DE8116640U1

DE8116640U1 - Device for evenly distributing a medium over several parallel pipes

Info

Publication number: DE8116640U1
Application number: DE8116640U
Authority: DE
Original assignee: Wieland Werke AG
Current assignee: Wieland Werke AG
Publication date: 1982-01-07

Description

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-A--A-

Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung % Device for even distribution %

eines Mediums auf mehrere parallele Rohreof a medium to several parallel pipes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung eines Mediums, insbesondere eines Flüssigkeits-Dampfgemisches,The invention relates to a device for uniform distribution a medium, in particular a liquid-vapor mixture,

f auf parallel geschaltete, in einer Endplatte befestigte Rohre eines | f on pipes connected in parallel and fastened in an end plate of a |

Wärmeübertragers in Form eines Zuführungskanals, der an den Wärme- |Heat exchanger in the form of a supply channel, which is connected to the heat |

übertrager angeschlossen ist und eine von der Endplatte getrennte Ji.Transformer is connected and a separate from the end plate Ji.

Bohrungsplatte aufweist, von deren Bohrungen aus sich jeweils §,Has borehole plate, from the boreholes of which §,

Einspritzrohre in die einzelnen Rohre des Wärmeübertragers hinein |Injection tubes into the individual tubes of the heat exchanger |

erstrecken, wobei ggf. zwischen Endplatte und Bohrungsplatte eine |extend, with a |

Ein- oder Auslauf öffnung vorgesehen ist. _s.Inlet or outlet opening is provided. _s .

Probleme der Medienverteilung treten bei Wärmeübertragern im we- §, sentlichen beim sog. Teillastbetrieb auf, d. h. wenn der Medien- | strom nicht den gesamten Querschnitt des Zuführungskanals füllt. ψ Problems of media distribution occur with heat exchangers essentially in so-called partial load operation, ie when the media | current does not fill the entire cross-section of the feed channel. ψ

Bei einer Vorrichtung der genannten Art etwa nach der DE-AS ffIn a device of the type mentioned, for example according to DE-AS ff

1.298.108 hat man versucht, die Probleme dadurch zu lösen, daß man |1,298,108 attempts have been made to solve the problems by adding |

durch die Verwendung von einzelnen Einspritzrohren eine größere |by using individual injection tubes a larger |

Anzahl der Rohre des Wärmeübertragers mit dem Medium beaufschlagt. |jNumber of tubes of the heat exchanger exposed to the medium. | j

Aber auch hierdurch wird nur eine unvollkommene Verteilung des S Mediums erreicht. iBut this also only results in an imperfect distribution of the S Medium reached. i

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur vollständigeren, gleichmäßigen Verteilung eines Mediums anzu- · ·;: geben, die sich gleichzeitig bei geringem Platzbedarf leicht $ montieren läßt. |The invention is therefore based on the object of providing a device for a more complete, even distribution of a medium. which can also be easily installed with little space requirement. |

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bohrungen der Bohrungsplatte in mindestens einer waagerechten Reihe angeordnet sind.The object is achieved according to the invention in that the bores the bore plate are arranged in at least one horizontal row.

Damit ergibt sich der große Vorteil, daß die erfindungsgemäße Verteilungsvorrichtung lageunabhängig einsetzbar und auf kleinstem Raum unterzubringen ist.This has the great advantage that the distribution device according to the invention Can be used in any position and can be accommodated in the smallest of spaces.

Insbesondere im Verdampferbetrieb ergibt sich ein ruhiges Regeln eines thermostatisch gesteuerten Expansionsventils, das als Drossel verwendet wird.A thermostatically controlled expansion valve, which acts as a throttle, is smoothly regulated, particularly in the evaporator mode is used.

Insbesondere bei waagerechter Einspritzung beaufschlagt das Medium alle Einspritzrohre gleichzeitig und gleichmäßig, sobald es durch das Aufstauen vor der Bohrungsplatte die unterste Reihe der Bohrungen erreicht hat.The medium acts particularly in the case of horizontal injection all injection tubes at the same time and evenly as soon as the bottom row of holes is dammed up in front of the hole plate has reached.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind zwei Reihen Bohrungen vorgesehen, wobei die Bohrungen auf Lücke angeordnet sind; d. h. die Bohrungen sind jeweils in einem räumlich eng begrenzten Bereich vorzusehen.According to a particular embodiment of the invention, there are two rows Bores provided, the bores being arranged with gaps; d. H. the holes are each in a spatially narrowly limited area Area to be provided.

