DE3003991A1

DE3003991A1 - Mit konstantem druck arbeitende siedekuehlvorrichtung

Info

Publication number: DE3003991A1
Application number: DE19803003991
Authority: DE
Inventors: Sadayuki Okada; Hisao Sonobe
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-03-05
Filing date: 1980-02-04
Publication date: 1980-09-11
Also published as: DE3003991C2; JPS6222060B2; US4330033A; JPS55118561A; FR2451009A1; FR2451009B1

Description

SCHIFF ν. FONER STREHL SCHOBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine bei konstantem Druck arbeitende Siedekühlvorrichtung bzw. Verdampfungskühlvorrichtung, welche eine wänneerzeugende Einheit durch die latente Verdampfungswärme dadurch kühlt, daß ein Kühlmittel verdampft und kondensiert wird.

Verdampfurigskühlvorrichtungen werden beispielsweise bei einem Kommutator für Schienenfahrzeuge, einem Zerhacker für elektrische Untergrundbahnwagen, einen Gleichrichter in einer Unterstation und dergleichen derart verwendet, daß beispielsweise Halbleitereinrichtungen gekühlt werden. Eine herkömmliche Siedekühleinrichtung besteht aus einem Verdampfer und aus einem Kondensator. Die Vorrichtung bildet einen geschlossenen Kühlbehälter. Der Innendruck des Kühlbehälters ändert sich abhängig von der Temperatur des Kühlmittels, das seinerseits seine Temperatur sehr stark abhängig von Änderungen der Umgebungstemperatur und der erzeugten Wärmemenge der Heizeinheit ändert. Wenn beispielsweise Trichlortrifluoräthan (Freon 113) als Kühlmittel verwendet wird und sich die Temperatur des Kühlmittels von 0^eC auf 100⁰C ändert, ändert sich der absolute Innendruck von 0,t5 bar auf 4,5.bar. Wenn unter diesen Benutzungsbedingungen die Gasdichtheit des Kühlbehälters unzureichend ist und der Innendruck niedriger als der Atmosphärendruck, also niedriger als der absolute Druck von etwa 1 bar wird, dringen nicht kondensierbare Gase, wie Luft, in den Kühlbehälter ein und verschlechtern die Leistungsfähigkeit des Kondensators beträchtlich, so daß es unmöglich ist, die gewünschte Kühlleistung zu erreichen, was zu einer unnormalen überhitzung und zu einem Ausfall der wärmeerzeugenden Einheit führt. Wenn der Innendruck höher ist als der Atmosphärendruck, leckt Kühlmittel aus dem Kühlbehälter nach außen und geht verloren, so daß die Kühlung ebenfalls unmöglich ist, was zum gleichen

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Ergebnis wie in dem Fall führt, in welchem der Innendruck unter dem Atmosphärendruck liegt.

Bei der herkömmlichen Vorrichtung ist es deshalb wesentlich, die Gasdichtheit aufrechtzuerhalten. Man verwendet deshalb vollständig geschweißte Anordnungen. Trotzdem ist es schwierig, eine vollständige Gasdichtheit aufrechtzuerhalten. Insbesondere bei großen Kühlbehältern ist es nahezu unmöglich, die Gasdichtheit zu gewährleisten. Außerdem müssen sehr massive Konstruktionen verwendet werden, da sie nach den bestehenden Verordnungen als Druckbehälter behandelt werden. Da die verschweißten Teile der Kühlvorrichtung außerdem nicht vollständig gasdicht gemacht werden können, dringen kleine Mengen nicht kondensierbarer Gase in die Vorrichtung ein, was zu dauernden Änderungen führt, so daß ein Luftreservbir vorgesehen werden muß, um eine vorher festgelegte Kühlleistung auch nach dem Eindringen der Gase zu erreichen. Darüberhinaus müssen die verschweißten Teile und dergleichen aufgeschnitten werden, um den Innenraum des Kühlbehälters zu öffnen. Die Wartung und Inspektion der die Wärme erzeugenden Einheit sind somit sehr schwierig.

