-
Wärmeaustauschvorrichtung, insbesondere für Kältemaschinen Die Erfindung
betrifft eine Wärineaustau.schvorrichtung,deren Gehäuse in der umgebenden Außenluft
bzw. in .irgendeinem anderen Gase umläuft und die entweder Jurch Ziese Luft gekühlt
wird oder zum Kühlen dieser Luft dient, wie dies z. B. bei dem Kondensator bzw.
Verdampfer einer Kältemaschine der Fall ist.
-
Zur Erzielung eines guten Wärmeaustausches hat man bereits bei Wärmeaust;auschvorrichtungen
dieser Art vorgeschlagen, das umlaufende Gehäuse außen mit radialen Rippen zu versehen,
die sich in den Meridianebenen über einen größeren Teil des Umfangs des Gehäuses
erstrecken. Hierdurch wird zwar die wärmeabstrahlende bzw. wärmeaufnehmende Oberfläche
vergrößert und die Luft zum Entlangströmen am Gehäuse gezwungen, wenn man dafür
sorgt, daß die Luft nahe der Drehachse in die Kanäle zwischen den Rippen eintreten
kann; eine schnelle Abstrahlung gier Wärme von der Gehäusewandung bzw. eine schnelle
Aufnahme der Wärme ist jedoch dadurch behindert, daß infolge der mer.idional verlaufenden
Iiaiiäle die Luft das Gehäuse im Sinne der Drehrichtung bzw. entgegengesetzt dazu
nicht bestreichen kann.
-
Nach der Erfindung ist der Wärmeaustausch dadurch wesentlich erhöht,
@daß das umlaufende Gehäuse der Wärmeaustauschvorric:htung außen mit Stacheln versehen
ist. Auch bei dieser Ausbildung der Vorsprünge ist die wirksame Oberfläche des Gehäuses
vergrößert; @die Luft kann aber infolge der kegelförmigen Gestalt der Stacheln gut
bis zur Wandung vordringen bzw. nach außen abfließen, so daß eine schnelle Wärmeabstrahlung
bzw. Wärmeaufnahme stattfindet. Da ferner in der Umlaufsr:ichtung zwischen den Stacheln
Lücken vorhanden sind, kann die Luft die einzelnen Stacheln umspülen und dabei die
Gehäusewandung in der Umlaufsrichtung und entgegengesetzt dazu bestreichen und dadurch
Wirbel bilden, was wesentlich zur schnellen Kühlung bzw. Beheizung des Gehäuses
beiträgt.
-
Dass Gehäuse ist im allgemeinen als Rotationskörper ausgebildet. Nach
;der Erfindung sind ,bei einer derartigen Gestalt des umlaufenden Gehäuses die Stacheln
anstatt radial parallel zur Drehsachse gerichtet. Bei dieser Lage der Stacheln werden
<furch die Luftwirbel, welche durch die nahe der Drehachse befindlichen Stacheln
erzeugt werden, auch die von der Drehachse weiter abliegenden Stacheln getroffen,
da letztere dann in der Bahn dieser .unter der Wirkung vier Fliehkraft nach außen
dringenden Wirbel liegen. Der Wärmeaustausch ist dadurch weiter erhöht. Überdies
ist beiz dieser Lage der Stacheln die Herstellung des Gehäuses aus Guß erleichtert,
sofern es in der Ebene senkrecht zur Achse geteilt wird.
Auf der
Zeichnung ist eine Ausführungsform der umlaufenden Wärmeaustauschvorrichtung nach
der Erfindung dargestellt.
-
Abb. I zeigt einen Längsschnitt durch das Gehäuse eines Kondensators
und eines Verdampfers einer Kältemaschine; A:bb.2 ist eine Endansicht der Abb. i.
