<Desc/Clms Page number 1>
Nach dem Trocken-Absorptionsprinzip arbeitende stationäre Kühlanlage
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
Die vorliegende Kühlanlage ist eine nach dem Trocken-Absorptionsprinzip arbeitende, stationäre
Kühlanlage, zur Kühlung leicht verderblicher Flüssigkeiten, insbesondere von Milch, wobei die zu küh- lende Flüssigkeit durch einen von unterkühlter Flüssigkeit umströmen Kühler geleitet wird, mit einem aus Kocherabsorber, Kondensator und Verdampfer bestehenden, letzterer mit ventilloser Dampfrückfüh- rung zum Kocherabsorber, zur pumpenlosen Kältemittelbewegung eingerichtetem Aggregat, in dem das
Kältemittel periodisch verdampft, der Dampf verflüssigt und das flüssige Kältemittel in dem Verdampfer wieder verdampft und in den Kocherabsorber auf demselben Weg zurückgeleitet wird.
Sie kennzeichnet sich dadurch, dass mindestens drei solcher Kältemittelsysteme ausgeführt sind, die voneinander leitungs- mässig getrennt sind und denen nur die Wärmequelle für die Kocherabsorber und die wärmeübertragende
Flüssigkeit (Sole) des Kühlers und dessen Behälter für die wärmeübertragende Flüssigkeit gemeinsam ist, und wobei die Kocherbasorber flammenbeheizt und luftgekühlt sind und im selbsttätigen, an sich be- kannten Dauerbetrieb arbeiten, wobei Beheizung und Kühlung einander in gleichmässigen, wiederkehren- den Zeitabschnitten folgen, wozu sie von einem gemeinsamen, dauernd brennenden, aber nur inter- mittierend auf die einzelnen Kocherabsorber wirkenden Brenner beheizt werden, wozu letzterer über einen drehbaren, die heissen Flammengase sowie die Kühlluft lenkenden Verteiler auf die einzelnen Kocherabsorber wirkt.
Eine solche Anlage erlaubt einen überaus einfachen Aufbau und erfordert zu ihrem Betrieb weder Kenntnisse noch Aufmerksamkeit.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Anlage wird im folgenden an Hand der schematischen Zeichnungen erläutert, die auch dazu dienen, wichtige bauliche Einzelheiten der vorliegenden Anlage zu erklären. Es zeigen Fig. 1 das physikalische Schema. nach dem eines der vorhandenen mehreren Kältemittelsysteme der vorliegenden Anlage arbeitet ; Fig. 2 und 3 im Aufriss und im Grundriss eine vorteilhafte Anordnung der Einzelteile der drei solcher Systeme umfassenden Anlage im Gelände, beispielsweise einer Rinderfarm ; die Fig. 4 und 5 einen Absorber im Längs-und Querschnitt ; die Fig. 6 und 7 den Kondensator in Seitenteilansicht und in Stirnansicht ; die Fig. 8 und 9 einen Längs- und einen Querschnitt durch einen Sammelbehälter für das im Kondensator verflüssigte Kältemittel ;
Fig. 10 einen Querschnitt durch den Solebehälter mit eingesetztem Verdampfer und Milchkühler und schliesslich die Fig. 11 und 12 Einzelheiten der Absorberheizung.
Wenn im folgenden von der Kühlung von Milch die Rede ist, so sollte doch verstanden sein, dass die vorliegende Anlage natürlich auch zur Kühlung anderer Flüssigkeiten verwendet werden kann. Sie kann aber auch andern kältetechnischen Zwecken dienen, z. B. auch dazu, eine Klimaanlage mit Kühlluft zu versorgen, denn es ist leicht einzusehen, dass die entstandene Kälte jedem einschlägigen Zweck dienstbar gemacht werden kann.
Grundsätzlich arbeitet ein Kältemittelsystem der Anlage nach dem aus Fig. 1 ersichtlichen Schema : Ein Flammenbrenner 1, der aus einem Hochbehälter 2 über eine Leitung 3 mit einem flüssigen Brennstoff gespeist wird, wie man ihn auf Farmen der hier interessierenden Art zur Verfügung hat-etwa Traktorenkraftstoff -, treibt das an einen festen Stoff gebundene Kältemittel aus dem Absorber 20 in Gasform durch eine Leitung 40 in einen Kondensator 45, wo es kondensiert, u. zw. ausschliesslich unter dem Einfluss der Wärmeabfuhr, die sich an dem Kondensator durch die Einwirkung der Aussenluft erzielen lässt.
Das kondensierte und demgemäss unterkühlte Kältemittel wird in einem Behälter 60 gespeichert und durch Schwerkraft in den Verdampfer 70 geleitet, der in einem mit Sole gefüllten Tank 90 untergebracht ist.