Bekannt ist eine Kühleinrichtung, die mit einem Sack versehen ist, der vorübergehend nicht kondensierbare Gase, wie Luft, speichert, um einen Kondensierraum innerhalb eines Kondensators zu gewährleisten (US-PS 3 682 237). Diese Konstruktion hat einen Kühlbehälter, der aus wenigstens einem Verdampfer und dem Kondensator zusammengesetzt ist, wobei der Sack expandierbar und kontrahierbar ist. Für die Verbindung des Sacks mit dem Kühlbehälter sind Verbindungsrohre vorgesehen. Wenn bei diesem Aufbau eine vorher festgelegte Siedekühlung ausgeführt wird, bewegen sich der Kühlmitteldampf, der entsprechend der von der erwärmenden Einheit erzeugten Wärmemenge gebildet wird, und die darin enthaltenen nicht kondensierbaren Gase in den Sack und dehen den expandierbaren Teil des Sacks frei aus, was zur Folge hat, daß der Kondensierraum des kondensierenden Abschnitts erhalten wird. Das heißt, daß

es beabsichtigt ist, die Kühlleistung entsprechend der erzeugten Wärmemenge automatisch zu variieren und dadurch die die Wärme erzeugende Einheit zu kühlen, während die Temperatur der Kühlmittelflüssigkeit immer auf dem Siedepunkt und der Innendruck der Kühlvorrichtung immer auf dem Atmosphärendruck gehalten wird. Bei der bekannten Konstruktion sind jedoch der Sack und der Kondensierabschnitt gleich. Nur der Kühlmitteldampf tritt immer in den Sack ein. Wenn die Wärmebelastung im Verdampfer groß ist, tritt der Kühlmitteldampf in den Kondensator ein und die in dem Kühlmittel enthalteneiinicht kondensierbaren Gase gelangen in den Sack. Wenn jedoch die Wärmebelasturig gering wird, und der Dampf im Kondensator weniger wird, kehren die nicht kondensierbaren Gase in den Kondensator wieder zurück und die Kühlleistung wird verschlechtert. Der Stand der Technik gibt hinsichtlich konkreter Einrichtungen für das geeignete Abführen nicht kondensierbarer Gase keine Lehre.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine bei konstantem Druck arbeitende Siedekühlvorrichtung zu schaffen, bei welcher nicht kondensierbare Gase, beispielsweise Luft, in der Kühlvorrichtung und in dem Kühlmittel gelöste Luft aus der Vorrichtung während des Siedekühlvorgangs abgeführt werden, so daß eine gute Kühlleistung immer im wesentlichen unter Atmosphärendruck erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine bei konstantem Druck arbeitende Siedekühlvorrichtung gelöst, welche einen Verdampfer, der mit Kühlmittel gefüllt ist, einen Kondensator, der den in dem Verdampfer erzeugten Kühlmitteldampf kondensiert, einen Flüssigkeitsbehälter, der über dem Kondensator angeordnet ist und dazu dient, die Kühlmittelfluss sigkeit aufzunehmen, wenn der Kühlmitteldampf im Kondensator vorhanden ist, Verbindungsrohre, die den Verdampfer mit dem Kondensator bzw. den Verdampfer mit dem Flüssigkeitsbehälter verbinden, und ein Ventil aufweist, das im oberen Teil des