-
Bei den dargestellten Ausführungsbeispiel hat (las Gehäuse des Kondensators
die Form einer Kugel und besteht aus zwei Teilen a1, a2, die in der Svininetrieebene
miteinander verbuntden sind. Das Gehäuse a', a2 ist auf einer Welle b befestigt,
die mittels einer Riemenscheibe c in Umdrehung versetzt wird und in Lagern d gelagert
ist. In dein Kondensator befindet sich der Verdichter für das zu verflüssigende
Kältemittel. Auf der Welle b ist ferner das Gehäuse des Verdampfers befestigt, das
die Gestalt eines Ellipsoids hat und ebenfalls aus zwei in der Symmetrieebene miteinander
verbundenen Teilen e1 und e= besteht. In den Verdampfer wird das Kältemittel in
flüssiger Form eingeführt und in bekannter Weise entspannt.
-
Sawohl das Gehäuse a1, a2 des Kondensators Tals das Gehäuse e1, e2
;les Verdampfers sind mit kegelförmigen Stacheln f besetzt. Die Stacheln sind im
Abstand und versetzt zueinander angeordnet und sämtlich parallel zur Drehachse b
gerichtet. Die Länge der Stacheln f nimmt zu, je weiter diese von der Drehachse
b entfernt liegen. Die auf .der Hälfte a1 des Kondensatorgehäuses befindlichen Stacheln
f sind daher entgegengesetzt gerichtet den Stacheln f .der Gehäusehälfte a-. Das
gleiche trifft zu für die Stacheln f der Gehäusehälften e1 und e2 des Verdampfers.
-
Der Kondensator a1, a2 läuft beispielsweise in der freien Außenluft
um, während der Verdampfer e1, e2 in an sich bekannter Weise .in einer Kammer umläuft,
die das zu kühlende Mittel enthält.
-
Beim Umlauf des Kondensators und des Verdampfers kann die Außenluft
infolge der kegelförmigen Ausgestaltung der Stacheln f bis zur Warndung der Gehäuseteile
a1, a2, e1, e2 vordringen und infolge des gegenseitigen Abstandes der einzelnen
Stacheln f zwischen diese treten. Die Duft kann daher die Gehäusewandungen nicht
nur in den Meridianebenen der Gehäuse bestreichen, sondern auch im Sinne der Umlaufrichtung
bzw. entgegengesetztdazu. Beim Umlauf wird durch jeden Stachel die Luft in der Drehrichtung
mitgenommen, .dann aber durch die Wirkung der Fliehkraft radial nach außen geschleudert,
wobei sie durch die Lücken z@vischen den Stacheln f hinidurchtreten kann. Erfahrungsgemäß
tritt dabei eine Umspülung der einzelnen Stacheln ein.
-
Beim Kondensator strömt die Luft, die sich bei dieser Bespülung der
Gehäusewarndung und der Stacheln erwärmt hat, zum Teil wieder nach außen ab, woran
sie infolge der kegelförmigen Gestalt der Stacheln nicht behindert ist, während
ein anderer Teil der 1-uftwirbel unter der Wirkung der Fliehkraft auf die von der
Drehachse b weiter abliegenden Stacheln f trifft, die in der Bahn dieser Wirbel
liegen, da sie parallel zur Drehachse b gerichtet und etwas länger ausgeführt sind
als die der Drehachse b näher liegenden Stacheln. Beim Verdampfer treten dieselben
Strömungsverhältnisse .der Luft auf; diese gibt aber ihre Wärme an die Stacheln
f und die Wandungen der Gehäuseteile e1, e2 ab. Die Kühlung des Kondensatorgehäuses
bzw. die Beheizung des Verdampfergehäuses ist somit sehr wirksam, da der Wärmeaustausch
durch diese eigenartige Ausgestaltung der Gehäuseoberfläche .besonders schnell vor
sich geht.
-
Werden die Gehäuseteile a1, a2 bzw. e1, e2 aus Guß hergestellt, so
ist das Abformen dadurch erleichtert, daß die Stacheln f sämtlich parallel zur Drehachse
b gerichtet sind, da sich dann. -die Gehäuseteile leicht aus der Form herausheben
lassen. Dies ist bei dem Kondensator- und Verdampfergehäuse einer Kälteinaischine
von besonderer Bedeutung, da diese Maschinen einen Massenartikel darstellen.
-
Die Stacheln können auch radial angeordnet sein, .und das Gehäuse
kann jede beliebige Gestalt haben, z. B. die Form einer Trommel mit ebenen oder
gewölbten Stirnwänden.