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Verdampfer für Kältemaschinen Die Erfindung betrifft einen Verdampfer
für Kältemaschinen, bei welchem das flüssige Kältemittel in einem weiten Mittelrohr
abwärts sinkt und in einem das Mittelrohr umgebenden Rohrbündel aufwärts steigt
und die Kältemitteldämpfe in einem auf den Verdampfer aufgesetzten Flüssigkeitsabscheider
gesammelt werden.
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Es ist eine Vorrichtung dieser Art bekanntgeworden, bei der das aus
dem Mittelrohr und dem dieses umgebenden Rohrbündel bestehende Rohrsystem in einen
von der zu kühlenden Flüssigkeit durchströmten Behälter taucht. Bei dieser Anordnung
geht jedoch die Wärmeübertragung von der zu kühlenden Flüssigkeit auf das verdampfende
Kältemittel unter ungünstigen Bedingungen vor sich, da die zu kühlende Flüssigkeit
nicht genügend geführt ist und nicht die für den Wärmeübergang günstige hohe C-teschwindigkeit
in bezug auf -die Verdampferrohre erhalten kann.
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Andererseits ist auch vorgeschlagen worden, die das lotrechte Rohrbündel
eines Wärmeaustauschers umströmende Flüssigkeit mittels waagerechter, mit gegeneinander
versetzten Ausschnitten versehener Ablenkplatten schlangenförmig zu führen. Dabei
entstehen aber infolge der wiederholten Umkehrung der Strömungsrichtung erhebliche
Druckverluste, und die Wärmeübertragung an den in der Mitte des Rohrbündels befindlichen
Rohren ist wegen der an dieser Stelle kleinen Strömungsgeschwindigkeit gering.
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Gegenüber den bekannten Vorrichtungen kennzeichnet sich der Erfindungsgegenstand
dadurch, daß bei einem Verdampfer der eingangs genannten Gattung quer zu dem das
weite Innenrohr umgebenden Rohrbündel Ablenkplatten für die zu kühlende Flüssigkeit
mit schraubenlinienförmig gegeneinander versetzten Durchtrittsöffnungen angeordnet
sind, durch welche ein schraubenlinienförmiger Umlauf der Flüssigkeit um das Innenrohr
erzielt wird, wobei die annähernd stetige Strömung nur geringe Drucke erluste verursacht.
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Bei der Anordnung des Erfindungsgegenstandes übt das weite Innenrohr
außer seiner Wirkung als Fallrohr für das flüssige Kältemittel auch noch eine vorteilhafte
Wirkung auf den Kreislauf der zu kühlenden Flüssigkeit aus. Durch die durch das
weite Innenrohr bedingte Verringerung der radialen Breite des Strömungsquerschnittes
für diese Flüssigkeit ergibt sich bei gleicher Strömungsgeschwindigkeit und Strömungsmenge
ein größerer Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Ablenkplatten und damit eine
weitere.Verringerung der Strömungsverluste sowie eine Vereinfachung des Aufbaues
der Vorrichtung. Der Fortfall der in der Mitte
befindlichen Verdarnpferrohre,
an deren Stc 11e das weite Innenrohr tritt. ist dabei von gerülger Bedeutung, da
diese Rohre einerseits verhältnismäßig nicht zahlreich sind und anz' dererseits,
wie bereits weiter oben angegebe-si; wegen der in der Mitte geringen Strömungsgeschwindigkeit
der zti kühlenden Flüssigkeit einen geringen Wirkungsgrad haben würden.
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Die Erfindung ist in einer Ausführungsform beispielsweise in der Zeichnung
veranschaulicht.
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Abb. I zeigt einen scillirecliteil Schalft durch einen Verdampfer
nach der Erfindung. Abb.2 ist ein waagerechter Schnitt durch das Rohrbündel.
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Abb.3 zeigt schematisch den Umlauf der Sole in dein Rohrkörper.
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Abb. 4. ist eine Seitenansicht und einte Aufsicht auf eine "Trennwand.
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Abb. ; ist ein waagerechter Schnitt durch eine andere .Ausführungsform
des Rohrbündels.
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Der senkrechte Verdampfer mit beschleunigtem Unilauf für die 1rälteerzeugung
besteht aus drei Teilen: einem Röhrenkörper, in welchem sich der Wärmeaustausch
vollzieht, einem Dom, in dein sich die Dämpfe des Isälteerzeugers sammeln, z. B.
Ammoniak, und einem Saniniler, welcher die I1iissigkeit aufnimmt.
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Der Röhrenkörper besteht aus einem senkrecht stehenden Behälter i,
der- von zwei Platten 2 und 3 abgeschlossen ist. In diesem sind die Enden der Rohre
d des Bündels eingewalzt. Diese Rohre . sind von gei-inlgenti Durchmesser, um die
Bewegungsfläche der Isälteinittel zu vergrößern. In dein mittleren Teil der Platte
2, ", ist das Ende eines Rohres 5 von grolein Durchmesser befestigt. Der Behälter
i ist oben und unten finit Rohrstutzen 6, ; versehen, durch welche er an den Irreislauf
der Sole angeschlossen werden kann.
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Die Sole umspült die Rohre .1 in den Ringräumen, die zwischen den
Rippen 8, 9 und ,9, 8 usw. gebildet werden. Während des Durchganges zwischen zwei
Rippen trifft die Sole die Außenflä cbe der Verdampferrohre .4, an welchen sich
der gewünschte Wärmeaustausch vollzieht. Die Geschwindigkeit. finit der die Sole
an den Rohrwänden entlang streicht, wird durch die Rippen vergrößert.