Das in diesem Verdampfer unter Kühlung der Sole verdampfte Kältemittel strömt auf demselben Weg, auf dem es gekommen ist, wieder in den Absorber 20 zurück, in dem es wieder an den festen Stoff gebunden wird. Damit diese Umkehr des Vorganges eintritt, muss der Absorber in gleichmässiger wiederkehrender Folge geheizt und gekühlt werden. Ersteres geschieht durch die Flamme der Heizeinrichtung 1, letzteres einfach dadurch, dass man die Heizung des Absorbers ablenkt und Luft durch ihn strömen lässt, wozu es keiner besonderen apparativen Vorkehrungen oder Massnahmen bedarf.
Die zu kühlende Milch wird in den Trichter 120 des Milchkühlers geschüttet und in dem eigent- lichen Milchkühler 130, der in die Sole taucht, gekühlt, um dann in kaltem Zustande in die Kan-
EMI2.1
Teilen arbeitet, mit Ausnahme des noch zu beschreibenden Verteilers für die von der Flamme in dem Brenner 1 erzeugten Wärme, der jedoch von sehr einfacher und bewährter Beschaffenheit sein kann.
Das in Fig. 1 dargestellte System ist, wie ersichtlich, intermittierend insoferne, als eine Kondensation im Kondensator 45 mit nachträglicher Kälteerzeugung nur solange vorhanden ist, als der Ab-
<Desc/Clms Page number 3>
sorber 20 geheizt wird. Nach einem Merkmal der Erfindung sind nun mindestens zwei, vorteilhafter jedoch drei solche Systeme in einer erfindungsgemässen Anlage verwirklicht, damit praktisch ohne Unterbrechung Kälte in die Sole des Behälters 90 geliefert wird. Ein weiterer Vorteil einer solchen Vereinigung von mehreren, zweckmässig drei Systemen besteht darin, dass die Heizeinrichtung pausenlos in Betrieb sein kann, wozu man lediglich eine Einrichtung benötigt, um die Flamme zyklisch auf die alsdann auch vorhandenen drei Absorber wirken zu lassen.
Es geschieht diese Umschaltung, wie noch gezeigt werden wird, nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mittels einer Umschalteinrichtung, die durch einen einfachen Gewichtskraftantrieb betätigt werden kann.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der die Anlage ergebenden Teile beschrieben, deren Gesamtanordnung für eine aus drei Systemen bestehende Anlage aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist. Man erkennt den Brenner 1 der unterhalb einer Dreiergruppe von Absorbern 20 angeordnet ist und seinen Brennstoff aus einem Hochbehälter 2 über eine Leitung 3 erhält. Jeder Absorber 20 ist über eine eigene Leitung 40 mit einem eigenen Kondensator 45 verbunden, aus dem das kondensierte Kältemittel in einen drei getrennte Kammern besitzenden Sammelbehälter 60 fliesst, der auf einem Gestell 61 ruht. Drei getrennte, gegen Wärmeaufnahme isolierte Leitungen 62 führen zu je einem Verdampfer 70, der in einer aus kälteisoliertem Blech, Beton od. dgl. bestehenden Wanne 90 angeordnet ist.
In diese Wanne taucht der Milchkühler 130, der als System von ineinandergesteckten Rohren 131, 132 zu verstehen ist und zwischen denen ein geringer Abstand besteht, durch
EMI3.1
die zu kühlende Milch fliesst. Der Milchkühler bildet mit einem Einfülltrichterund mit einem Überlaufrohr 135 mit Pumpe 136 (zum Leerpumpen von 135), Thermometer 137 und Hähnen 138 eine als Ganzes aus der Wanne 90 herausnehmbare Einheit, deren Reinigung da- durch erleichtert ist. Das Abfüllsystem kann, wie aus Fig. 3 ersichtlich, so beschaffen sein, dass das gleichzeitige Füllen von mehr als einer Kanne 150 möglich ist. Die Wanne 90 ist mit einer als
Kälteübertrager wirkenden Sole gefüllt und die Verdampfer 70 sind so angeordnet, dass sich in der
Wanne eine thermische Strömung bildet, was durch eine Scheidewand 139 noch begünstigt wird.
