DE2742330C2 - Kühlsystem - Google Patents
KühlsystemInfo
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- DE2742330C2 DE2742330C2 DE2742330A DE2742330A DE2742330C2 DE 2742330 C2 DE2742330 C2 DE 2742330C2 DE 2742330 A DE2742330 A DE 2742330A DE 2742330 A DE2742330 A DE 2742330A DE 2742330 C2 DE2742330 C2 DE 2742330C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
- F25D3/12—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using solidified gases, e.g. carbon-dioxide snow
- F25D3/14—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using solidified gases, e.g. carbon-dioxide snow portable, i.e. adapted to be carried personally
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Description
zusammen mit den langgestreckten Distanzstücken (32,33) Einlaß- und Auslaßverteilungskammern (49,
51) bilden und daß die Öffnungen (22, 23) in dem äußeren Behälter (12) mit den Verteilungskammern
(49,51) verbunden sind.
5. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Behälter
(12) einen Verschluß (52) aufweist, daß dieser Verschluß einen Ring (24) aufweist, der eine obere
Verlängerung des inneren Behälters (28) bildet, daß sich ein oberes Ende des inneren Behälters (28) über
die Öffnungssegmente (45, 46) erstreckt und in den Ring (24) eingreift, daß die langgestreckten Distanzstücke
(23,33) sich von den Öffnungssegmenten (45, 46) nach oben erstrecken und in den Ring (24)
außerhalb des inneren Behälters (28) eingreifen und daß obere und untere Begrenzungen der Verteilerkammern
(49,51) durch den Ring (24) und durch die Öffnungssegmente (45,46) gebildet werden.
6. Kühlsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (52) einen Ansatz (57)
aufweist, der einen Teil einer Gasleitung bildet, und daß dieser Ansatz (57) am inneren Ende mit dem
Inneren des inneren Behälters (28) verbunden ist.
7. Kühlsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß deF Verschluß (52) Ansehlußstücke (61,
62) aufweist, die mit dem Inneren des inneren Behälters (28) verbunden sind und eine automatische
Druckentlüftung bilden, wenn im inneren Behälter (28) der Druck über einen vorbestimmten hohen
Wert ansteigt.
8. Kühlsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den senkrechten Kanälen (34,35) ein
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem mit zwei ineinandergesetzte Behälter, von denen der innere ein
durch Wärmeaufnahme sublimierbares Kältemittel aufnimmt und im Raum zwischen dem äußeren und
inneren Behälter ein fluides Kühlmittel mit dem inneren Behälter in Wärmeaustausch steht.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der FR-PS 9 88 914
ngeordnet sind und 35 bekannt, die ein Wärmeaustauschsystem mit Kühlung
beschreibt, bei dem das in einem Behälter angeordnete
feste Kühlmittel in eine Kühlflüssigkeit eintaucht. Durch die Wärmeübertragung auf das feste Kühlmittel
sublimiert dieses und wenn die Sublimation fortschreitet, bilden sich Zwischenräume zwischen der Wandung
des inneren Behälters und dem festen Kühlmittel. Ein derartiger Zwischenraum ist in Fig. 3 der FR-PS
9 88 914 dargestellt. Ein derartiger Zwischenraum vermindert den Wirkungsgrad des Kühlsystems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachsten Mitteln den Wirkungsgrad eines derartigen
Kühlsystems zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Raum zwischen dem äußeren und inneren Behälter in
so zwei voneinander getrennte senkrechte Kanäle unterteilt ist, die mitteis eines unter dem Boden des inneren
Behälters verlaufenden Kanal miteinander verbunden sind.