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Auf dein langen Weg, der von der Sole rings um die Rohre zurückgelegt
wird, die den Kälteträger enthalten, werden dieser die Wärmeeinheiten entzogen,
die sich im Betrieb artgesammelt haben, und eine schnelle Verdampfung des Kälteträgers
bewirkt.
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Die Öffnung 1o, die in jeder Rippe vorgesehen ist, ist in bezug auf
die folgende um ungefähr 6o° versetzt, damit die Sole in einer fortgesetzten Bewegung
erhalten wird, die finit einer schraubenförmigen Bewegung um das mittlere Rohr 5
vergleichbar igt. Abb. 3 zeigt anschaulich den Weg, den die Sole zwischen den Rippen
zurücklegt. Die Lücken io können, anstatt radial zu verlaufen, segnientförinig sein
und beim Einbau der Rippen diametral entgegengesetzt angeordnet werden, um der Sole
eine schraubenlinienförmige Bewegung zu erteilen. Es versteht sich, daß die Größe
der Öffnung io den in jedem einzelnen Fall vorliegenden besonderen Bedingungen angepaßt
werden kann. Z. B. können die Öffnungen 12o° umfassen, wenn die Rippen sehr nahe
aneinandergerückt werden müssen.
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Der Abstand der Rippen wird einesteils durch den Teil 8' erhalten,
der rechtwinklig umgebogen ist (Abb..I), und anderenteils mittels rohrförmiger Stehbolzen,
die auf den Rohren .I angeordnet sind. Einige Stehbolzen genügen.
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Das durch die Rippen erzielte Ergebnis ist ebenso befriedigend wie
das mit einer archiniedischen Schraube erreichte, mit dem Vorteil jedoch, daß es
auf einfachere und billigere Weise erzielt werden kann.
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Über dein Röhrenkörper erbebt sich ein 1011n 12, der finit einem Flansch
13 befestigt ist und i11 Innern finit einem Ablenken 14 versehen ist, der gegenüber
dem Rohrbündel angeordnet ist. Dieser Ablenken wird von zwei Kegelstümpfen gebildet,
die mit ihren kleineren Grundflächen aneinanderstoßen. Er ist bestimmt, die sinkende
Flüssigkeit aufzuhalten und sie gegen das mittlere Rohr $ zu lenken, damit sie von
dein Flüssigkeitsstrom wieder aufgenommen werden kann, der in dein Rohrbündel umläuft.
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Der von der sinkenden Flüssigkeit mitgerissene Dampf wird gegen den
oberen Teil des Dornes gerichtet, wobei er Trennwände 141, durchströmt. die von
Löchern durchsetzt sind. Hier wird er vollkommen getrocknet, indem die mitgerissenen
Flüssigkeitströpfchen aufgehalten werden.
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Diese Trennwände 1411 dienen gleichzeitig dazu, das Ansaugrohr 15
des Verdichters zu stützen. Der Dampfaufnehmer ist mit einem siebartigen Kopf 16
versehen, der die letzten Flüssigkeitsteilchen aufhält, die vom Dampf mitgerissen
werden.
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Der Röhrenkörper ist in seinem unteren Teil durch einen Sammler i;
abgeschlossen, in dessen mittlerem Teil ein- Abscheiden 18 mit Öffnungen i9 angeordnet
ist, an den sich ein Ablaßrohr 2o anschließt. Dieser Abscheiden ist dazu bestimmt,
das Öl aufzufangen, das von dem Ammoniak mitgerissen wird, wenn es sich an dem Abscheiden
ansammelt, indem er das 01 so aus dem Kreislauf
des Kälteträgers
entfernt. Dieses Öl kann sehr leicht durch den Stutzen 2o abgelassen werden.
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Der Kälteträger wird in den Rohrkörper durch das Rohr 2i zurückgeleitet
mittels" eines Schwimmerventils, das selbsttätig@.-die; Höhe der Flüssigkeit in
dem Röhrenkörper regelt. Der Sammler 17 steht ebenfalls in Verbindung mit
dem Behälter, der das Schwimmerventil enthält, durch das Rohr 22. Die Dämpfe, die
sich in dem Flüssigkeitsbehälter bilden, werden durch das Rohr 23 in dem Dom abgeführt.
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Auf dein oberen Teil des Doms ,ist ein Reinigungsstutzen 2q. angeordnet,
durch den beim Ingangsetzen der Anlage die Luft abgesaugt werden kann.
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Es ist zu beachten, daß bei dem im vorstehenden beschriebenen Verdampfer
der Kälteträger in. dem Rohrbündel umläuft und daß die Sole die Wände der Rohre
dieses Bündels umspült.
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Endlich sei noch bemerkt, daß das mittlere Rohr 5, das als Rückleitung
für die durch das Röhrenbündel geleiteten Teilströme dient, durch mehrere Rohre
25 ersetzt werden kann, so wie es Abb. 5 zeigt.
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Es versteht sich von selbst, daß die beschriebene und dargestellte
Ausführungsform nur beispielsweise angegeben ist und da.ß sie in ihren Einzelheiten
abweichen kann, ohne deshalb den Rahmen der Erfindung zu verlassen.