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Flüssigkeitsbehälters angeordnet ist und dazu dient, nicht kondensierbare Gase abzuführen, die sich in dem Flüssigkeitsbehälter angesammelt haben. Insbesondere werden die nicht kondensierbaren Gase, die sich aus der Kühlmittelflüssigkeit während ihrer Verdampfung aufgrund der Erzeugung von Wärme durch die wärmeerzeugende Einheit entwickelt haben, in dem oberen Teil des Flüssigkeitsbehälters gespeichert. Wenn die Menge der Gase einen vorher festgelegten Betrag überschritten hat, wird die Stellung eines ausdehnbaren Teils des Flüssigkeitsbehälters ermittelt. Bei Erreichen dieser Stellung werden die nicht kondensierbaren Gase nach außen abgegeben. Auf diese Weise können die nicht kondensierbaren Gase in der Vorrichtung in einfacher Weise emittiert werden, während der Druck im Inneren der Kühlvorrichtung im wesentliehen auf dem Atmosphärendruck gehalten wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine unter konstantem Druck arbeitende Siedekühlvorrichtung, die einen Flüssigkeitsbehälter in einer Position aufweist, die höher ist als die eines Kondensators. Der Flüssigkeitsbehälter ist mit einem Verdampfer durch ein Verbindungsrohr verbunden. Am oberen Teil des Flüssigkeitsbehälters sind ein Ventil und eine Einrichtung zum öffnen oder Schließen des Ventils angeordnet. Wenn der in dem Verdampfer erzeugte Kühlmitteldampf in den Kondensator eingeführt wird, bewegt sich die Kühlmittelflüssigkeit in dem Verdampfer zum Flüssigkeitsbehälter. Der Kondensator und der Flüssigkeitsbehälter sind durch ein Entlüftungsrohr verbunden. Nicht kondensierbare Gase, wie Luft, die in der Kühlvorrichtung und dem Kühlmittel enthalten sind, treten in den Flüssigkeitsbehälter ein und werden durch das Ventil abgegeben. Dies hat zur Folge, daß der Innenraum der Kühlvorrichtung unter einem im wesentlichen konstanten Druck gehalten wird.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 in einer geschnittenen Seitenansicht eine erste Ausführungsform einer bei konstantem Druck arbeitenden Siedekühlvorrichtung,

Fig. 2 im Schnitt eine zweite Ausführungsform eines

Flüssigkeitsbehälters einer bei konstantem Druck arbeitenden Siedekühlvorrichtung und

Fig. 3 im Schnitt eine Drossel für eine bei konstantem Druck arbeitende Siedekühlvorrichtung.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist ein Verdampfer 2 durch einen Deckel 6 mittels Bolzen 4 fest verschlossen. In ein in dem Verdampfer 2 enthaltenes flüssiges Kühlmittel 10, das beispielsweise aus Freonen oder Fluorkohlenwasserstoffen besteht, ist eine Halbleitervorrichtung 8 als wärmeerzeugende Einheit eingetaucht. Der Kondensator 12 ist an seinen beiden Enden mit Sammelleitungen 14 und versehen, die durch Kondensierrohre 18 miteinander in Verbindung stehen. An den Kondensierrohren 18 sind Abstrahlrippen 20 angebracht, um Wärme an die ümgebungsluft abzustrahlen. Ein Dampfrohr 22 führt Dampf, der sich durch das Sieden innerhalb des Verdampfers 2 bildet, in den Kondensator 12. Das Dampfrohr 22 verbindet das eine Sammelrohr 16 mit dem Verdampfer 2. Das andere Sammelrohr 14 wird durch ein Flüssigkeitsrückführrohr 24 mit dem unteren Teil des Verdampfers verbunden. Der größte Teil des flüssigen Kühlmittels, das kondensiert, während sich der Ktihlmitteldampf von dem Sammelrohr 16 über die Kondensierrohre 18 zum Sammelrohr 14 bewegt, kehrt zum Verdampfer 2 über das Flüssigkeitsrückführrohr zurück. Ein Teil des flüssigen Kühlmittels kommt zum Sammelrohr 16 längs der Innenwände der Kondensierrohre 18 wieder zurück und kehrt dann vom unteren Ende des Sammelrohrs 16 über Flüssigkeitsrückführrohre 26 und 24 in den Verdampfer 2 zurück.