Die ganze Anlage ist so ausgelegt, dass das flüssige Kältemittel und der flüssige Brennstoff ausschliess- lich unter der Wirkung ihres Gewichtes bewegt werden. Die Rohrleitungen 62 dienen sowohl der Zu- fuhr des verflüssigten Kältemittels zu den Verdampfern 70, als auch der Rückführung des in diesen entstehenden Kältemitteldampfes in die Absorber. Es ist zu beachten, dass sowohl die Absorber 20 als auch die Kondensatoren 45 ausschliesslich durch die Luft der Umgebung gekühlt werden, einevor- gangsweise, die auch in den Tropen angewendet werden kann, soferne man diese Aggregate nicht ge- rade der direkten Sonnenbestrahlung aussetzt und ein Kältemittel von entsprechendem physikalischem
Verhalten anwendet.
Es ist zweckmässig, die Absorber 20 unter einem Dach 155 aufzustellen und diesem nach einem
Merkmal der Erfindung eine solche Form zu geben, dass es unter der Wirkung der Abgase des Brenners eine Luftströmung entstehen lässt, die auch Luft mitreisst, die über den Kondensatoren 45 aufsteigt.
Um zu verhindern, dass im Falle von heftigen Regengüssen Wasser in den in jedem Absorber ausgeführten zentralen Durchtrittskanal eindringt, können auch Abdeckungen anderer Art vorgesehen werden und man kann diese auch als Führungseinrichtungen für die aufsteigende Luft ausgestalten oder solche Führungseinrichtungen als separate Teile vorsehen. Die Einrichtung zur intermittierenden Heizung der Absorber wird später beschrieben.
Gemäss den Fig. 4 und 5 besteht ein Absorber 20 aus einem zylindrischen Mantel 21 mit Böden 22 und Zwischenböden 23, von denen gelochte Rohre 24 ausgehen, die diese Zwischenböden verbinden. Ferner ist ein zentrales Rohr 25 vorgesehen, an dessen unterem erweitertem Ende 26 die Heizgase eintreten. Um diese möglichst gleichmässig in das Innere des Absorbers zu leiten, sind ineinandergeschachtelte gelochte, die Heizgase führende und unterschiedliche Länge besitzende Rohre 27 vorgesehen. Die eigentliche Absorbermasse, die nach einem Merkmal der Erfindung eine Trockensubstanz, z. B. CaC12 (bei NH3 als Kältemittel) ist, liegt auf Sieb-Zwischenböden 28 gleichmässig verteilt.
Jeder Absorber 20 steht über eine Leitung 40, die ein Absperrventil 41 enthält und hinter diesem in zwei Äste 42 gegabelt ist, mit dem nachgeschalteten Kondensator in Verbindung. Die Leitungen 40 und ihre Gabelungen sind auch aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich.
Die Fig. 6 und 7 zeigen ein Ausführungsbeispiel für die Kondensatoren 45. Diese bieten keine Besonderheiten, sie bestehen einfach aus einem System von kühlrippentragenden Rohren, die einen ZickZackverlauf nehmen und es sind die drei Kondensatoren - entsprechend den für das Ausführungsbeispiel angenommen drei Absorbern - nebeneinander angeordnet und durch nicht dargestellte einfache Klammern od. dgl. zusammengehalten. Die Ausführung ist so, dass die Kondensatoren von Zeit zu Zeit
<Desc/Clms Page number 4>
leicht von Staubablagerungen gereinigt werden können.
Das aus den Fig. 8 und 9 ersichtliche Sammelgefäss ist in Wirklichkeit eine Nebeneinanderordnung von drei Behältern 43, die untereinander nicht in Verbindung stehen und von denen je einer mit einem vorgeordneten Kondensator verbunden ist. Das aus diesem kommende kondensierte Kältemittel strömt durch ein Rohr 46 zu und kann durch ein an der tiefsten Stelle ansetzendes zweites Rohr 47 abge- leitet werden. Allen drei Sammelbehältern ist eine gemeinsame äussere Kälteisolierung 48 gemeinsam, was eine ökonomische Bauweise liefert. Die Sammelbehälter 43 und die von ihnen getragenen
Kondensatoren 45 ruhen auf einem Gestell 61 solcher Höhe, dass genügend Gefälle für ein Weiter- fliessen des Kältemittels an die Verdampfer bleibt.
Die Rohre 47 münden, vgl. Fig. 10, in je einen zugeordneten Verdampfer 70, den man sich als einfache Rohrschlange vorstellen kann. Der ebenfalls kälteisolierte Tank 90 besitzt einen geneigten Boden 91 und eine Trennwand 139 und ist mit Sole gefüllt. Die Verdampferelemente sind, wie Fig. 10 zeigt, derart verteilt, dass die Ausbildung einer Umlaufbewegung der Sole in Pfeilrichtung begünstigt wird. Der eigentliche Milchkühler 131, 132, mit Trichter 120 und Deckel sowie sonstigem Zubehör der Abfülleinrichtung wurde bereits weiter oben beschrieben.
