DE2134278C3 - Absorptionskühlaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Absorptionskühlaggregat mit aus ineinandergeschachtelten Rohren bestehendem Wärmewechsler, bei dem das die reiche Lösung leitende, geradlinig verlaufende Innenrohr zufolge Abweichung von der durchgehend runden Querschnittsform stellenweise in Berührung tritt mit der Innenwand des Außenrohres.

Es ist bei Wasserrohren für Kessel, Vorwärmer, Kondensatoren oder dergleichen bekannt, die Wärmeaustauschfähigkeit solcher Röhren durch Änderung der Richtung und des Durchflußquerschnittes der Flüssigkeit zu verbessern.

Ein gattungsgemäßer Flüssigkeitswärmeaustauscher wird in der Regel durch zwei 'konzentrisch angeordnete Rohre gebildet. Diese sind zu einem Schraubenwickel gebogen. Dieser Wickel muß sehr sorgfältig, d. h. ohne wesentliche Querschnittsveränderung, gebogen und mit einer ausreichenden Steigung verlegt werden. Dies ist notwendig, weil in der reichen Lösung gelöstes Trägergas vorhanden ist, welches während des Durchganges durch den Wechsler durch die veränderte Löslichkeit frei wird und den Zufluß der reichen Lösung blockieren kann. Es sind schon Vorschläge dahingehend gemacht worden, den Flüssigkeitswärmeaustauscher als gerades Rohr zu verlegen. Wegen der benötigten Wärmeaustauschflächen werden dann jedoch die Rohrdimensionen unvertretbar groß. Dies hat dann zur Folge, daß auch das im Wechsler verweilende Flüssigkeitsvolumen sehr groß ist und es im übrigen zu lokalen unkontrollierten Zirkulationen kommt, welche den Wärmeaustausch verschlechtern.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen geraden Flüssigkeitswärmeaustauscher zu schaffen, welcher die oben aufgeführten Nachteile vermeidet, also unter Verwirklichung eines günstigen hydraulischen Durchmessers große Wärmeausiauschflächen bei kleinem Flüssigkeitsvolumen aufweist. Eine entsprechende Bauform soll herstellungstechnisch einfach sein und ein leichtes Verlegen am Aggregat ermöglichen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch angegebene Erfindung.

Zufolge dieser Ausgestaltung ist ein Flüssigkeitswärmeaustauscher für Absorptionskühlaggregate von hohem Wirkungsgrad erzielt. Die Herstellung ist einfach, seine Montage leicht durchführbar. Der Wechsler kann im wesentlichen einen geraden Verlauf nehmen. Sein Innenrohf besitzt eine gleichförmig durchlaufende Flachform. Das mit eingeprägten Sikken versehene Außenrohr, die entsprechende Prägerippen bilden, die bis an die flachgedrückten Wandungsabschriitte des Innenrohres reichen, legt das Innenrohr fest. Es ist ein günstiger hydraulischer Durchmesser verwirklicht. Dadurch, daß die Prägerippen der einen Seite zu den Prägerippen der gegen-

ao überliegenden Seite auf Lücke sitzen, strömt die arme Lösung in Art einer Wellenlinie unter Erzielung einer maximalen Amplitude. Die rückströmende arme Lösung ist gezwungen, im Querstrom zum Innenrohr zu strömen. Durch das Flachdrücken des Innenrohres ist das innenvolumen dieses Rohres unter Verwirklichung einer großen Wärmeaustauschfläche verkleinert. Durch ausreichende Querschnitte und relativ kurze Länge besteht dennoch nicht die Gefahr des Blockierens durch Wasserstoffblasen. Deshalb kann auch der Neigungswinkel gering gehalten werden. Die Verwirklichung eines kleinen Querschnittes im Inneniohr und die Vorsehung von Sicken im Außenrohr vermeiden den Wirkungsgrad beeinträchtigende lokale Zirkulationen.

Weitere Ausgestaltungscinzelheiten der Erfindung sind an Hand eines nachstehend erläuterten, zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispieles leicht zu erkennen. Es zeigt

Fig. 1 das den Flüssigkeitswärmeaustauscher aufweisende Absorptionsaggregat,

Fig. 2 den Flüssigkeitswärmeaustauscher in Einzeldarstellung bei zu Verdeutlichungszwecken aufgeschnittenem Außenrohr,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie HI-III in Fig. 2,

und

Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV in Fig. 2. Das Absorptionsaggregat besitzt den Sammler 1, bestehend aus den beiden, in der Querebene x-x bei 21 zusammengeschweißten Kappenteilen I und II.