Das zu kühlende Medium strömt in dem einen Kanal in Wärmeaustauschkontakt mit dem inneren Behälter
nach unten und strömt unter dem Boden hindurch und im anderen getrennten Kanal wieder nach oben. Wenn
durch Sublimation die Spalte und Zwischenräume zwischen den Seitenwandungen des inneren Behälters
und dem Kältemittel ausgebildet werden, so besteht doch durch die Wirkung der Schwerkraft ein inniger
Kontakt zwischen dem Boden des inneren Behälters und dem Kältemittel, so daß eine erhebliche Wirkungsgradverminderung
des Kühlsystems nicht in Kauf genommen werden muß.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll in der
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll in der
folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht einer Behälter-Wärmeaustauschereinheit,
F i g. 2 eine Draufsicht auf die in F i g. 1 dargestellte Einheit,
F i g. 3 eine Teillängsschnittansicht des oberen Teiles der Einheit, genommen längs der Linie 3-3 der F i g. 2,
F i g. 4 eine Längsschnittansicht, genommen längs der
Linie4-4in Fig.2,
F i g. 5 eine vergrößerte Detailansicht,
F i g. 6, 7, 8 und 9 Querschnittsansichten, genommen
längs der Linien 6-6,7-7,8-8 und 9-9 der F i g. 4,
Fig. 10 eine Teilansicht des oberen Abschnittes der Einheit, wobei der äußere Behälter und ein Endverschluß
entfernt sind,
F i g. 11 eine Schnittansicht, genommen längs der
Linie 11-11 der F ig. 10 und
F i g. 12 eine Detail ansicht
Eine Behälter-Wärmeaustauschereinheit weist einen äußeren Behälter 11 auf, der eine Seitenwand 12 hat Die
Seitenwand besteht aus einem geeigneten leichten, jedoch festen Material und ist zylindrisch gwiormt und
weist eine Längsschweißnaht 13 auf, die sich über deren Länge erstreckt An einem Ende weist die Wand 12 eine
innere Senkung 14 auf, in der eine Platte 15 sitzt Diese Platte bildet den Boden des äußeren Behälters und ist in
der Senkung 14 befestigt An der nach innen weisenden Seite der Platte 15 sind integrale erhabene Abschnitte
16 und 17 vorgesehen, wie es Fig.8 zeigt Die vorstehenden oder erhabenen Abschnitte 16 und 17 sind
relativ kurze Bogensegmente eines Kreises und besetzen diametral gegenüberliegende Stellen auf der
Plattenoberfläche. Auf einer imaginären Linie, die quer über die Platte 15 und in der Mitte durch die Segmente
16 und 17 geführt wird, sind Plattenaussparungen 18 und 19 vorgesehen. Diese Aussparungen liegen zwischen
den gebogenen Segmenten 16 und 17 und der Umfangskante der Platte 15 und münden durch die nach
innen weisende Oberfläche der Platte.
Ein Ende 21 der Wand 12 weist einen verminderten Durchmesser auf und ist mit einem Außengewinde
versehen. Neben dem Gewindeende 21 sind in Richtung zum Boden 15 hin öffnungen 22 und 23. Diese liegen in
einer gemeinsamen Querebene und sind in Umfangsrichtung um einen Winkel von etwa 45° voneinander
entfernt und liegen zu beiden Seiten der im vorstehenden erwähnten imaginären Linie, auf der die Aussparungen
18 und 19 in der Platte 15 liegen.
Am äußeren Ende des Behälters 11 ist ein Ring 24 mit
Preßsitz. Ein äußeres Ende des Ringes 24 schneidet bündig mit dem äußeren Ende der Wand 12 ab. Ein
inneres Ende des Ringes endet kurz vor den Bohrungen 22 und 23. Am inneren Ende des Ringes sind zwei
diametral gegenüberliegende Schlitze 25 und 26 (Fig. 11) vorgesehen. Einer der Schlitze weist eine
größere Umfangserstreckung als der andere auf, und diese Schlitze 25 und 26 liegen in einer Ebene, die mit
der imaginären Linie zusammenfällt, welche die Aussparungen 18 und 19 schneidet. Das innere Ende des
Ringes 24 weist ferner eine innere Senkung 27 auf.
Die Behältereinheit weist ferner einen Innenbehälter
28 auf, der aus einem relativ leichten zylindrischen Rohr
29 besteht, weiche eine Seitenwand bildet. Ein Ende des Rohres 29 ist mittels einer Scheibe 31 verschlossen, die
einen Boden des inneren Behälters bildet. Der innere Behälter 28 wird teleskcpartig vom äußeren Behälter 11
aufgenommen. Die Bodenwand 31 sitzt auf den gebogenen Segmenten 16 und 17 der Bodenwand 15.