über dem Kondensator 12 ist ein Flüssigkeitsbehälter 28 ange-

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ordnet. Ein Rohr 30 verbindet den unteren Teil des Flüssigkeitsbehälters 28 und das Flüssigkeitsrückführrohr 24. Der Flüssigkeitsbehälter 28 ist mit einem Expansionsabschnitt 32, beispielsweise in Form eines Metallbalgs, der durch einen geringen Druck frei ausdehnbar und zusammenziehbar ist, versehen, über dem Flüssigkeitsbehälter 28 ist ein Ventil 34 angeordnet, das mit einem Auslaßrohr 36 versehen ist. Wenn die wärmeerzeugende Einheit 8 Wärme erzeugt, so daß der Kondensator 12 mit Kühlmitteldampf gefüllt wird, wird gewohnlich die Menge an flüssigem Kühlmittel, die gleich einem Volumen ist, das von dem Dampf eingenommen wird, in dem Flüssigkeitsbehälter 28 aufgenommen. Auf dem aufgenommenen flüssigen Kühlmittel liegt eine abdichtende Flüssigkeit 38, die ein spezifisches Gewicht hat, das niedriger ist als das des Kühlmittels, und die sich nicht in dem Kühlmittel löst. Eine solche abdichtende Flüssigkeit ist beispielsweise flüssiges Tetraäthylenglykol. Auf diese Weise wird eine Luftkammer 40 mit einem bestimmten Volumen über dem oberen Teil des Flüssigkeitsbehälters 28 gebildet. Wenn die wärmeerzeugende Einheit 8 keine Wärme erzeugt, füllt der größte Teil des flüssigen Kühlmittels in dem Flüssigkeitsbehälter 28 den Kondensator 12, so daß der Expansionsabschnitt 32 des Flüssigkeitsbehälters 28 sich zusammenzieht, während die abdichtende Flüssigkeit 38 nach unten absinkt und am unteren Teil des Flüssigkeitsbehälters 28 aufliegt.

Am oberen Ende einer Strebe 42, die auf der Außenseite des Flüssigkeitsbehälters 28 befestigt ist, ist ein Begrenzungsschalter 44 angeordnet. Mit dem Ventil 34 und dem Begrenzungs- schalter 44 ist eine Energie zuführende Einrichtung 46 verbunden. Wenn das obere stirnseitige Teil des Flüssigkeitsbehälters 28 in die Nähe des Begrenzungsschalters 44 kommt, gibt dieser ein Signal zur Energie zuführenden Vorrichtung 46 ab, wodurch das Ventil 34 geöffnet wird. Dabei wird Luft aus dem Flüssigkeitsbehälter 28 nach außen über das Abführrohr 36 emittiert.

Das Sammelrohr 14 des Kondensator 12 und das Verbindungs-

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rohr 30 werden durch ein Entlüftungsrohr 38 in Verbindung gehalten. An einer Zwischenstelle des Rohrs 48 sind eine Drossel 50 und eine große Anzahl von Abstrahlrippen 52 angeordnet. Das Rohr 48 ist geneigt, so daß Luftblasen zu dem Verbindungsrohr 30 vom Sammelrohr 14 aus gesehen strömen können. Im Hinblick auf die Beziehung zwischen der Drossel 50 und den Abstrahlrippen 52 muß die Drossel 50 einen Widerstand haben, der zuläßt, daß nur Kühlmitteldampf in einer solchen Menge hindurchströmt, daß, wenn nur der Kühlmitteldampf durch die Drossel 50 hindurchgegangen ist, dieser Dampf vollständig zu flüssigem Kühlmittel kondensiert werden kann, während er in dem Teil des Rohr 48 strömt, der den Abstrahlrippen 52 entspricht. Das heißt, daß der Kühlmitte!dampf, der durch die Drossel 50 hindurchgegangen ist, kondensiert wird und daß nur die nicht köndensierbaren Gase in der Luftkammer 40 innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 28 verbleiben.