Bei waagerechter Einspritzung sind vorzugsweise die mit den mittleren Bohrungen verbundenen Einspritzrohre zu den oberen Rohren des Wärmeübertragers geführt, die mit den äußeren Bohrungen verbundenen Einspritzrohre zu den unteren Rohren des Wärmeübertragers.In the case of horizontal injection, those with the middle ones are preferred Bores connected to the injection pipes to the upper pipes of the heat exchanger, which are connected to the outer bores Injection pipes to the lower pipes of the heat exchanger.

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Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, daß sich die Einspritzrohre mindestens 2 cm, insbesondere 5 cm, in die Rohre des Wärmeübertragers erstrecken.It has also been found to be advantageous that the injection tubes extend at least 2 cm, in particular 5 cm, into the Extend tubes of the heat exchanger.

Damit sich die Einspritzrohre leicht in die Rohre des Wärmeübertragers einführen lassen, muß natürlich der Außendurchmesser der Einspritzrohre kleiner sein als der lichte Innendurchmesser der Rohre des Wärmeübertragers. Für eine optimale Gestaltung sind Außendurchmesser und Länge der Einspritzrohre entsprechend der Leistung des Wärmeübertragers dimensioniert. Vorzugsweise haben die Einspritzrohre unterschiedliche Länge. Je nach der gewünschten Leistung des Wärmeübertragers können also entsprechende Vorrichtungen auf Vorrat gehalten werden.So that the injection tubes can be easily inserted into the tubes of the heat exchanger let introduce, of course, the outer diameter of the injection tubes must be smaller than the clear inner diameter of the Heat exchanger tubes. For an optimal design, the outer diameter and length of the injection tubes are corresponding to Dimensioned output of the heat exchanger. The injection tubes are preferably of different lengths. Depending on the desired Power of the heat exchanger can therefore be kept in stock corresponding devices.

Insbesondere bei Einsatz des Wärmeübertragers (Verdampfers) in Klima-Anlagen mit Umkehrbetrieb, d. h. wenn der Verdampfer in Kondensatorbetrieb gefahren wird und dabei das Kältemittel in umgekehrter Richtung strömt, empfiehlt es sich, wenn der Außendurchmesser der Einspritzrohre wesentlich geringer als der lichte Innendurchmesser der Rohre ausgebildet ist und gleichzeitig das Kondensat durch eine zwischen Endplatte und Bohrungsplatte vorgesehene Auslauföffnung abgesaugt wird.Especially when using the heat exchanger (evaporator) in air conditioning systems with reverse operation, i. H. when the vaporizer is in If the condenser is running and the refrigerant flows in the opposite direction, it is advisable if the outside diameter the injection tubes is designed to be much smaller than the clear inner diameter of the tubes and at the same time that Condensate is sucked off through an outlet opening provided between the end plate and the bore plate.

Zur Vermeidung eines teuren Formstücks empfiehlt es sich, wenn der Zuführungskanal über seine Länge denselben Querschnitt aufweist. To avoid an expensive fitting, it is advisable if the feed channel has the same cross section over its length.

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Zur Verringerung des Vordruckabfalls empfiehlt es sich darüber hinaus, wenn der Zuführungskanal ein düsenförmiges, mit der Bohrungsplatte verbundenes Übergangsstück aufweist, das vom Querschnitt des Zuführungskanals auf einen im wesentlichen schlitzförmigen Querschnitt führt, der die Bohrungen umfaßt.It is advisable to use this to reduce the pre-pressure drop addition, if the feed channel is a nozzle-shaped, with the Has bore plate connected transition piece, which from the cross section of the feed channel to a substantially Slit-shaped cross section which includes the bores.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail with the aid of the following exemplary embodiments. It shows:

Fig. .1 einen Längsschnitt durch einen Wärmeübertrager mit einer erfindungsgemäßen Verteilungsvorrichtung,1 shows a longitudinal section through a heat exchanger with a distribution device according to the invention,

Fig'. 2a, 2b Querschnitte durch Wärmeübertrager und Vorrichtung nach Fig. 1,Fig '. 2a, 2b cross sections through the heat exchanger and device according to FIG. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Wärmeübertrager mit einer erfindungsgemäßen Verteilungsvorrichtung, die zusätzlich ein Übergangsstück aufweist, und3 shows a longitudinal section through a heat exchanger with a distribution device according to the invention, which additionally has a transition piece, and

Fig. 4a, 4b Querschnitte nach Fig. 3.FIGS. 4a, 4b cross sections according to FIG. 3.

