DE1140211B - Capillary in a widened duct plate for compression refrigeration machines - Google Patents

Description

Kapillare in einem aufgeweiteten Kanalblech für Kompressionskältemaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Kapillare in einem aufgeweiteten Kanalblech für Kompressionskältemaschinen. Die Kanäle dienen zur Aufnahme und Leitung eines zu verdampfenden und zu verflüssigenden Kältemittels. Solche Kanalbleche werden hergestellt, indem zwei ebene Bleche, z. B. durch Walzen aufeinander preßgeschweißt oder gelötet werden, worauf zwischen den beiden Blechen Kanäle hydraulisch oder pneumatisch aufgeschweißt werden. Ist eines der Bleche zuvor stellenweise mit einem Schweißung oder Lötung verhindernden Trennmittel bedruckt worden, so werden die Bleche zwischen ebenen Halteplatten dort geweitet, wo sich das Trennmittel befindet. Ist kein Trennmittel gedruckt worden, so können die Kanäle in Hohlformen hinein aufgeweitet werden. Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen haben sich als Werkstoffe bewähr<; es sind aber auch alle anderen schweiß- bzw. lötbaren Metalle hierfür brauchbar.Capillary in a widened channel plate for compression refrigeration machines The invention relates to a capillary in a widened channel plate for compression refrigeration machines. The channels are used to receive and direct a refrigerant to be evaporated and liquefied. Such duct sheets are made by placing two flat sheets, e.g. B. pressure welded onto one another by rolling or soldered, whereupon hydraulic or channels between the two sheets be pneumatically welded. Is one of the sheets previously marked with a Welding or soldering preventing release agent has been printed, so the Sheet metal widened between flat retaining plates where the separating agent is located. If no release agent has been printed, the channels can go into hollow molds be widened. Aluminum or aluminum alloys have proven themselves as materials proven <; but there are also all other weldable or solderable metals for this purpose useful.

Kanäle unter etwa 1 mm lichter Weite, also Kapillaren, lassen sich nicht gemeinsam mit weiteren Kanälen von z. B. 8 mm lichter Weite, wie sie für zu verdampfendes oder zu verflüssigendes Kältemittel erforderlich sind, aufweiten. Der für die Erlangung so enger Kanäle erforderliche Druck müßte jedoch derart hoch sein, daß die Kanalwände oder zumindest die geschweißten oder gelöteten Ränder der weiten Kanäle Gefahr liefen, aufzureißen. Verdampfer und Verflüssiger werden daher als getrennte Kanalbleche hergestellt und durch Rohre mit der Entspannungskapillare und dem Verdichter zum Kältekreislauf verbunden.Channels with a clearance of about 1 mm, i.e. capillaries, can be not together with other channels from z. B. 8 mm clear width, as for to evaporating or liquefying refrigerant are required, expand. However, the pressure required to achieve such narrow channels would have to be so high be that the channel walls or at least the welded or soldered edges of the wide canals were in danger of being torn open. Evaporator and condenser are therefore manufactured as separate channel plates and through pipes with the expansion capillary and the compressor connected to the refrigeration cycle.

Es wurde zwar schon vorgeschlagen, Verdampfer, Verflüssiger und Kapillare in einem Bauteil zu vereinigen, indem eine Kapillare in einen von außen geöffneten weiten Kanal eingeschoben und darin abgedichtet wird, worauf die Öffnung wieder zu verschweißen ist. Diese Maßnahme ist aber umständlich und birgt gegenüber dem Zusammenbau dreier Teile kaum Vorteile.It has already been proposed, evaporators, condensers and capillaries to unite in one component by inserting a capillary into an externally opened one wide channel is inserted and sealed in it, whereupon the opening again is to be welded. However, this measure is cumbersome and holds against the Assembling three parts hardly has any advantages.

Ferner ist es bekannt, ein in der Blechebene mehrere Millimeter breites Kanalstück in einer Hohlform wieder bis auf den erwünschten kapillaren Querschnitt zusammenzudrücken. Ein solcher Kanal ändert aber seinen Strömungswiderstand, wenn der Kältemitteldruck schwankt, weil die eben gebliebenen Teile der Kanalwände durch Innendruck nach außen gewölbt werden. Die erforderliche Gleichmäßigkeit des Strömungsquerschnittes über die ganze Länge der Kapillare läßt sich nicht erzielen.It is also known to have a width of several millimeters in the plane of the sheet Channel piece in a hollow shape again up to the desired capillary cross-section to squeeze. Such a channel changes its flow resistance if the refrigerant pressure fluctuates because the parts of the duct walls that have remained flat through Internal pressure to be arched outwards. The required uniformity of the flow cross-section cannot be achieved over the entire length of the capillary.