Im Folgenden wird die Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung näher erläutert. Wenn die Wärmeerzeugung der Wärme erzeugenden Einheit 8 Null ist, stellt sich in dem Verdampfer 2 kein Sieden ein und es entwickelt sich kein Kühlmitteldampf. Somit bleiben der Verdampfer 2, der Kondensator 12 und das Flüssigkeitsrückführrohr 24 sowie das Verbindungsrohr 30 mit flüssigem Kühlmittel gefüllt. Der Expansionsab- schnitt 31 des Flüssigkeitsbehälters 28 zieht sich zu einem kleinen Volumen zusammen. Die darin enthaltene abdichtende Flüssigkeit 38 steht im wesentlichen im unteren Teil des Flüssigkeitsbehälters 28 still. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Innendruck der Kühlvorrichtung auf Atmosphärendruck.

Wenn aufgrund der Wärmeerzeugung der erwärmenden Einheit 8 die Temperatur des flüssigen Kühlmittels im Verdampfer 2 in die Nähe des Siedepunkts gelangt ist, beginnt das Sieden. Der erzeugte Kühlmitteldampf tritt in das Sammelrohr 16 des Kondensators 12 vom Dampfrohr 22 aus ein und wird in dem Kondensierrohr 18 durch die Abstrahlrippen 22 gekühlt. Der größere Teil des in den Kondensierrohren 18 kondensierten

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Kühlmittels kehrt zum Verdampfer 2 über das Sammelrohr 14 sowie über das Flüssigkeitsrückführrohr 24 zurück. Der Rest kehrt zum Verdampfer 2 über das Flüssigkeitsrückführrohr 26 oder das Dampfrohr 22 über das untere Ende des Sammelrohrs 16 zurück, wodurch der Kühlmittelzyklus geschlossen ist. Inzwischen hat sich die Wärme erzeugende Einheit 8 abgekühlt. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die Kühlmittelflüssigkeit, die einem Volumen entspricht, das von dem Kühlmitteldampf im Kondensator eingenommen wird, zum Flüssigkeitsbehälter 28 über das Verbindungsrohr 30. Ein Ausgleich wird über den nach oben gedehnten Expansionsabschnitt 32 erhalten. Die Siedekühlung erfolgt in dem Zustand, bei welchem sich der Innenraum der Kühlvorrichtung unter Atmosphärendruck befindet.

Wenn das Kühlmittel keine nicht kondensierbaren Gase, wie Luft, enthält, enthält auch der Kühlmitteldampf keine Luft, so daß der von dem Sammelrohr 14 in das Rohr 48 Stück für Stück geführte Dampf in dem Teil der Abstrahlrippen 52 vollständig kondensiert wird, nachdem er durch die Drossel 50 hindurchgegangen ist. Die sich ergebende Kühlmittelflüssigkeit kommt in den Verdampfer 2 über das Verbindungsrohr 30 zurück.

Wenn die Wärmeerzeugung unter Verwendung eines Kühlmittels erfolgt, welches Luft in großen Mengen enthält, unmittelbar nachdem die Kühlvorrichtung montiert worden ist oder nachdem die Wärme erzeugende Einheit 8 aufgrund einer Störung ausgetauscht worden ist, sind in dem Kühlmitteldampf große Mengen von Luft als nicht kondensierbares Gas enthalten. Die Luft und der Kühlmitteldampf, die sich im oberen Teil des Sammelrohrs 14 gesammelt haben, strömen durch das Innere des Rohrs 48. Wie vorher erwähnt, wird der Dampf gekühlt und durch die Abstrahlrippen 52 kondensiert, ehe er zum Verdampfer 2 zurückkehrt. Durch das Innere des Rohres 48 strömt nur die Luft in Form von Luftblasen hindurch und steigt zum Verbindungsrohr 30 auf, wonach die Luft in den Flüssigkeitsbehälter

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28 eintritt und durch die Kühlmittelflüssigkeit sowie die abdichtende Flüssigkeit 38 in die Luftkammer 40 hindurchströmt, in der sie verbleibt.

