DE2939626C2

DE2939626C2 - Stehender Verdampfer zur Klimatisierung von Luft

Info

Publication number: DE2939626C2
Application number: DE19792939626
Authority: DE
Inventors: Pedro Caracas Mancin Berti
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-09-29
Filing date: 1979-09-29
Publication date: 1986-03-27
Also published as: DE2939626A1

Description

Die Erfindung betrifft eiiKn Veiv jmpfer zur Klimatisierung von Luft gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der britischen Patentschrift 5 74 949 ist ein Wärmetauscher bekannt, der im wesentlichen aus Platten gebildet ist, die wiederum mit Hilfe von zick-zack-förmig verlaufenden Abstandsblechen zu einer Einheit zusammengefügt werden. Die zick-zack-förmigen Elemente sind aus einem Lochblech durch Biegen gebildet, um die Verbindung zu den benachbarten Platten durch Löten zu verbessern. Im übrigen verläuft die Richtung der Abkantungen zur Erzeugung der Zick-Zack-Form auf den abgewandten Seiten einer Platte um 90° versetzt, so daß die im Temperaturaustausch stehenden Medien jeweils in Längsrichtung der Zick-Zack-Form hindurchströmen. Dabei wird ein flüssiges Medium in seitlichen Tanks zu- bzw. abgeführt

Aus der US-Patentschrift 23 47 957 ist ein Wärmetauscher bekannt, bei dem ein fortlaufendes Rohr mit Rippen versehen ist, die die Oberfläche des Rohres vergrößern sollen. Es ist zu mehreren Windungen übereinander gelegt und von einem Rahmen gehalten. Das Innere der Rohre ist glatt ohne jegliche Turbulenzförderer.

Schließlich ist ein Wasserkühler insbesondere für Automobile aus der US-PS 32 28 461 bekannt, bei dem in konstruktiver Hinsicht ein erheblicher Aufwand erforderlich ist, um die beiden, die Rohrelemente jeweils abschließenden Sammel tanks beweglich gegeneinander zu führen, so daß Wärmespannungen aus dem Bereich der Rohrelemente sich nicht auf die Sammeltanks tragende Rahmenteile und umgekehrt übertragen. Die Rohrelemente bestehen nämlich aus Kupfer bzw. Aluminium, während der an derartigen Kühlern übliche Rahmen aus Stahl besteht. Letzterer hat einen geringeren Wärmeausdehnungs-Koeffizienten, so daß im Betrieb ohne die seitliche Gleitführung Wärmespannungen auftreten würden, die Festigkeitsprobleme im Bereich der Verbindungen zwischen den Rohrelementen und den Sammeltanks mit sich bringen.

Auf die seitlichen Versteifungen aus Stahl kann aus Formstabilitätsgründen nicht verzichtet werden, da sie außerdem zur Stützung der Rohrelemente beitragen. Sowohl die Beibehaltung der länglichen Querschnittsformen der Rohre als auch die Beibehaltung ihres geraden Verlaufs wird unter Zuhilfenahme von in Wandungen gelegten Rippen durch die seitlichen Versteifungen

ίο bewirkt In dieser Weise ist weder ein Ausbauchen der Rohrelemente noch deren Krümmung zu einem Bogen möglich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Aggregat der letztgenannten Bauart so zu verbessern, daß auf die seitlichen, gleitend geführten Versteifungen aus Stahl verzichtet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Rippen in annähernd parallelen, Ebenen angeordnet sind und an jeweils zugeordneten Rohrelementen ausschließlich befestigt sind, und daß sich in jedem Rohrelement mindestens eine zick-zack-förmige, mit ihren Längskanten axial zum Rohrelement verlaufende Aussteifung mit zick-zack-förmigen Einschnitten befindet

Die die Rohrelemente umgebenden Rippen sorgen für die Formstabilitäf gegen Ausbeulen der länglichen Rohrquerschnitte, während die im Inneren befindlichen zick-zack-förmigen Aussteifungen die Geradlinigkeit der Rohrelemente sicherstellen. Darüber hinaus haben beide Versteifungseiemente — also sowohl die äußeren Rippen als auch die innere Aussteifung — eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades zur Folge, da in an sich bekannter Weise durch die zick-zack-förmige Aussteifung mit den zick-zack-förmigen Einschnitten in jedem Rohrelement die Verdampfungswirkung begünstigt wird, und die außen an jedem Rohrelement anliegenden bzw. integralen Rippen eine Oberflächenvergrößerung und damit eine Verbesserung des Wärmeüberganges mit sich bringen.