Weiterhin kannte die Fachwelt auch schon einen aus geprägten und verschweißten oder verlöteten Blechen bestehenden Verdampfer, der nahe der Eintrittsstelle des Kältemittels eine spaltförmige Drosselstelle aufweist. Die letztere ist flächenförmig ausgedehnt und dadurch gebildet, daß die zu vereinigenden, an dieser Stelle ebenen Bleche an vielen, nahe benachbarten Punkten miteinander verschweißt sind. Der Strömungswiderstand einer derartigen Drosselstelle muß in einem zusätzlichen Arbeitsgang eingestellt werden und ist überdies vom jeweils im Verdampfer herrschenden Kältemitteldruck abhängig, da die Wände eben und nicht druckstabil sind.Furthermore, the professional world already knew one from embossed and welded or soldered sheet metal existing evaporator, which is close to the entry point of the Has refrigerant a gap-shaped throttle point. The latter is flat extended and formed by the fact that those to be united are flat at this point Sheets are welded together at many, closely adjacent points. The flow resistance such a throttle point must be set in an additional operation and is also dependent on the refrigerant pressure prevailing in the evaporator dependent, as the walls are flat and not pressure-resistant.

Über Kapillaren, die sich in spiralförmig gewundenen Kanalblechstreifen befinden, sind bereits Veröffentlichungen erschienen. Denselben kann entnommen werden, daß der kapillare Kanal durch eine Rinne in einem von zwei Blechstreifen gebildet ist, die an ihren Rändern bzw. nahe dem Kanal selbst miteinander verschweißt sind. Auf Kapillaren in geblähten Kanalblechen sind diese Vorschläge aber nicht übertragbar, da geprägte Rinnen, z. B. beim Walzschweißen, wieder eben gewalzt werden.Via capillaries, which are arranged in spirally wound channel sheet strips publications have already appeared. The same can be seen that the capillary channel is formed by a groove in one of two metal strips which are welded to one another at their edges or near the channel itself. However, these suggestions cannot be applied to capillaries in distended duct sheets, there embossed grooves, z. B. when roll welding, be rolled again.

Schließlich wurde auch schon vorgeschlagen, ein kurzes, z. B. einige Zentimeter langes Rohrstück flachzudrücken und schraubenförmig zu winden. Der spaltförmige Querschnitt dieser Drossel ist von der Windungsstärke abhängig und läßt sich verstellen. Ein derart kurzer Kapillarspalt muß jedoch sehr eng sein und verstopft sich daher schnell. Auch baut sich die Druckdifferenz zwischen Verdampfer und Verflüssiger im Stillstand zu langsam ab, was Anlaufschwierigkeiten beim Verdichter zur Folge haben kann. Würde aber ein längeres, z. B. 2 m langes Rohr flachgedrückt und schrauben- oder spiralförmig gewunden, so würde sich ein Strömungsquerschnitt nicht mehr über die ganze Länge stetig verengen lassen. Es würden viele Knickstellen entstehen. Eine solche Kapillare wäre unbrauchbar. Auch dieser Vorschlag ist also nicht ohne weiteres auf aufgeweitete Kanalbleche übertragbar.Finally, it has also been suggested that a short, z. B. some Flatten a centimeter-long piece of pipe and wind it in a helical manner. The gap-shaped one The cross section of this throttle is dependent on the winding strength and can be adjusted. However, such a short capillary gap has to be very narrow and therefore becomes clogged fast. The pressure difference between the evaporator and condenser also builds up too slowly at standstill, which results in start-up difficulties for the compressor may have. But would a longer, z. B. 2 m long tube flattened and helically or spirally wound, so a flow cross-section would not let it narrow steadily over the entire length. There would be a lot of kinks. Such a capillary would be useless. So this proposal is also not without its own further transferable to expanded duct sheets.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen kapillaren Kanal in einem aufgeweiteten Kanalblech für Kompressionskältemaschinen zu schaffen, das selbst Kanäle für ein zu verdampfendes und zu verflüssigendes Kältemittel enthält. Der öffnungsquerschnitt der Kapillare sollte so gleichmäßig und ihre Länge so groß sein, daß ihr Verhalten im Kältekreislauf dem der gebräuchlichen runden Kapillarrohre mit knapp 1 mm lichter Weite und etwa 3 m Länge entspricht. Nach der Erfindung besteht die Kapillare aus einem Kanal, der zu einem Spalt verengt ist und der in einem gekrümmten Stück des Kanalbleches liegt. Eine solche Kapillare ist gegen die im Kältekreislauf auftretenden Druckschwankungen widerstandsfähig. Sie ändert dabei ihren Strömungswiderstand nicht. Auch läßt sich in der Fertigung ein gewünschter Strömungswiderstand mit ausreichender Genauigkeit erzielen, wenn immer dieselbe Krümmung und insbesondere immer dieselbe lichte Höhe des zu krümmenden ovalen Kanales, die einige Zehntel Millimeter betragen soll, eingehalten werden. Die unerwartete Gleichmäßigkeit ist wohl darauf zurückzuführen, daß die auf beiden Seiten des zu krümmenden Kanales befindlichen flossenartigen Kanalblechstreifen das Auftreten von Knickstellen verhindern.The invention is now based on the object of a capillary channel in a widened duct plate for compression refrigeration machines that even contains channels for a refrigerant to be evaporated and liquefied. The opening cross-section of the capillary should be as uniform and its length as large be that their behavior in the refrigeration circuit is that of the conventional round capillary tubes with a clear width of just under 1 mm and a length of around 3 m. According to the invention there is the capillary consists of a canal that is narrowed to a gap and that of a curved one Piece of the duct plate lies. Such a capillary is against that in the refrigeration circuit occurring pressure fluctuations resistant. It changes its flow resistance not. A desired flow resistance with sufficient flow resistance can also be achieved in production Achieve accuracy whenever the same curvature and especially always the same clear height of the oval canal to be curved, which is a few tenths of a millimeter should be adhered to. The unexpected evenness is probably due to that the fin-like located on both sides of the canal to be curved Metal duct strips prevent kinks from occurring.