Ein äußeres oder oberes Ende des Innenbehälters wird von der Senkung 27 des Ringes 24 aufgenommea Die
Anordnung ist derart, daß der innere Behälter innerhalb des äußeren Behälters sicher in einer konzentrischen
Lage und im Abstand von diesem gehalten wird.
Zur konzentrischen Lagerung des inneren Behälters sind ferner zwei langgestreckte Distanzstücke 32 und 33
vorgesehen, deren obere Enden in den Schlitzen 25 und
ίο 26 des Ringes 24 aufgenommen werden. Die Distanzstücke
32 und 33 erstrecken sich in Längsrichtung der Behältereinheit und deren unteren Enden haben einen
verminderten Durchmesser und sitzen in den Bodenplattenaussparungen
18 und 19. Die Dicke der Distanzstücke 32 und 33 entspricht annähernd dem radialen Abstand zwischen dem inneren und dem
äußeren Behälter. Dadurch, daß sich die Distanzstücke 32 und 33 zwischen dem Ring 24 und der Bodenplatte 15
erstrecken und den Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Behälter überbrücken, unterteilen diese
Distanzstücke den Ringraum zwisdva den Behältern in halbzylindrische Räume 34 und 35 (F i g, 7). im Raum 34
ist ein Rippenstreifen 36 vorgesehen und im Raum 35 ein Rippenstreifen 37. Die Rippenstreifen sind ein
sekundäres Wärmeübertragungsmaterial und ein dünnes duktiles Material, welches gute Wärmeleitfähigkeiten
aufweist, wird in eine gewellte Form gebracht und so ausgebildet daß dieses Material an wenigstens einer
Seite in Kontakt mit einer wärmeleitenden Wand steht.
Ein fluides Medium, welches über oder längs dieser wärmeleitenden Wand fließt, steht gleichzeitig in
Kontakt mit dem Rippenmaterial, wodurch eine sekundäre Wärmeleitfläche gebildet wird. Rippenstreifen
stehen in innigem Kontakt mit der äußeren Oberfläche des inneren Behälters 29 und erleichtern
eine Wärmeleitung durch diese Wand. Das Rippenmaterial ist flexibel und um eine Achse gebogen, die der
Achse des inneren Behälters entspricht, um sich an die Wand 29 anzupassen. Seitenränder der Rippensireifen
erstrecken sich in eine Kontaktlage mit den Distanzstücken 32 und 33 auf gegenüberliegenden Seiten. An
einem Ende erstrecken sich die Rippenstreifen im wesentlichen bis zur Bodenwand 31 des inneren
Behälters. Am gegenüberliegenden Ende erstrecken sich die Rippenstreifen zu einer Stelle, die kurz vor der
Querebene liegt, in der die Bohrungen 22 und 23 angeordnet sind.
Die Räume 34 und 35, die an ihren Seiten durch die Distanzstücke 32 und 33 voneinander getrennt sind,
μ stehen an ihren unteren Enden über einen Kanal 38
miteinander in Verbindung, der zwischen der Bodenwand 15 des äußeren Behälters und der Bodenwand 31
des inneren Behälters ausgebildet wird. In diesem Kanal isl ein Rippenstreifen 39 angeordnet, dessen Spitzen in
wärmeleitender Anlage gegen die Unterseite der Bodenwand 31 aruiegen. Der Rippenstreifen 39 ist
scheibenförmig ausgebildet und an die Bodenwand 31 angepaßt Dieser Rippenstreifen weist Umfangsausschnitte
41 und 42 auf, in die die erhabenen Bogensegmente 16 und 17 eingreifen, um diesen
Rippenstreiten in Winkelrichtung festzulegen. An den gegenüberliegenden Enden des Kanals .38 sind Verteilerkammern
43 und 44 ausgebildet, in denen sich eine strömende Flüssigkeit verteilen kann, ehe sie in diesen
Kanal eintritt und n?chdem sie aus diesem ausgetreten
ist.