Die Steifigkeit der Rippen kann dadurch weiter erhöht werden, daß sie quer zur Richtung des Luftstromes in sich gekrümmt ausgebildet sind. Neben dem genannten Vorteil der größeren Steifigkeit wird damit auch die Neigung zu Schwingungen reduziert wenn der Verdämpfer gemäß der Erfindung stark angeblasen wird.

Die Berührung mit dem einströmenden Kühlluftstrom kann dann noch weiter gesteigert werden, wenn die Rippen symmetrisch zu dem jeweils mittleren Rohrelement bzw. zu den beiden mittleren Rohrelementen

so unter einem ansteigenden oder abfallenden Winkel zu dem Luftstrom angeordnet sind. Die dadurch intensivere Berührung mit dem Luftstrom ist wegen des Ablenkungseffektes offensichtlich.
Die Rohrelemente sind einfach oder paarweise als Doppelrohr-Elemente ausgebildet, ebenso kommen Ausführungen in Frage, bei denen äußerlich einteilige Rohrelemente vorhanden sind, die im Inneren mit Hilfe von Zwischenwänden unterteilt sind. In letzterem Fall können die Rippen im Bereich der Zwischentrennwände mit kleinen Einschnitten versehen sein, da an diesen Stellen die Stabilität gegen Ausbeulen durch die Trennwände aufrechterhalten wird.

Die Rippen werden durch maschinelle Bearbeitung an den Rohrelementen gebildet. Sie sind im wesentlichen starr und gestatten die Anwendung von mechanischen Reinigungsmitteln zwischen den Rohrelementen, um Verunreinigungen oder Beläge zu entfernen, die die Wärmeleitfähigkeit herabsetzen. Die bei einer derarti-

gen Reinigung entstehenden Beanspruchungen werden ohne weiteres verkraftet.

Die in dem Verdampfer gemäß der Erfindung verwendeten Flüssigkeiten sind diejenigen, die in den herkömmlichen Luftklimatisierungs- und Kühleinrichtungen eingesetzt werden, wie zum Beispiel Freon, Ammoniak usw, während das wärmeabführende Medium Luft ist, die in erzwungener Konvektion die Rohrelemente durchströmt

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 die Ansicht eines Verdampfers gemäß der Erfindung mit entferntem Sammelbehälter,

F i g. 2 eine Ansicht eines vertikalen Schnittes etwa in t5 der Mittelebene des Verdampfers gemäß F i g. 1,

F i g. 3 eine Ansicht eines horizontalen Schnittes des Verdampfers gemäß der F i g. 2 und

F i g. 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie c-c des Ausschnittes x-xaus der F i g. 1.

Bei dem Verdampfer gemäß der Erfindung liegen die üblichen Sammelbehälter 11 und 12 seitlich der horizontal verlaufenden Rohrabschnitte 10. Die F i g. 2 gibt also die Einbaulage wieder.

