DE452813C - Doppelrohrwaermeaustauscher mit AEnderung des Querschnitts der Kaeltemittelleitung - Google Patents

Description

• Doppelrohrwärmeaustauscher mit Änderung des Querschnitts der Kältemittelleitung. Es ist grundsätzlich bekannt, bei solchen Wärmeaustauschern von Kältemaschinen, in denen das Kältemittel (z. B. N03) vom flüssigen in den dampfförmigen oder vom dampfförmigen in den flüssigen Zustand übergeführt wird, den Leitungsquerschnitt vom Einlaß der Kältemittelleitung aus nach dem Auslaß zu zu vergrößern bzw. zu verkleinern, um dem mit der Änderung des Aggregatzustandes sich ändernden Raumbedürfnis des Kältemittels Rechnung zu tragen. Es ist auch weiter bekannt, diese Vergrößerung des Querschnittes des Kältemittelleitungssystems dadurch zu erreichen, daß die Stufen größeren Querschnittes aus einer Mehrzahl parallel geschalteter Rohre bestehen, welche Maßnahme wegen des günstigeren Verhältnisses von Wärmeaustauschfläche zum Querschnitt vorteilhafter ist als die einfache Vergrößerung des Durchmessers der Leitung. Diese sich stufenweise vergrößernde Mehrzahl von parallel geschalteten Rohren hat aber bisher nur Anwendung gefunden bei einfachen Tauch- oder Berieselungswärmeaustauschern, während die Anwendung auf Doppelrohrsysteme mit vom Kältemittel durchflossenem, ringförmigem Querschnitt angesichts gewisser praktischer Bedenken bisher unterblieben ist. Diese Bedenken sind in. dem Umstand begründet, daß bei sinngemäßer Anwendung der Querschnittsvergrößerung durch Vermehrung der Parallelrohre auf Doppelrohrsysteme beide Leitungen, sowohl die Außen- als auch die Innenrohrleitung, dieser Querschnittsvergrößerung unterliegen, wodurch aber der die Innenrohre durchfließende Kälteträger angesichts seines stets gleichbleibenden Aggregatzustandes eine ungleiche Geschwindigkeit erhält und so der Wärmeaustausch ungünstig beeinflußt wird.
• Nach der vorliegenden Erfindung nun wird diese Schwierigkeit dadurch behoben, daß in dem an sich bekannten Doppelrohrsystem zwar die Außenrohre zwecks stufenweiser Vergrößerung des ringförmigen Querschnittes eine stufenweise sich vergrößernde Anzahl parallel geschalteter Rohre aufweisen, daß jedoch hierbei die Innenrohre, ganz unabhängig von der Schaltung der sie konzentrisch umgebenden Außenrohre, so geschaltet sind, daß der vom Kälteträger durchflossene Leitungsquerschnitt stets derselbe bleibt.
• Die Erfindung sei an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.
• Die Abb. i zeigt ein erfindungsgemäßes Doppelrohrsystem mit neun Doppelrohrsträngen i bis g. Die Schaltung der Außenrohre ist so, daß die Außenrohre der Stränge i und 2 in Hintereinanderschaltung liegen. Bei der folgenden Stufe sind je zwei Rohre 3 und 4 sowie 5 und 6 parallel geschaltet, während die dritte Stufe aus den untereinander parallel liegenden Außenrohren der Stränge 7 bis g besteht. Wesentlich ist nun, daß die Schaltung der Innenrohre der beschriebenen Schaltung der zugehörigen Außenrohre nicht folgt, sondern daß jene in aItgewohnter Weise, durch Krümmer k verbunden, hintereinandergeschaltet sind, so daß der Querschnitt der Kälteträgerleitung und damit die Geschwindigkeit des Kälteträgers stets gleichbleibt.
• Es sei nun angenommen, daß das Kältemittel unten bei m ein- und oben bei n austrete, während umgekehrt der Kälteträger seinen We.g von dem oberen Einlaß o nach dem unteren Auslaß p nehme, daß also der Apparat, als Ganzes betrachtet, auf Gegenstrom geschaltet sei. Das Kältemittel bzw. der Kälteträger nehmen also den durch unterschiedliche Pfeile gekennzeichneten Verlauf. Man erkennt nun aus der Abb. i, daß zwar, bezogen auf den ganzen Wärmeaustauscher, Gegenstromschaltung vorliegt, daß aber in den drei Einzelrohren 4, 5, 8, für sich allein betrachtet, Kältemittel und Kälteträger in gleicher Richtung fließen. Dieser Umstand ist aber, besonders bei Verwendung des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers als Verdampfer, ohne wesentlichen Belang und hebt keineswegs die vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Schaltung auf. Die Unreinheit in der Gegenstromschaltung kann aber noch wesentlich gemildert werden, wenn die Innenrohre an geeigneten Stellen in einer Schleife geführt werden, so, wie dies in der Abb.2 bei der durch die Krümmer g, h, i bewirkten Verbindung der Innenrohre 3, 4, 5 gezeigt ist. Bei dieser Anordnung besteht bei dem fraglichen Ausführungsbeispiel nur noch in dem einzigen Doppelrohrstrang 8 Gleichstrom, während im übrigen, sowohl bezogen auf den ganzen Apparat als auch bezogen auf die einzelnen Doppelrohrstränge, reiner Gegenstrom herrscht.
• In der Abb.3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem bei stufenweise sich änderndem Querschnitt des Außenrohrsystems das Innenrohrsystem aus zwei parallel liegenden Röhren besteht. Es bleibt also auch hier der Grundsatz der Erfindung - gleicher Querschnitt der Kälteträgerleitung bei sich änderndem Querschnitt der Kältemittelleitung - gewahrt.
• Das gleiche ist der Fall bei der Ausführung nach Abb.4, bei welcher sämtliche Innenrohre i durch Querverbindungsrohre v miteinander verbunden sind, also in Parallelschaltung liegen.
• Es sei noch bemerkt, daß auch bei Ausführungen gemäß der Abb. 3 eine reinere Gegenstromschaltung, auch in-- den einzelnen Doppelröhrsträngen, durch entsprechende Verbindung nicht benachbarter Innenrohre - ähnlich wie bei dem Beispiel der Abb. 2 -erzielt werden kann.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Doppelrohrwärineaustauscher mit dem sich verändernden Dichtigkeitszustand des Kältemittels angepaßter Änderung des Querschnittes der Kältemittelleitung, dadurch gekennzeichnet, daß in dem an und für sich bekannten Doppelrohrsystem die Stufen größeren Querschnittes durch Parallelschaltung einer größeren Anzahl von Außenrohren gebildet werden, während die vom Kälteträger durchflossenen Innenrohre unabhängig von der Schaltung der Außenrohre so geschaltet sind, daß der vom Kälteträger durchflossene Leitungsquerschnitt gleichbleibt.
2. 2. Doppelrohrwärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung einer reineren Gegenstromschaltung an geeigneten Stellen des Innenrohrsystems Verbindungen (g, lt, i) nicht benachbarter Einzelinnenrohre bestehen.