Der Wärmeübertrager 1 nach den Fig. 1 und 3 weist eine Mantelrohrverlängerung 2 mit sieben inneren Rohren 3 bis 9 auf, deren Enden in einer Endplatte 10 eingebettet sind. Stirnseitig ist ein Zuführungskanal 11 angeschlossen. In dem konisch ausgebildeten Zuführungskanal 11 ist eine Bohrungsplatte 12 mit sieben Bohrungen 13 angeordnet, von denen ausgehend sich sieben Einspritzrohre 14 bis bis in die inneren Rohre 3 bis 9 hinein erstrecken. In Fig. 2b undThe heat exchanger 1 according to FIGS. 1 and 3 has a jacket tube extension 2 with seven inner tubes 3 to 9, the ends of which are embedded in an end plate 10. A feed channel 11 is connected at the end. A bore plate 12 with seven bores 13 is arranged in the conical feed channel 11, starting from which seven injection tubes 14 extend into the inner tubes 3 to 9. In Fig. 2b and

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4b ist jeweils eine waagerechte Reihe von sieben Bohrungen 13
dargestellt.4b is a horizontal row of seven holes 13 in each case
shown.

Der Außendurchmesser der Einspritzrohre 14 bis 20 ist kleiner alsThe outer diameter of the injection pipes 14 to 20 is smaller than

der lichte Innendurchmesser der inneren Rohre 3 bis 9, so daß sichthe clear inner diameter of the inner tubes 3 to 9, so that

die aus Zuführungskanal 11, Bohrungsplatte 12 und Einspritzrohrenthat of feed channel 11, bore plate 12 and injection tubes

14 bis 20 bestehende Einheit ohne Schwierigkeiten auf die äußere14 to 20 existing unit without difficulty on the exterior

Mantelrohrverlängerung 2 schieben läßt. Insbesondere die Fig. 2a,Jacket pipe extension 2 can be pushed. In particular Fig. 2a,

2b und 4a, 4b lassen die Zuordnung der einzelnen Einspritzrohre 14 I2b and 4a, 4b leave the assignment of the individual injection tubes 14 I

bis 20 zu den inneren Rohren 3 bis 9 deutlich erkennen. So sind die S mit den mittleren Bohrungen 13 verbundenen Einspritzrohre 14,15, | 16 zu den oberen Rohren 7,8, 9 geführt, das Einspritzrohr 17 zu % up to 20 to the inner tubes 3 to 9 can be clearly seen. The S injection pipes 14, 15, | connected to the central bores 13 are thus 16 to the upper pipes 7, 8, 9, the injection pipe 17 to %

dem zentralen Innenrohr 6 und die mit den äußeren Bohrungen verbun- 1the central inner tube 6 and the one connected to the outer bores

denen Einspritzrohre 18, 19, 20 zu den unteren Rohren 3, 4, 5. Die ;■those injection pipes 18, 19, 20 to the lower pipes 3, 4, 5. The; ■

Verbindung der einzelnen Einspritzrohre 14 bis 20 mit den Bohrungen IConnection of the individual injection pipes 14 to 20 with the bores I.

13 der Bohrungsplatte 12 ist in Fig. 2b und 4b durch Pfeile darge- % 13 of the bore plate 12 is shown in Fig. 2b and 4b by arrows %

stellt. % represents. %

Für die Befestigung der Bohrungsplatte 12 am Zuführungskanal 11 ist i; es ausreichend, wenn die Bohrungsplatte 12 nur an einigen Punkten ' an den Zuführungskanal 11 geheftet ist.For fastening the bore plate 12 to the feed channel 11, i; it is sufficient if the bore plate 12 only at a few points' is attached to the feed channel 11.

Beim Betrieb des Wärmeübertragers 1 als Verdampfer tritt das von
einer (nicht dargestellten) Drossel (z. B. Expansionsventil) kommende
Kältemittel-Dampfgemisch in Pfeilrichtung in den Zuführungskanal 11
ein und staut sich dort auf, bis es bei Erreichen der Bohrungsreihe
gleichzeitig und gleichmäßig auf die Einspritzrohre 14 bis 20 undWhen the heat exchanger 1 is operated as an evaporator, this occurs from
a (not shown) throttle (z. B. expansion valve) coming
Refrigerant-vapor mixture into the supply channel 11 in the direction of the arrow
and accumulates there until it reaches the row of holes
simultaneously and evenly on the injection tubes 14 to 20 and

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damit auf die inneren Rohre 3 bis 9 verteilt wird. Im Zwischenraum zwischen der Mantelrohrverlängerung 2 und den Rohren 3 bis fließt Wasser.so that it is distributed to the inner tubes 3 to 9. In the space water flows between the jacket pipe extension 2 and the pipes 3 to.