Von dem Kappenteil I geht das eine bodenseitige öffnung 3 durchsetzende Außenrohr 5 aus. Letzteres ist bei 6 angeschweißt und tritt an koaxial gegenüberliegender Stelle als Gaswärmeaustauscher-Innenrohr 5' in das vorn anderen Kappenteil II ausgehende Gaswärmeaustauscher-Außenrohr 7 ein. Letzteres ist durch die Schweißnaht 8 am Sammler 1 bzw. dem Kappenteil II befestigt. Die dortige Durchtrittsöffnung ist mit 4 bezeichnet.

Das Wärmeaustauscher-Außenrohr 7 und Gaswämeaustauscher-Innenrohr 5' sind querschnittsmäßig so aufeinander abgestimmt, daß ein genügend großer Ringraum zwischen der Innenwandung des Gaswärmeaustauscher-Außenrohres 7 und der Außenwandung des Gaswärmeaustauscher-1 nnenrohii-s 5' verbleibt.

Zur Verbesserung des Wärmeaustausches können am Gaswärmeaustauschcr Verformungen 5" vorgenommen werden. Der obere Teil des Gaswärmeaus-

tauschers bildet den Verdampfer des Kühlaggregates.

Das vom Kappenteil I ausgehende, den Sammler 1 durchsetzende Außenrohr 5 erstreckt sich durchlaufend über die Flüssigkeitswärmewechslerstrecke 9, die Kocherstrecke 9', die Rektifikationsstrecke 10, die Kochersteigrohrstrecke 11 und (i^;e Dephlegmatorstrecke 12 bis hin zum Verflüssiger 13. Dabei umgibt das Außenrohr 5 das in den Sammler 1 getrennt einmündende und bis zur Kochersteigrohrsirecke 11 reichende Hnenrohr 14.

Auch dieses Innenrohr 14 und das Außenrohr 5 sind in ihrem Durchmesser so gewählt, daß zwischen der lnnenwandung des Außenrohres 5 und der Außenwandung des Innenrohres 14 der erforderliche Ringspalt gewährleistet ist.

Das Innenrohr 14 ist im Bereich seines schwachwinkligen Anstieges (vgl. Fig. i, Flüssigkeitswärme-•vechslerstrecke 9) unter Erzielung einer Quer Schnittsreduzierung flachgedrückt. Difc-.es Innenrohr leitet dem Kocher 1 die reiche Lösung zu.

Die abgeflachten Wandungsabschnitte des Innenrohres i4 sind mit 14' bezeichnet. Sie verlaufen in der Waagerechten, und zwar symmetrisch zur Mittelachse γ-γ. Das konzentrisch zum Innenrohr 14 verlaufende Außenrohr 5 weist quer zum Rohrverlauf ausgerichtete Sicken 30 auf. Letztere sind durch Prägung erzielt, so daß der Sickenform entsp -echende, in das Innere des Außenrohres reichende Rippen 31 erzielt werden. Letztere treten berührend gegen die flachen Wandungsabschnitte 14' des Innenrohres 14. Die Prägerippen 31 sind von gleicher Höhe und so angeordnet, daß die Prägerippen 31 der einen Seite zu den Prägerippen 31 der gegenüberliegenden Seite auf Lücke sitzen. Die also in Form der Rippen 31 wechselseitig vorspringende Rohrwandung fui:ii dazu, daß die arme Lösung im Querstrom zum innenrohr strömt. Bei auch hier kleinem Flüssigkeitsvolumen ist eine große Wärmeaustauschfläche verwirklicht. Auch kann der Neigungswinkel des Flüssigkeitswärmeaustauschers gering gehalten werden. Es treten keine lokalen, den Wirkungsgrad verschlechternden Zirkulationen auf. Auch die Berührungsstellen zwischen der Rippenstirnfläche und den abgeflachten Wandungsabschnitten 14' begünstigen den Wärmeaustausch. Beim. Prägen der Rippen 31 werden die angrenzenden Rohrwandungsabschnitte 32 des Außenrohres über den normalen Rohrquerschniit ausgebaucht (vgl. Fig. 4).

