Rohrabschnitte 16 und drei zwischen denselben liegende gebogene Abschnitte 17. Eine Metallplatte 18 ist gut wärmeleitend auf den Verdampfer aufgesetzt und bildet eine Aufstellplatte für Eisschalen und anderes Kühl- oder Gefriergut. Die Platte 18 kann so bemessen sein, dass sie die gesamte waagerechte Querschnittsfläche des Schrankinneren überdeckt. Das obere Schrankfach kann mit einer nicht dargestellten zusätzlichen Tür abgeschlossen sein. Die Rohrabschnitte 17 des Verdampfers, die die Bögen bilden, haben vor dem Biegen durch Pressen einen Querschnitt erhalten, der in der Verdampferebene einen bedeutend kleineren Widerstand gegen Biegung aufweist als das ursprüngliche Rohr mit kreisrundem Querschnitt.. Ein Beispiel für einen solchen Querschnitt zeigt die Fig. 3· Hier sind zwei einander gegenüberliegende Wandungsteile 19»20 des Rohres so zusammengepresst worden, dass der Rohrquerschnitt

ElP H17 h_g/26.₃.64 BA₀₀R₁GINAL

909834/008S

die Form einer Acht erhalten hat, deren längere Symmetrieachse im rechten ^T.7inl:e1 zur Bi e;:e„buij.^ . ."..-_o υ. s.-~ ..ulir kann dc.n^ch ^uI" einen sehr iCLuiii^ii ^.^.uluj K.cilt gebogen werden, was zum Teil darauf zurückzuführen ist, dass der auf der Innenseite des Bogens liegende Wandungsteil 19 des Rohres während der Biegung um dessen Mitte den äusseren Wandungsteil 20 abstützt. In gewissen Fällen lässt sich die Formung mit dem gleichen Werkzeug wie das Biegen ausführen, wobei sich ein Arbeitsvorgang unmittelbar an den anderen anschließt. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, die Verformung auf einer Vorrichtung und die Biegung auf einer anderen Vorrichtung auszuführen, da dies den Einsatz einfacherer Werkzeuge besonders beim Biegen gestattet, weil der innere Teil des Werkzeuges nicht auf das Rohrprofil abgestimmt zu sein braucht, wie dies bei dem äusseren Teil der Fall sein muss. Dies erleichtert die Biegearbeit, da die fertiggebogenen Rohre ohne weiteres aus den Y/erkzeugen gehoben werden können.

Das Formen des Verdampferrohres bereitet in Hinblick auf seine Festigkeit keine Schwierigkeiten, da nur kurze Teile des Rohres dem Preßdruck ausgesetzt werden müssen und der innere Arbeitsdruck nicht den Querschnitt des Rohres in den Bögen zu ändern vermag. Die Änderung des Rohrquerschnittes bedeutet natürlich eine Minderung des Durchlaßvermögens. Es muss deshalb dafür gesorgt werden, dass der Querschnitt auch nach dem Einpressen noch für den vorgesehenen Gasstrom ausreicht. Meistens sind keine besonderen Maßnahmen notwendig, Sollte jedoch ein Rohr von grösserem Durchmesser gewählt werden müssen, so bedeutet dies keine Schwierigkeit. Bei früheren Verdampfern hätten aus diesem G-rund gross ere Bogenradien gewählt werden müssen, aber hier nimmt die Verformung des Rohrquerschnittes einer solchen Vergrösserung die Notwendigkeit. Trotz der Rohrverformung ändert sich die Höhe

ElP 1417/ 26.3.1964

.,,„909834/0086 _BAD OR.Q.NAU

des Rohres nicht so stark, dass dies einen Einfluss auf den Durchtritt des Kondensats hätte. Die Empfindlichkeit des Verdampfers gegen Änderungen des Flüssigkeitsstandes wird bei der neuen Ausführung nicht grosser.

Der in den Zeichnungen dargestellte Verdampfer 15 ist in ein Gasumlaufsystem mit einem Absorber 21 (Fig.1) eingeschaltet. Von dort wirri ^^raes Gas über ein Rohr 22 durch ein Apparatfenster in der mit einer Isolierung 23 versehenen Hinterwand des Kühlschrankes eingeleitet. Vom Verdampfer 15 strömt das angereicherte Gas durch ein Rohr 24 zu dem nicht darge-" stellten Absorbergefäss des Apparates. Die beiden Rohre 22 und 24 sind - beispielsweise durch Schweißnähte 25 wärmeleitend miteinander verbunden und bilden den Gastemperaturwechsler des Apparates. Mit diesem Gastemperaturwechsler ist ferner eine Kondensatleitung 20 wärmeleitend verbunden. Durch diese Leitung wird das kondensierte Kältemittel vom Verflüssiger 28 zum Verdampfer geleitet. Aus der Fig. 2 ist die Anordnung des Verflüssigers 28 mit Rippen sowie einer Zuleitung 30 für Kältemitteldampf vom Kocheraggregat 31 und einer Lüftungsleitung 32 zum Gasumlaufsystem dargestellt.

Bei bekannten Kühlschränken mit Absorptionskälteapparat wird die Tiefe des Apparatraumes meistens durch die ziemlich grossen Eögen der Absorberschlange bestimmt, deren Krümmungsradius nicht ohne weiteres verkleinert werden kann. Durch Anwendung der vorliegenden Erfindung wird jedoch auch hier ein bedeutender Gewinn ermöglicht. In bisher bekannten schlangenförmigen Absorbern ist die Neigung des Rohres in den geraden Abschnitten und den Bögen gewöhnlich die gleiche. Durch die Erfindung ist es möglich, fast waagerechte gerade Abschnitte auszuführen und eine Niveaudifferenz durch stärker geneigte Bögen zu erzielen. Hierdurch wird Platz sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung gewonnen.

909834/0085 BAD ORIGINAL

ElP 1417/ 26.3.1964

Die Erfindung ist nicht allein auf das hier beschriebene Verfahren "begrenzt oder auf die erwähnte Rohrform, sondern kann im Rahmen des ihr zugrundeliegenden Erfindungsgedankens auf viele Arten abgewandelt werden.

Patentansprüche /

,9 E]P 1417/ 26.3.1964/S

Claims

Pat entansprüche

1.j Verfahren zur Herstellung einer ebenen Rohrschlange durch Biegen eines geraden Rohres, beispielsweise für den Verdampfer und/oder den Absorber eines mit indifferentem (Jas arbeitenden Absorptionskälteapparates, wobei das gerade Rohr vor dem Biegen einer Verformung seines Querschnittes im Bereich der zu biegenden Abschnitte ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverformung so ausgeführt wird, dass die Rohrwandung längs der zu biegenden Rohrabschnitte mit Teilen (19»20) ihres Umfanges in gegenseitige Anlage in Richtung der Biegeebene gelangt, während die übrige Rohrwandung in den zu biegenden Abschnitten (17) verkleinerte Durchlässe von optimalem Querschnitt für das durch das Rohr (15) strömende Medium bildet, wonach das Rohr in an sich bekannter Weise kalt In die Schlangenform gebogen wird.

Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr 15 im Bereich der zu biegenden Abschnitte (17) bei der Quersohnittsverformung so gepresst wird, dass sein Querschnitt die Form einer Acht mit der längeren Symmetrieachse rechtwinklig zur Biegeebene erhält.

Verfahren naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverformung und die Biegung mit ein und denselben Werkzeug ausgeführt werden.

ElP 1417/ 26.3.1964 909834/0085