Die Vorrichtung nach Fig. 3, 4a, 4b unterscheidet sich von der nach Fig. 1, 2a und 2b lediglich dadurch, daß der Zuführungskanal dort noch ein düsenförmiges Übergangsstück 21 aufweist, das von dem (dort kreisförmigen) Querschnitt des Zuführungskanals 11 auf einen schlitzförmigen Querschnitt führt, der die waagerechte Reihe der Bohrungen 13 umfaßt.The device according to FIGS. 3, 4a, 4b differs from that according to FIGS. 1, 2a and 2b only in that the feed channel there still has a nozzle-shaped transition piece 21 which extends from the (there circular) cross section of the feed channel 11 a slit-shaped cross-section leads to the horizontal row the bores 13 includes.

In Fig. 1 und 3 ist jeweils noch eine Auslauföffnung 22 zwischen Endplatte 10 und Bohrungsplatte 11 dargestellt, die bei dem in der Beschreibungseinleitung erwähnten Umkehrbetrieb von Bedeutung ist, d. h. wenn der Verdampfer im Kondensatorbetrieb gefahren wird.1 and 3 each show an outlet opening 22 between end plate 10 and bore plate 11, which is important in the reverse operation mentioned in the introduction to the description, ie when the evaporator is operated in condenser mode.

Example;

Der Einsatz einer erfindungsgemäßen Verteilungsvorrichtung bei einem Koaxialverdampfer 1 (Windungszahl: 4,5; Wickeldurchmesser »480 mm) mit einem Mantelrohr von 54 χ 2 mm und sieben inneren Rohren 3 bis 9 mit einem lichten Innendurchmesser von 10,5 mm und einem Außendurchmesser von 14 mm zeigte gute Ergebnisse. Dabei wurden 15 cm lange Einspritzrohre 14 bis 20 der Abmessung 5 χ 1,2 mm verwendet, die jeweils 10 cm in die inneren Rohre 3 bis 9 hineinreichten. Es ergaben sich insbesondere bei den in Wärmepumpen vorkommenden Durchsatzbereichen erhebliche Leistungsverbesserungen.The use of a distribution device according to the invention in a coaxial evaporator 1 (number of turns: 4.5; winding diameter> 480 mm) with a jacket tube of 54 χ 2 mm and seven inner ones Tubes 3 to 9 with a clear inner diameter of 10.5 mm and an outer diameter of 14 mm showed good results. 15 cm long injection tubes 14 to 20 of dimensions 5 χ 1.2 mm were used used, which each reached 10 cm into the inner tubes 3 to 9. Particularly in the throughput ranges occurring in heat pumps, there were considerable improvements in performance.

Claims

ti ■ (· Wieland-Werke AG 79 00 Ulm (Donau), 2.6.81 ka TPT-2583 - To s ρ r ü c h e:

1. Device for evenly distributing a medium, in particular a liquid-vapor mixture, on parallel-connected tubes of a heat exchanger fastened in an end plate in the form of a feed channel / which is connected to the heat exchanger and has a bore plate which is separate from the end plate and from whose bores there are injection pipes extend into the individual tubes of the heat exchanger, possibly between the end plate and the bore plate Inlet or outlet opening is provided,

characterized,

that the bores (13) of the bore plate (12) in at least
are arranged in a horizontal row.

2. Device according to claim 1, characterized in that

that two rows are provided, the bores (13) on
Gap are arranged.

Wieland-Werke AG, Ulm (Danube G 81 16 640.0

Annex to the submission of August 25, 81, new protection claims 3 to 7 TPT-2583

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the injection tubes connected to the central bores (14, 15, 16) to the upper tubes (7, 8, 9) of the heat exchanger (1) and

the injection pipes (18, 19, 20) connected to the outer bores to the lower pipes (3, 4, 5) of the heat exchanger (1) are performed.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that

that the injection pipes (14 to 20) extend at least 2 cm into the pipes (3 to 9).

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that

that the injection pipes (14 to 20) extend at least 5 cm into the pipes (3 to 9).

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that

that the feed channel (11) has the same cross section over its length having.

7. Device according to claims 1 to 6, characterized in that

that the feed channel (11) has a nozzle-shaped transition piece (21) which is connected to the bore plate (12) and differs from the cross section of the feed channel (11)
to a substantially slit-shaped cross-section
leads, which includes the bores (13).