Das nach Fertigmontage bis in den Innenraum 1' des Sammlers 1 reichende Ende des Innenrohres 14 ist dort radial auswärtsgekrümmt. Der Krümmungsabschnitt ist mit 15 bezeichnet. Die Rohr-Stirnfläche weist eine der Wandungskontur des Außenrohres 5 entsprechende stirnseitige Wölbung auf und ist im Wege der Schweißverbindung mit der formgleichen Lochwand der dortigen Bohrung 17, welche die strömungstechnische Verbindung des Innenrohres 14 mit dem Sammlerinnenrau.Ti 1' hersteüt, verbunden. Vor Zuordnung des Innenrohres 14 zum Außenrohr 5 wird dieses mit dem Pumpenrohr 18 des Aggregates verbunden. Das Pumpenrohr 18 erstreckt sich, wiederum unter Freilassen eines Ringspaltes, im Inneren dieses Innenrohres 14. Es reicht bis über den dort angeordneten Rektifikationseinsatz 20 hinaus und in ineinandergeschachteltem Zustand bis vor die Dephleg-

to matorstrecke 12. Diese besitzt die typische Formgebung durch abschnittsweises, winkelversetztes Abplatten des dortigen Abschnittes des durchgehenden Außenrohres 5. Die entsprechenden, hierbei entstehenden Rillen sind mit 12' bezeichnet.

Der sich an diesen Abschnitt anschließende Verflüssiger 13 ist mit Rippen 22 versehen. Im Bereich des Verflüssigers 13 ist das Außenrohr zur Querschnittsverkleinerung mit einem beidseitig verschlossenen, im Durchmesser kleineren, zentriert emgesetzten Verdrängerrohr 13' ausgestattet, um in diesem Bereich die Dampfgeschwindigkeit zu erhöhen und somit den Wärmeaustausch zu verbessern und um den Inertgasstrom weitgehend zu vermeiden. Im Anschluß an den Verflüssiger 13 fällt das durchlaufende Außen-

as rohr 5 (Abschnitt 5'") ab. Es geht in das querschnittskleinere Ammoniakrohr 23 über. Beide Rohre sind bei 24 miteinander verschweißt. Das Ammoniakrohr 23 läuft dann nach Abkrümmen in Gegenrichtung parallel zum Gaswärmeaustauscher-Außenrohr 7.

welches einerends, wie oben bereits herausgestellt, mit dem Kappenteil II des Sammlers 1 verbunden und andcrnends verschlossen ist. Das Ammoniakrohr 23 tritt vor diesem verschlossenen Ende T in das Gaswärmeaustauscher-Außenrohr 7 ein. Der Endabschnitt weist an entsprechender Verbindungsstelle eine Durchtrittsöffnung auf, die das Ammoniakrohr 23 mit dem Ringraum zwischen der Innenwandung des Gaswärmeaustauscher-Außenrohres 7 und der Außenwandung des darin verlaufenden, als Gaswärmeaustauscher-Innenrohr 5' wirkenden Außenrohr 5 verbindet. Der obere Teil des Gaswärmeaustauscher-Außenrohres 7 stellt den Verdampfer des Kühlaggregates dar. Im Anschluß daran ist lediglich noch ein Verbindungsrohr 25 zwischen dem anderen Endabschnitt 5'" des Außenrohres und dem Gaswärmeaustauscher-Außenrohr 7 anzuordnen. Ferner wird noch die Absorberschlange 26 angebracht. Diese tritt in Nähe des Bodens 2 des Kappenteiles II aus und ist mit ihrem anderen Ende unter Durchsetzen des Gaswärmeaustauscher-Außenrohres 7 mit dem Gaswärmewechsler-Innenrohr 5' verbunden, welches den üoden 2 des gleichen Kappenteiles II des Sammlers 1 durchsetzt. Das Absorptionskühlasgregat weist schließlich die Heizpatrone 27 auf. Letztere befindet sich im Bereich des Kochers 9' unterhalb des Rektifi-

kationseinsatzes 20.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Absorptionskühlaggregat mit aus ineinandergeschachtelten Rohren bestehendem Wärmewechsler, bei dem das die reiche Lösung leitende, geradlinig verlaufende Innenrohr zufolge Abweichung von der durchgehenden runden Querschnittsform stellenweise in Berührung tritt mit der Innenwand des Außenrohres,gekennzeichnet durch die Vereinigung der - jeweils für sich — bekannten Merkmale a) bis d), nämlich

   a) daß das Innenrohr (14) auf seiner geradlinigen Strecke in eine gleichförmig durchlaufende Flachform gedruckt ist,

   b) daß das Außenrohr (5) mit Abstand voneinander angeordnete, von gegenüberliegenden Seiten eingedrückte Prägerippen (31) aufweist,

   c) daß die Rippen (31) bis auf die Flachwände (Wandungsabschnitte 14') des Innenrohres (14) reichen, und

   d) daß die Rippen (31) der einen Seite zu ilen Rippen (31) der gegenüberliegenden Seite auf Lücke sitzen.