Jeder Sammelbehälter 11 und 12 ist auf der den Rohrelementen 10 zugewandten Seite mit einer Platte 7 verschlossen, in die die einzelnen Rohrelemente 10 flüssigkeitsdicht hineinragen. Jedes Rohrelement 10 ist von Rippen 6 umgeben, die in Höhe einer Zwischenwand 9 innerhalb der Rohrelemente-Wandung 5 geschlitzt sind. Im Inneren jedes Rohrelementes 10 befindet sich eine zick-zack-förmige Aussteifung 8, die dem zugeordneten Rohrelement Steifigkeit verleiht und einen statischen Turbulenzerzeuger bildet

Aus der F i g. 2, die im wesentlichen einen Schnitt entiang der Linie A-A in der F i g. ί wiedergibt, ist zu erkennen, daß die Rippen 6 in sich gekrümmt ausgebildet sind, wodurch deren Eigensteifigkeit verbessert und damit die Schwingungsneigung bei starker Anströmung vermindert wird. Im übrigen sind auch die seitlichen Sammelbehälter 11 und 12 mit Sicken 13 versehen, um die Eigensteifigkeit zu verbessern. In die seitlichen Sammelbehälter 11 und 12 führen auch Anschlüsse 14 und 15, deren genaue Lage unter anderem aus der F i g. 3 zu erkennen ist Jn dem einen Sammelbehälter 11 ist außerdem ein Ablaß 19 untergebracht Dort kann das Kältemittel oder eine sonstige Substanz entnommen werden, wenn zum Beispiel eine Innenspülung erforderlich ist

Die F i g. 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B-B der F i g. 2. Zwischen den beiden Doppelrohr-Elementen 10 einer Reihe des Verdampfers gemäß der Erfindung befindet sich ein Zwischenraum 18. Die Rippen 6 der einen Seite verlaufen unter der Annahme, daß die Durchströmung von !Jnks nach rechts erfolgt, zu diesem Zwischenraum 18 abfallend, während die Rippen der anderen Seite ansteigend verlaufen. Infolge dieser Umlenkung des den Verdampfer durchströmenden Luftstromes ist ein intensiverer Wärmeaustausch vorhanden. Die Rippen 6 sind jeweils nur zum Teil dargestellt, bedecken jedoch die gesamte Länge der Rohrelemente 10.

In der F i g. 1 ist innerhalb eines Kreises eine Querschnittsansicht durch ein Rohrelement 10 vergrößert wiedergegeben. Es ist deutlich zu sehen, daß die Rippen 6 mit der Rohrwandu/ig des Rohrelementes 10 einen integralen Bestandteil bilden. Innerhalb des Rohrelementes sind zwei Kanäle vorhanden, die von der Aussteifung 8 zum Teil ausgefüllt werden. In der Ansicht X-X verläuft die Aussteifung 8 mit ihren Längskanten vertikal zur Bildebene, also auf den Betrachter zu bzw. von dem Betrachter weg. Diese Aussteifung 8 ist mit zick-zack-förmigen Einschnitten 21 versehen, die in der Ansicht X-X nicht zu erkennen sind, wohl aber in der Schnittansicht c-c gemäß der Fig.4. Die Längskanten der Aussteifungen 8 fallen mit den Linien der inneren Wandung des Rohrelementes 10 zusammen, während die Einschnitte 21 quer dazu deutlich zu erkennen sind.. Die Rippen 6 sind bei der F i g. 4 wie im übrigen auch bei der F ■ g. 2 nur vereinfacht dargestellt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verdampfer zur Klimatisierung von Luft, an dessen seitlichen Enden Sammelbehälter angeordnet sind, zwischen denen sich mehrere Reihen von hintereinander stehenden, parallel zueinander angeordneten Rohrelementen erstrecken, die einen länglichen Rohrquerschnitt besitzen, und mit von der Kühlluft angeströmten Rippen zwischen den Rohrreihen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (6) in annähernd parallelen Ebenen angeordnet sind, und an jeweils zugeordneten Rohrelementen (10) ausschließlich befestigt sind, und daß sich in jedem Rohrelement (10) mindestens eine zick-zackförmige, mit ihren Längskanten axial zum Rohrelement (10) verlaufende Aussteifung (8) mit zick-zackförmigen Einschnitten (21) befindet

Z Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Rippen (6) zur Richtung des Luftstromes geneigt und in sich gekrümmt ausgebildet sind.

3. Verdampfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (6) symmetrisch zu der Mittelebene des Kühlers unter einem ansteigenden bzw. abfallenden Winkel zu dem Luftstrom angeordnet sind.