Im folgenden wird nun die Heizungseinrichtung beschrieben, die einen wichtigen Teil der ganzen Anlage vorstellt. In Fig. 12, die eine Ansicht auf das Absorberaggregat von unten, im Schnitt nach Linien 12-12 der Fig. 11, jedoch mit getrennt gezeichneten Verteilern für die Heizgase, darstellt, die einen zugehörigen Teil-Aufriss zeigt, erkennt man den Unterteil von zwei Absorbern 20. Es ist ein Brenner vorgesehen, dem Petroleum aus dem Tank 2, Fig. 2, oder ein ähnlich beschaffener Kraftstoff über eine Leitung 3 zugeführt und darin mit blauer Flamme verbrannt wird. Oberhalb dieses Brenners ist eine Flammengasleitung 4 vorgesehen, die aus einem kegelförmigen Unterteil und aus einem seitlich-exzentrisch an diesen anschliessenden, die Flammengase leitenden Teil besteht.
Die Unterseite der drei Absorber 20 ist von einer Platte 5 abgedeckt, die bis auf drei Durchlässe 6, die den Mittelrohren 26 der Absorber gegenüberliegen, geschlossen ist. Der Kegel und mit ihm auch die Flammengasleitung 4 sind drehbar, u. zw. um eine Achse 7, für die in der Brennermitte ein geschütztes und zweckmässig auch axial federndes Spurlager 8 ausgeführt ist, das im einfachsten Fall auch ein Spitzenlager sein kann. Die Achse 7 und das obere Ende der Leitung 4 tragen eine Platte 9, die parallel zur Platte 5 im geringen Abstand von dieser verläuft und die mit dem aus Achse 7 und Flammengasleitung 4 bestehenden System rotieren kann.
Die Platte weist nur eine Durchbrechung 10 auf, die den Zweck hat, die vom Brenner 1 stammenden, aus der Flammengasleitung 4 austretenden, heissen Gase nur dann in einen Absorber eintreten zu lassen, wenn sich eine Öffnung 10 mit einer der Öffnungen 6 deckt. Die Zentriwinkel der Öffnungen 6 betragen bei Vorhandensein von drei Absorbern 800, der Zentriwinkel der Öffnung 10 der Platte 5 beträgt 400.
Es ist somit ersichtlich, dass in einer solchen Anordnung immer nur ein Absorber geheizt wird, während die beiden andern über die freiliegenden Öffnungen 6 Aussenluft einziehen. Dies bedeutet, dass das aus dem Verdampfer 70 rückströmende dampfförmige Kältemittel an die Absorptionsmasse wieder angelagert wird, wogegen der Heizungsvorgang bedeutet, dass es aus dieser Masse ausgetrieben wird, wie dies an sich bekannt ist. Dabei sichert die angeführte Zentriwinkelgrösse einen klaglosen Betrieb insoferne, als das Einziehen von Falschluft in den Absorber hintangehalten und der richtige Ablauf der Zyklen gesichert wird.
Für den Antrieb der rotierenden Teile ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Gewichtskraftmaschine 12 vorgesehen. Man erkennt das aufziehbare Gewicht 13, das über ein System von Zahnrädern 14,15 und auf die rotierende Platte 9 wirkt, wozu diese mit einem Zahnkranz 16 versehen ist und wobei eine Drehzahlregeleinrichtung 17, etwa ein Fliehkraftregler, dafür sorgt, dass die Drehzahl der Platte 9 konstant bleibt. Man könnte dies natürlich auch auf andere Weise erreichen, beispielsweise mittels eines Pendels wie bei einer Pendeluhr. Die Drehzahlregeleinrichtung ist so beschaffen, dass sie eine Regelung der Umlaufgeschwindigkeit der Platte 9 und somit der Flammengasleitung 4 erlaubt.
Da auch die Flamme regelbar ist, hat man es auf diese Weise in der Hand, die Kälteleistung innerhalb weiter Grenzen zu verändern, beispielsweise auch die Möglichkeit, kurzzeitig besonders hohe Kälteleistungen zu sichern, etwa um einen Stossbedarf an Kälteleistung befriedigen zu können. Es soll jedoch verstanden sein, dass die dargestellte Antriebseinrichtung in vieler Hinsicht ver- ändert werden kann. Insbesondere kann auch eineAntriebseinrichtung vorgesehen werden, die die Scheibe ù und ihre umlaufenden Organe absatzweise dreht.
Nach einem Merkmal der Erfindung wird der Brenner und die auf ihm sitzenden, rotierenden Teile 4 in einem flachen zylindrischen Kasten 17, Fig. 2, untergebracht, auf dem dann die Absorber-
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1