Um ausreichend lange Kapillaren zu erhalten, ist es zweckmäßig, den zu verengenden Kanal U-förmig in einem Randstreifen des Kanalblechs anzuordnen. Wird durch einen Einschnitt eine Zunge gebildet, in der die Kapillare liegt, so kann diese Zunge leicht spiralförmig aufgewickelt werden. Im Kreislauf einer Kältemaschine soll zwischen der Saugleitung, die vom Verdampfer zum Verdichter führt und der Kapillare, die den Verflüssiger mit dem Verdampfer verbindet, thermischer Kontakt bestehen. Deshalb ist es vorteilhaft, in dem Stück des Kanalbleches, in dem die U-förmige Kapillare verläuft, einen U-förmigen Kanal großen Öffnungsquerschnitts vorzusehen. Er kann einen Teil der Saugleitung bilden. Zwischen Kapillare und Saugleitung besteht dann ein vorzüglicher thermischer Kontakt.In order to obtain sufficiently long capillaries, it is advisable to use the to be narrowed channel to be arranged in a U-shape in an edge strip of the channel plate. If an incision forms a tongue in which the capillary lies, so this tongue can easily be wound up in a spiral. In the circuit of a refrigeration machine should be between the suction line that leads from the evaporator to the compressor and the capillary, that connects the condenser with the evaporator, there is thermal contact. It is therefore advantageous to use the piece of the duct plate in which the U-shaped Capillary runs to provide a U-shaped channel with a large opening cross-section. It can form part of the suction line. There is between the capillary and the suction line then an excellent thermal contact.

Der Strömungswiderstand der spaltförmigen Kapillare nach der Erfindung steigt mit zunehmender Krümmung. Ist das innere Ende der Spirale an ihrem äußeren, in das Kanalblech übergehenden Ende drehbar befestigt, so kann die Krümmung, also auch der Strömungswiderstand nach Bedarf eingestellt werden. Auf diese Weise ist es daher möglich, den Strömungswiderstand mit Hilfe eines vom Druck oder von der Temperatur abhängigen Organs zu regeln.The flow resistance of the gap-shaped capillary according to the invention increases with increasing curvature. Is the inner end of the spiral at its outer, attached rotatably into the channel plate passing end, so the curvature, so the flow resistance can also be adjusted as required. That way is it is therefore possible to adjust the flow resistance with the help of one of the pressure or the Temperature-dependent organ to regulate.

Um die spaltförmige Kapillare herzustellen, wird ein ebenes, streifenförmiges Teilstück eines Kanalbleches, das einen im Lichten in der Blechebene einige Millimeter breiten und senkrecht dazu einige Zehntel Millimeter hohen Kanal enthält, spiralförmig aufgewickelt. Statt dessen kann der Streifen z. B. auch schraubenlinienförmig gewunden werden.In order to produce the gap-shaped capillary, a flat, strip-shaped one is used Part of a duct sheet, one in the plane of the sheet a few millimeters wide and perpendicular to it contains a few tenths of a millimeter high canal, spiral-shaped wound up. Instead, the strip can e.g. B. also helically wound will.

An Hand der schematischen Abbildungen sei die Erfindung erläutert.The invention will be explained with the aid of the schematic illustrations.