Im Raum zwischen dem inneren und äußeren Behälter sind zwei AustrittsöffnunesDlattenseemente 45
und 46 (F i g. 6) angeordnet. Es handelt sich hierbei um rippenarlige Segmente, die in einer Querebene unmittelbar
neben der Querebene liegen, in der sich die Bohrungen 22 und 23 befinden, und diese Segmente
liegen gegen die benachbarten Enden der Rippenstreifen 36 und 37 an. Diese Mündungsöffnungsplattensegmente
sind gebogen und bilden Segmente eines Kreises, deren äußere Enden gegen die Distanzstücke 32 und 33
an gegenüberliegenden Enden anliegen. Im Plattensegment 45 ist eine Umfangsreihe von schlitzartigen
öffnungen 47 vorgesehen, und im Plattensegment 46 eine ähnliche Reihe von ähnlichen öffnungen 48. Der
Aufbau und die Anordnung der Teile sind derart, daß zwischen dem Austrittsöffnungsplattensegment 45 und
dem benachbarten Ende des Ringes 24 eine Verteilerkammer 49 ausgebildet wird, die an ihren seitlichen
Enden durch die Distanzstücke 32 und 33 begrenzt wird. Eine ähnliche Kammer 51 wird zwischen dem
Austrittsöffnungsplattensegment 46 und dem benachbarten Ende des Ringes 24 gebildet, und in gleicher
Weise werden die Seiten dieser Kammer durch die Distanzstücke 32 und 33 begrenzt. Die Anordnung der
Bohrungen 22 und 23 ist derart, daß die Bohrung 22 mit der Verteilerkammer 51 verbunden ist, die als
Einlaßkammer bezeichnet werden kann, und daß die Bohrung 23 mit der Kammer 49 verbunden ist, die als
Auslaßkammer bezeichnet werden kanu. Diese Behälter-Wärmeaustauschereinheit
wird durch einen Verschluß in das obere Ende des äußeren Behälters 11 vervollständigt. Es ist eine Verschlußkappe 52 vorgesehen,
die auf dem oberen Ende des äußeren Behälters 11 sitzt und einen plattenförmigen Abschnitt 53 mit
vermindertem Durchmesser aufweist, der vom oberen offenen Ende des äußeren Behälters aufgenommen
wird. Eine Halterung 54 ist über die Verschlußkappe 52 gelegt und weist einen Flansch auf, der in das Ende 21
mit Außengewinde der Behälterwand 12 eingeschraubt ist. Die Halterung 54 spannt die Kappe 52 in eine
Sitz-Verschlußlage am oberen Ende des äußeren Behälters fest. Eine ümfangsdichtung 55 ist im
Abschnitt 53 der Verschlußkappe 52 mit vermindertem Durchmesser angeordnet und verhindert einen Austritt
von fluidem Medium aus dem Inneren des Behälters um die Verschlußkappe herum. An der nach innen
weisenden Seite der Verschlußkappe 52 ist eine Anordnung von vorspringenden Rippen 56 vorgesehen,
die einen Verschluß der Gasauslässe durch in festem Zustand vorliegendes Kühlmittel verhindern sollen.
Integral mit der Verschlußkappe 52 sind mehrere nach oben sich erstreckende Ansätze 57 (Fig.3)
vorgesehen, die ^inen inneren Kanal 58 haben, dessen inneres Ende mit einem inneren Behälterraum verbunden
ist, der durch den inneren Behälter 58 gebildet wird und durch die Platte 52 verschlossen wird. Ein Anschluß
59 ist in den Ansatz 57 eingebaut und bildet einen Anschluß, über die Gase, die sich im Behälter ausbilden,
abgeleitet werden können. Andere Ansätze 6t und 62 sind durch einen Brückenabschnitt 63 miteinander
verbunden und bilden einen Handgriff, mit welchem der Behälter angehoben und getragen werden kann. Der
Ansatz 61 weist eine in Längsrichtung veriaufende Bohrung 64 auf, deren inneres Ende in das Behälterinnere
mündet Am äußeren Ende der Bohrung 64 ist ein Anschluß 65 vorgesehen, der ein nicht dargestelltes
Sicherheitsventil aufweist In ähnlicher, nicht dargestellter Weise weist der Ansatz 62 eine Bohrung oder einen
Kanal auf, der am inneren Ende mit dem Behälterinneren in Verbindung steht In das äußere Ende des
Ansatzes 62 ist ein Anschluß 66 eingebaut, der eine nicht dargestellte durch Druck zerreißbare Scheibe enthält.