Im Anfangsstadium des Betriebs der Kühlvorrichtung nimmt das Volumen der Luftkammer 40 zu, da die Luftmenge groß ist. Wenn der Expansionsabschnitt 32 sich über ein vorher festgelegtes Volumen hinaus ausgedehnt hat, kommt der obere Endteil des Flüssigkeitsbehälters 28 in Kontakt mit dem Begrenzungsschalter 44, der an der Strebe 42 befestigt ist. Als Folge davon wird ein Signal erzeugt. Auf der Basis dieses Signals öffnet eine Energie zuführende Vorrichtung 46 das Ventil 34, so daß Luft abströmt. Nachdem das vorher festgelegte Volumen an Luft abgeströmt ist, wird das Ventil 34 wieder geschlossen. Dieser Vorgang wiederholt sich. Bei Freonkühlmitteln sind gewöhnlich annähernd 0,1 bis 0,2 Gew.-% Luft enthalten, was bedeutet, daß die Luftmenge zwei- oder dreimal größer als die Menge der Kühlmittelflüssigkeit ist. Die oben beschriebene Entlüftung wird nur im Anfangsstadium häufig ausgeführt. Wenn die Kühlmittelflüssigkeit wiederholt mehrere Male entlüftet worden ist, wird die Siedekühlung in dem Zustand ausgeführt, in welchem sich die abdichtende Flüssigkeit auf einem niedrigen Niveau befindet.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist im oberen Teil des Flüssigkeitsbehälters 54 ein Expansionsabschnitt 56 vorgesehen, der von einem Deckel 58 abgeschlossen ist, welcher einen Ventilsitz 60 mit einer Öffnung aufweist, in welchem ein Ventil 62 angeordnet ist. Am unteren Teil des Flüssigkeitsbehälters 54 ist eine Tragplatte 64 angebracht= In einem Endteil der Tragplatte 64 befindet sich eine Öffnung 66. Durch die Öffnung 66 geht eine Stange 68 hindurch, an deren unterem Ende ein Anschlag 70 angeordnet ist. An dem Deckel 58 ist eine Stütze 72 befestigt, an der eine Stange 74 über einen Zapfen 76 und eine Feder 78 gehalten ist.

Die Stange 74 verbindet das Ventil 62 und die Stange 68. Wie bei der Ausführungsform von Fig, 1 sind in dem Flüssigkeits-

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behälter 54 vorher festgelegte Mengen an Kühlmittelflüssigkeit und abdichtender Flüssigkeit 80 enthalten. Im oberen Teil des Behälters ist eine Luftkammer 62 ausgebildet. Wenn Luft in einer eine festgelegte Menge überschreitenden Menge sich in der Luftkammer 62 angesammelt hat, dehnt sich der Expansionsabschnitt 56 und steigt zum Deckel 58 hin an, wodurch der Anschlag 70 an der Tragplatte 64 zum Anliegen kommt. Über die Stange 74 und entgegen der Kraft der Feder 78 wird dadurch das Ventil 62 geöffnet/ so daß Luft nach außen abströmen kann.

Fig. 3 zeigt eine praktische Ausführungsform der Drossel 50 von Fig. 1. Es hat sich gezeigt, daß eine solche Drossel besonders günstig ist, durch welche die Luft leicht, der Kühlmitteldampf jedoch schwer hindurchströmen kann. Eine solche Drossel erhält man dann, wenn der Fluidwiderstand proportional zum Quadrat des Mengenstroms ist, wie dies bei einer blendenförmigen Drossel der Fall ist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist zwischen den Rohren 84 und 86 ein Filter 88, beispielsweise in Form eines Netzes oder einer porösen Platte, angeordnet, während Blendenplatten 94 und 96 jeweils zwischen den Rohren 86 und 90 und zwischen den Rohen 90 und 92 angeordnet sind. Eine solche Drossel ist eine Widerstandseinheit, welche die Blenden ausnutzt.