Abb. 1 zeigt in Aufsicht ein Kanalblech, in dem Verflüssiger, Verdampfer und Verbindungskanäle vereinigt sind; In Abb. 2 ist in Seitenansicht das zu einer Spirale gekrümmte Stück des Kanalbleches zu erkennen, das die Kapillare und einen Teil der Saugleitung enthält; In Abb. 3 ist ein Schnitt durch das noch ungekrümmte Stück des Kanalbleches dargestellt, das zwei U-förmig geführte Kanäle enthält. Dieser Schnitt liegt senkrecht zu den Längsachsen der Kanäle.Fig. 1 shows a top view of a duct plate in which the condenser, evaporator and connecting channels are merged; In Fig. 2 is a side view of the one Spiral curved piece of channel plate to be seen, which is the capillary and a Part of the suction line contains; In Fig. 3 is a section through the still uncurved Piece of the channel plate shown, which contains two U-shaped channels. This Section is perpendicular to the longitudinal axes of the channels.

Das Kanalblech besteht aus drei Hauptteilen, nämlich dem Verflüssiger 1, dem Verdampfer 2 und dem Gegenströmer 3. Zwischen dem Verflüssiger 1 und dem Verdampfer 2 liegt ein möglichst schmales Verbindungsstück 4. Bei 5 wird vom (nicht gezeichneten) Verdichter gasförmiges Kältemittel in das Kanalsystem des Verflüssigers 1 gedrückt und dort verflüssigt, um in der punktiert gezeichneten U-förmigen Kapillare 7 entspannt zu werden. Die entspannte Flüssigkeit verdampft dann kälteleistend im kanalsystem des Verdampfers 2. Das gasförmige Kältemittel gelangt schließlich durch das im Gegenströmer 3 liegende U-förmige Kanalstück 8 der Saugleitung nach 6, von wo es vom Verdichter angesaugt wird, um wieder verdichtet und nach 5 gefördert zu werden. Im Gegenströmer 3 wird die in .der Kapillare 7 strömende Flüssigkeit durch das in Kanalstück 8 der Saugleitung strömende gasförmige Kältemittel unterkühlt. Wie in Abb. 3 dargestellt, besitzt das Kanalstück 8 eine mehrfach größere lichte Höhe als der für die Kapillare 7 vorgesehene Kanal, bevor der Gegenströmer 3 zu einer Spirale gekrümmt wird. Die Kapillare 7 entsteht erst beim Krümmen. Der Querschnitt des Kanalstückes 8 kann so gewählt werden, daß er sich beim Krümmen nicht wesentlich erniedrigt. Das innere Ende 9 des zu einer Spirale gekrümmten Gegenströmers 3 kann am äußeren Ende 10 drehbar befestigt sein, damit der Strömungswiderstand der Kapillare 7 geändert werden kann. Eine hierfür geeignete Vorrichtung ist nicht dargestellt.The duct plate consists of three main parts, namely the condenser 1, the evaporator 2 and the counterflow 3. Between the condenser 1 and the Evaporator 2 has a connecting piece 4 that is as narrow as possible. At 5, the (not drawn) compressor gaseous refrigerant in the duct system of the condenser 1 pressed and liquefied there, in the dotted drawn U-shaped capillary 7 to be relaxed. The relaxed liquid then evaporates in the cold producing channel system of evaporator 2. The gaseous refrigerant finally passes through the U-shaped channel piece 8 of the suction line according to FIG. 6, located in the countercurrent 3 where it is sucked in by the compressor, compressed again and promoted to 5 will. In the countercurrent 3, the liquid flowing in the capillary 7 is passed through the gaseous refrigerant flowing in duct section 8 of the suction line is supercooled. As shown in Fig. 3, the channel piece 8 has a multiple greater clearance Height than the channel provided for the capillary 7 before the countercurrent 3 closes is curved in a spiral. The capillary 7 only arises when it is bent. The cross section of the channel piece 8 can be chosen so that it does not significantly change when bending humiliated. The inner end 9 of the counterflow 3, which is curved into a spiral, can be rotatably attached to the outer end 10, so that the flow resistance of the capillary 7 can be changed. A device suitable for this is not shown.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kapillare in einem aufgeweiteten Kanalblech für Kompressionskältemaschinen, das Kanäle für zu verflüssigendes und zu verdampfendes Kältemittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillare aus einem Kanal besteht, der zu einem Spalt verengt ist und der in einem gekrümmten Stück des Kanalbleches liegt. PATENT CLAIMS: 1. Capillary in a widened channel plate for Compression refrigeration machines, the ducts for liquefied and evaporated Contains refrigerant, characterized in that the capillary consists of a channel, which is narrowed to a gap and that in a curved piece of the duct plate lies. 2. Kapillare nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr ein Kanal großen öffnungsquerschnittes benachbart ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 467 326, 689 081; USA.-Patentschrift Nr. 2 227 537.2. Capillary according spoke 1, characterized in that you have a large channel opening cross-section is adjacent. Publications Considered: British Patent Nos. 467 326, 689 081; U.S. Patent No. 2,227,537.