Die Behälter-Wärmeaustauschereinheit weist einen derartigen Aufbau auf, mit dem ein fluides Medium, wie
beispielsweise ein flüssiges Kühlmittel, in der Einheit durch die Strömungskanäle umgewälzt wird, die durch
die inneren und äußeren Behälterabschnitte 11 und 28 gebildet werden. Ansätze 67 und 68 sind an der
Außenseite der äußeren Behälterwand 12 vorgesehen
ίο und bedecken die Bohrungen 22 und 23. Die Ansätze 67
und 68 sind im wesentlichen gleich, so daß es erforderlich ist, lediglich einen davon zu beschreiben.
Der Ansatz 67 weist eine senkrechte Bohrung 69 auf. und das innere Ende dieser Bohrung weist eine
Queröffnung 71 auf. Der Ansatz wird am Behälter derart montiert, daß sich die Bohrung 69 nach oben
öffnet und die Bohrung 71 mit der Wandungsbohrung 22 fluchtet.
Dadurch steht diese Bohrung direkt mit der Verteilerkammer 51 in Verbindung. Die Bohrung 69
weist drehbar einen zylindrischen Einsatz 72 auf, der am inneren Ende eines Rohres 73 befestigt ist. Umfangsdichtungen
sind in die Außenseite des zylindrischen Einsatzes 72 derart eingesetzt, daß ein Austritt von
fluidem Medium um diese Bohrung herum verhindert wird, wobei eine Schwenkbewegung dieses zylindrischen
Einsatzes und des Rohres 73 ermöglicht wird. Ein Einsatrring 74 begrenzt die Einwärtsbewegung des
Einsatzes 72. Das Rohr 73 weist über seine Länge hinweg eine Bohrung auf und erstreckt sich vom Ansatz
67 nach oben. Ein oberes Fnde ist im gleichen allgemeinen Bereich wie die Ansätze 59, 61 und 62
oberhalb der Verschlußkappe 52 und ist abgebogen. Das obere Ende weist einen Adapter 75 auf, mit dem das
Rohr in einem Umlaufsystem für ein fluides Medium verbunden werden kann. Ein Rohr 76 ist in gleicher
Weise in den Ansatz 68 eingebaut und ist in gleicher Weise angeordnet und aufgebaut, um mit einem
Umlaufsystem verbunden werden zu können.
Im Betrieb wird der innere Behälter 28 mit einem festen Kühlmittel gefüllt, beispielsweise mit Trockeneis
in Form eines Blockes 70. Die Rippen 56 verhindern einen Eintritt von Trockeneis in den Gasaustrittskanal
58 und in andere Verschlußkappenkanäle, die mit dem Inneren des Behälters in Verbindung stehen. Die Rohre
73 und 76 sind mit einem System verbunden, in dem ein flüssiges Kühlmittel steht, beispielsweise mit einer
Bekleidung, die zum Schutz in einer schädlichen Atmosphäre getragen wird. In der Kleidung oder an
einer anderen Stelle nimmt das flüssige Kühlmittel Wärme auf. Das erwärmte Kühlmittel erreic it die
Einheit über das Rohr 73 oder 76, je nachdem, ob diese Rohre als Einlaß oder Auslaß verwendet werden. Es sei
angenommen, daß das erwärmte Kühlmittel die Behälter-Wärmeaustauschereinheit über das Rohr 73
erreicht, so wird dieses Kühlmittel zum Ansatz 67 geleitet und durch die öffnung 71 und die öffnung 22 in
die Verteilerkammer 51. Dort trifft das Kühlmittel auf das Öffnungsplattensegment 46 und wird auf die
Kammer zwischen Distanzstücken 32 und 33 verteilt Durch die Schlitze 48 kann das Kühlmittel durch das
Plattensegment 46 nach unten strömen und strömt zum Boden der Behältereinheit in Kontakt mit der
Außenseite des inneren Behälters 29 und mit dem Rippenstreifen 37, der zwischen dem inneren und
äußeren Behälter angeordnet ist Das Kühlmittel erreicht die Verteilerkammer 43 und strömt über den
Boden des Behälters durch den Kanal 38 in Kontakt mit
der Unterseite des Bodens 31 und dem Rippenstreifen 39. In der Verteilerkammer 44 wird das Kühlmittel
wieder nach oben abgelenkt und strömt durch den Rippenstreifen 3€ in Kontakt mit der gegenüberliegenden
Seitenwand des inneren Behälters. Das Plattensegment 45 stellt sicher, daß diese Aufwärtsströmung über
den Raum hinweg verteilt wird, der durch die Distar^stücke 32 und 33 begrenzt wird. Im Segment 45
steigt di.s Kühlmittel durch die Schlitze 47 und tritt in
die Verteilerkammer 49 ein. Von dort gelangt das Kühlmittel durch die Bohrung 23 zum Arsatz 68 und
zum Rohr 76. Aus dem Rohr 76 kehrt das Kühlmittel zur Verbindungsstelle zurück und läuft auf diese Weise um.
