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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Austreiben des Arbeitsmittels aus einer reichen Arbeitsmittellösung für den Betrieb von Absorptionskältemaschinen und bzw. oder -wärme- pumpen, bei dem die reiche Arbeitsmittellösung in einem dünnen Film erwärmt und das ausgasende
Arbeitsmittel, sowie die an Arbeitsmittel verarmte Lösung gesammelt werden, wonach der Gasstrom über die zuströmende reiche Arbeitsmittellösung geführt wird.
Bei den bisherigen derartigen Verfahren wird das ausgasende Arbeitsmittel, z. B. Ammoniak sofort nach dem Ausgasen im Gegenstrom zu der an Arbeitsmittel zu verarmenden reichen Arbeits- mittellösung abgeführt, wobei das gasförmige Arbeitsmittel gesammelt und später als Gasstrom über eine Rieselstrecke im Gegenstrom mit der eintretenden reichen Arbeitsmittellösung in Kontakt gebracht wird.
Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens liegt darin, dass sich der Lösungsfilm, der in der
Regel in Rohren geführt wird und das austretende Gas in einander entgegengesetzten Richtungen bewegen, wodurch es, insbesondere wenn der Film zwecks Verbesserung des Wärmeüberganges in sehr engen Rohren geführt wird, zu einer gegenseitigen Behinderung der beiden Ströme kommt, die eine an sich wünschenswerte Erhöhung der Packungsdichte der die reiche Lösung in Teilströ- men führenden Wärmetauschrohre verhindert.
Ziel der Erfindung ist es ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei dem die- se Nachteile vermieden sind.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass das ausgasende Arbeitsmittel während und unmittelbar nach dem Ausgasen im Gleichstrom zum der Wärmebehandlung ausgesetzten strömenden
Film der zu verarmenden Lösung geführt und danach gesammelt wird.
Dies verhindert eine gegenseitige Behinderung des Lösungsmittelfilms und des aus diesem entweichenden Gasstroms.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs- gemässen Verfahrens vorzuschlagen, die sich durch eine einfache Konstruktion auszeichnet und bei der eine hohe Packungsdichte der Wärmetauschflächen erreicht werden kann.
Bei einer z. B. aus der DE-PS Nr. 674460 bekannten Vorrichtung ist ein Rieselaustreiber für eine Absorptionskältemaschine und bzw. oder -wärmepumpe mit einem Behälter vorgesehen, an des- sen oberem Ende ein Einlass für die reiche Arbeitsmittellösung und ein Auslass für das ausgegaste Arbeitsmittel und in dessen unterem Bereich ein Auslass für die an Arbeitsmittel arme Lösung angeordnet sind, wobei in dem Behälter im wesentlichen vertikal verlaufende, in oberen und unteren Rohrplatten gehaltene Wärmetauschrohre vorgesehen sind und sich der Einlaufbereich der Wärmetauschrohre oberhalb der oberen Rohrplatte befindet und zwischen diesem und der Eintrittsöffnung für die reiche Lösung eine Rieselstrecke, die von der reichen Lösung und dem ausgetriebenen, gasförmigen Arbeitsmittel im Gegenstrom durchflossen ist, angeordnet ist.
Mit einer solchen bekannten Vorrichtung ist es lediglich möglich das aus der in einem relativ dünnen Film im Inneren der Wärmetauschrohre nach unten strömenden zu verarmenden Arbeitsmittellösung austretende Arbeitsmittel im Gegenstrom zur Lösung zu führen. Dies bedeutet aber, dass die Durchmesser der Einlaufbereiche der Wärmetauschrohre relativ gross gewählt werden müssen, um eine gegenseitige Behinderung der im Gegenstrom geführten Ströme zu vermeiden. Diese Einlaufbereiche werden durch Gasdüsen gebildet, die eine zu den vertikalen Wärmetauschrohren koaxiale Durchgangsbohrung für das gasförmige Arbeitsmittel und einen koaxial angeordneten Ringspalt, oder im wesentlichen radial verlaufende Kanäle aufweisen, durch den, bzw. die die zu verarmende reiche Lösung hindurchtreten kann.
Dies führt aber auch zwangsläufig dazu, dass die Wärmetauschrohre selbst einen entsprechend grossen Durchmesser aufweisen müssen. Wärmetauschrohre mit einem relativ grossen Durchmesser erlauben aber keine hohe Packungsdichte der Rohre, die für einen guten Wärmeübergang und eine kompakte Bauweise wünschenswert wäre.
Ziel der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung dieser Art vorzuschlagen, die für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignet ist und die eine sehr kompakte Bauweise ermöglicht.