Wie vorstehend ausgeführt wurde, kann erfindungsgemäß unabhängig davon, ob Wärme in dem Verdampfer erzeugt wird oder nicht, das Volumen des Flüssigkeitsbehälters frei durch einen Expansionsabschnitt geändert werden. Dadurch arbeitet die Kühlvorrichtung immer bei einem Innendruck, der dem Atmosphärendruck entspricht. Auch wenn große Mengen nicht kondensierbarer Gase, beispielsweise von Luft, in der Kühlmittelflüssigkeit ungelöst bleiben, können sie aus dem Ventil am oberen Teil des Flüssigkeitsbehälters abgegeben werden. Es ist deshalb nicht erforderlich, die Vorrichtung im voraus beim Einfüllen des Kühlmittels zu entgasen, wodurch die Montage der Vorrichtung sowie die Demontage für die Wartung

und Inspektion erleichtert wird. Da die Vorrichtung nicht in einem Druckbehälter angeordnet zu werden braucht, kann sie in einfacher Weise mit einem geringen Gewicht hergestellt werden. Obwohl bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform die Wärme erzeugende Einheit in das flüssige Kühlmittel im Verdampfer untergetaucht ist, kann diese Einheit auch in Kontakt mit dem Verdampfer auf seiner Außenseite gehalten werden. In diesem Fall sind Montage und Handhabung der Wärme erzeugenden Einheit sehr einfach.

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Claims

PATENTANWÄLTE SCHIFF V. FÜNER STREHU SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ ü A 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE! POSTFACH 95 O1 6O, D-8000 MÖNCHEN 95

HITACHI, LTD. 4. Februar 19 80

DEA-25 122

Mit konstantem Druck arbeitende Siedekühlvorrichtung

Patentansprüche

yMit einem konstanten Druck arbeitende Siedekühlvorrichtung, welche einen mit Kühlmittelflüssigkeit gefüllten Verdampfer, einen den in dem Verdampfer erzeugten Kühlmitteldampf kondensierenden Kondensator und den Verdampfer und den Kondensator verbindende Rohr aufweist, gekennzeichnet durch einen Flüssigkeitsbehälter (28, 54}, der über dem Kondensator (12) angeordnet ist und die Kühlflüssigkeit aufnimmt, wenn Kühlmitteldampf in dem Kondensator (12) vorhanden ist, durch Verbindungsrohre (30), welche den Verdampfer (2) und den Flüssigkeitsbehälter (28, 54) verbinden, und durch ein Ventil (34, 62), welches am oberen Teil des Flüssigkeitsbehälters (28, 54) angeordnet ist und nicht kondensierbare Gase abgibt, die sich in dem Flüssigkeitsbehälter (28, 54} ansammeln, wobei der Innendruck der Kühlvorrichtung im wesentlichen konstant gehalten wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (28, 54) . ein Behälter mit variablem Volumen ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen (44, 46; 64, 70, 68, 74} zum öffnen und Schließen des Ventils (34, 62) entsprechend den Mengen an Kühlflüssigkeit und nicht kondensierbaren Gasen, die sich in dem Flüssigkeitsbehälter (28, 54) angesammelt haben.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum öffnen und Schließen des Ventils (34, 62) aus Einrichtungen (44; 64,70) zum Feststellen einer Volumenänderung des Flüssigkeitsbehälters (28, 54) und aus Einrichtungen (46; 68, 74) zum öffnen und Schließen des Ventils (34, 62) ansprechend auf einen Befehl der die Volumenänderung feststellenden Einrichtungen (44; 64, 70) besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht einer abdichtenden Flüssigkeit (38, 80), die ein spezifisches Gewicht aufweist, das geringer als das des Kühlmittels ist, und die sich nicht in dem Kühlmittel löst, auf der Oberfläche der Kühlmittelflüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter (28, 54) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Kondensator (12) mit dem Flüssigkeitsbehälter (28) verbindendes Rohr (48) mit einer Drossel (50) und mit Abstrahlrippen (52) zum Kühlen des Kühlmitteldampfes versehen ist, der durch die Drossel (50) hindurchgegangen ist.

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