Durch ein Konvektions-Leitungsverfahren gibt das Kühlmittel beim Durchströmen durch die Behälter-Wärmeaustauschereinheit
Wärme an das feste Kühlmittel ab. Dieses verdampft in einem Sublimationsverfahren
und gibt Gas ab, welches aus dem Behälter durch den Kanal SÄ aiislrptpn k?.nn. Der Anschluß 59 kann iTlit
einer Pumpe verbunden ■ werden, die das flüssige Kühlmittel umwälzt, so daß das austretende Gas zum
Antrieb dieser Pumpe verwendet werden kann. Man erhält auf diese Weise ein in sich abgeschlossenes
System. Das feste Kühlmittel dient dabei als eine Kombination von Kraftquelle und Wärmesenke. Falls
das austretende Gas nicht in richtiger Weise verwendet oder abgeführt wird, wird das Sicherheitsventil 65
wirksam, um das erzeugte Gas bei einem vorbestimmten hohen Druckpegel zu entlüften. Sollte das
Sicherheitsventil 65 ausfallen, so bildet die ausreißbare Scheir- im Ansatz 66 ein weiteres Sicherheitsmittel, um
zu verhindern, daß sich ein gefährlicher Druck innerhalb des Behälters ausbilden kann.
Gemäß der Erfindung wird Wärme an das im Behälter enthaltene Kühlmittel nicht mehr über die
Seitenwandung 29 des inneren Behälters 28 abgegeben, sondern auch durch die Bodenwand 31. Im Betrieb des
Systems von einer vorbestimmten Dauer findet ein Schrumpfen des im Behälter enthaltenen festen
Kühlmittels statt, und dieses Schrumpfen erfolgt an den Kontaktstellen des Gefriermittels mit dem inneren
Behälter. Gasgefüllte Spalte und Zwischenräume bilden sich zwischen dem Kühlmittel und der inneren
Behälterwand aus und vermindern den Wirkungsgrad, mit dem Wärme durch die Behälterwand an das
Kühlmittel abgegeben wird. Am Boden des Behälters hält jedoch die Schwerkraft das feste Kühlmittel
dauernd in Kontakt mit der Bodenwand 31. In diesem Teil des Systems ist deshalb dauernd eine gute
Wärmeleitung durch die Behälterwand in das im Behälter enthaltene Kühlmittel vorhanden. In diesem
Zusammenhang kann ein Rippenmaterial 39 verwendet werden, welches so aufgebaut und ausgerichtet ist, daß
es Turbulenzen zusammen mit einer guten Strömungsverteilung erzeugt, so daß eine hochwirksame Wärmeübertragung
stattfindet. In dem in Fig.8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rippenstreifen ein streifiges
oder lanzettenförmiges Material, so daß die Weilen
ίο nicht kontinuierlich und in einer Linie verlaufen,
sondern in diskontinuierlich versetzten Abschnitten. Der Streifen kann gegenüber der Strömungsrichtung
des flüssigen Kühlmittels durch den Kanal 38 derart ausgerichtet sein, daß das Kühlmittel quer zu den
Wellungen, anstatt in Längsrichtung derselben läuft. Dadurch wird die Turbulenz erhöht, und es erfolgt ein
intensiverer Kontakt des flüssigen Kühlmittels mit den primären und sekundären Wärmeaustauschoberflächen.
Eine hochv/irksarne Wärmeübertragung führt dauernd
am Boden 31 über die Betriebsperiode der Behälter-Wärmeaustauschereinheit hinweg. Die Rippenstreifen
36 und 37 können ähnlich wie der Rippenstreifen 39 ausgebildet sein und können so orientiert sein, daß eine
Strömung quer zu den Wellungen erfolgt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rippenstreifen
36 und 37 derart angeordnet, daß eine Strömung in Längsrichtung der Wellungen erfolgt.
Der Zusammenbau der Einheit ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung und aus den Figuren der
Zeichnungen. Die Baugruppe, die den inneren Behälter und die zugehörigen Teile umfaßt, kann als Unterbaugruppe
zusammengebaut werden und in dieser Form in den äußeren Behälter eingesetzt werden. Die Teile
können in einfacher Weise miteinander verbunden werden. Der innere Behälter, die Rippenstreifen 36, 37
und 39, die Distanzstücke 32 und 33, der Ring 24, die Platte 15, die Plattensegmente 45 und 46 und die
Ansätze 67 und 68 können eine gelötete oder geschweißte Einheit sein. Diese Teile werden zusammengesetzt
und in einer Halterung gehalten und in Anwesenheit einer geeigneten eingesetzten Lötlegierung
auf die Löttemperatur erhitzt und dann gekühlt. Die Teile sind auf diese Weise zu einer einheitlichen
Baugruppe miteinander verbunden.
Dabei werden die Wellungen der Rippenstreifen 36,
37 und 39 direkt mit dem inneren Behälter verbunden und sichern eine gute Wärmeleitung zwischen diesen
Teilen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Kühlsystem mit zwei ineinander gesetzten Behältern, von denen der innere ein durch Wärmeaufnahme sublimierbares Kältemittel aufnimmt und im Raum zwischen dem äußeren und inneren Behälter ein fluides Kühlmittel mit dem inneren Behälter in Wärmeaustausch steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen dem äußeren und inneren Behälter (12,28) in zwei voneinander getrennte senkrechte Kanäle (34, 35) unterteilt ist, die mittels eines unter dem Boden (31) des inneren Behälters (28) verlaufenden Kanals (38) miteinander verbunden sind2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwände (15, 31) des äußeren und inneren Behälters (12,28) in einem senkrechten Abstand voneinander angeordnet sind und daß der Raum zwischen diesen Bodenwänden (15,31) einen Kanal (38) bildet, der diametral gegenüberliegende Kanäle (34,35) miteinander verbindet3. Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (12, 28) konzentrisch im Abstand voneinander angeordnet sind, daß Distanzstücke (32, 33) in Längsrichtung zwischen den Behältern (12, 28) angeordnet sind und die senkrechten Kanäle (34,35) begrenzen, deren untere Enden mit den entgegengesetzten Enden des Bodenkanals (38) verbunden sind und daß Öffnungen (22, 23) im äußeren Behälter (12) vorgesehen sind, die mit den senkrechten Kanälen (34,35) in der Nähe von deren oieren Enden verbunden sind.4. Kühlsystem nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Öffnunfssegmente (45, 46) in den senkrechten Kanälen (34, 35)sekundäres Wärmeübertragungsmaterial angeordnet ist, welches flexible Rippen (36,37) hat und sich zwischen einem Öffnungssegment (45,46) und einem unteren Ende des entsprechenden senkrechten Kanals erstreckt, wobei die flexiblen Rippen (36,37) den inneren Behälter (28) umgeben und sich mit ihren Seiten bis zu den langgestreckten Distanzstükken (32,33) erstrecken.9. Kühlsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (16,17) vorgesehen sind, die den Raum zwischen dem Boden des inneren und äußeren Behälters (28, 12) begrenzen und daß ein sekundäres Wärmeübertragungsrippenmaterial (39) in dem Bodenkanal (38) angeordnet ist10. Kühlsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rippenmaterial (39) in dem Bodenkanal (38) mit der Bodenwand (31) des inneren Behälters (28) verbunden ist, daß das Rippenmaterial (36,37) in den senkrechten Kanälen (34,35) mit der Außenwand des inneren Behälters (28) verbunden ist und daß das Rippenmaterial (36, 37, 39) in den senkrechten Kanälen (34, 35) und in dem Bodenkanal (38) in seiner Orientierung festliegt
Applications Claiming Priority (1)
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