Erfindungsgemäss wird daher vorgeschlagen, dass zwischen dem Einlass für die reiche Arbeitsmittellösung und der oberen Rohrplatte eine Gassperre angeordnet ist und eine Umgehungsleitung für das ausgetriebene gasförmige Arbeitsmittel, die vom Raum unterhalb der unteren Rohrplatte
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zum Raum oberhalb der Gassperre führt, vorgesehen ist.
Durch diese Massnahmen ist sichergestellt, dass das aus dem Lösungsfilm austretenden gasför- mige Arbeitsmittel, da es auf Grund der Gassperre nicht nach oben abströmen kann, nur in Rich- tung des strömenden Lösungsfilmes, d. h im Gleichstrom zu diesem, abströmen kann. Aus diesem Grunde kann der sich in jedem Wärmetauschrohr ausgebildete Gasstrom den Zustrom von reicher Arbeitsmittellösung im Einlaufbereich der Wärmetauschrohre in keiner Weise behindern. Dies ermöglicht es aber den Durchmesser der Einlaufbereiche sehr klein zu halten, was auch die Verwendung sehr enger Wärmetauschrohre erlaubt, die wieder sehr dicht gepackt angeordnet werden können.
Auf diese Weise ist eine sehr kompakte Bauweise der Vorrichtung erzielbar, wobei gleichzeitig durch die Vermeidung eines Gegenstroms in dem auf Grund der sehr kleinen Durchmesser der Leitungen sehr störungsanfälligen Einlaufbereich, auch ein bisher nicht erreichtes Mass an Betriebssicherheit gewährleistet ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Gassperre durch eine Glocke gebildet ist, die die Einlässe der Wärmetauschrohre im Bereich der oberen Rohrplatte überdeckt, wobei zwischen der äusseren Wand der Glocke und der Innenwand des Behälters, sowie zwischen der oberen Rohrplatte und der dieser zugekehrten Stirnseite der Glocke ein Spalt vorhanden ist, der den Zufluss der reichen Arbeitsmittellösung ermöglicht. Dadurch ergibt sich eine sehr einfache Konstruktion der Gassperre.
Die Anordnung einer Glocke als Gassperre ist aber keineswegs zwingend notwendig. So ist es durchaus auch möglich in dem Raum oberhalb der oberen Rohrplatte eine gasundurchlässige Platte in den Behälter einzubauen, wobei die Zufuhr der reichen Lösung im Bereich zwischen dieser Platte und der oberen Rohrplatte, gegebenenfalls über einen Syphon erfolgt und die Austrittsöffnung für das gasförmige Arbeitsmittel oberhalb dieser Platte angeordnet sein könnte. Die Rieselstrecke, in der die reiche Arbeitsmittellösung im Gegenstrom mit dem gasförmigen Arbeitsmittel in Berührung kommt, könnte dabei ebenso wie die Einmündung der Umgehungsleitung oberhalb der als Gassperre dienenden Platte angeordnet sein.
Die reiche Arbeitsmittellösung müsste dabei nach dem Durchfliessen der Rieselstrecke aufgefangen und in den Raum zwischen der als Gassperre dienenden Platte und der oberen Rohrplatte eingeleitet werden.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert, die eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung zeigt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem vertikal stehenden Behälter --9--, der auf einem Sammelbehälter für die an Arbeitsmittel, wie z. B. Ammoniak, arme Arbeitsmittellösung fusst. In diesem Behälter --9-- sind eine obere und eine untere Rohrplatte --7-eingebaut, in denen im wesentlichen vertikal stehende Wärmetauschrohre --10-- gehalten bzw. eingeschweisst sind.
Über die Oberseite der oberen Rohrplatte --7-- ragen Auflagevorrichtungen --6-- vor, die
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--10-- nacheingesteckt sind.
Diese Auflagevorrichtungen --6-- sind von einer unten offenen Glocke --5-- überdeckt, wobei zwischen der Innenwand des Behälters --9-- und der Aussenwand der Glocke --5--, sowie zwischen der Oberseite der oberen Rohrplatte --7-- und der dieser zugekehrten Stirnfläche der Glocke --5-sin Spalt vorhanden ist, der den Zufluss der reichen Arbeitsmittellösung in das Innere der Glocke - ermöglicht.
Der sich unterhalb der unteren Rohrplatte --7-- erstreckende und mit dem Sammelbehälter - kommunizierende Raum --14-- ist mit dem sich oberhalb der Glocke --5-- befindlichen laum --13-- über eine Umgehungsleitung --8-- verbunden.
Oberhalb der Einmündung der Umgehungsleitung --8-- ist eine Rieselstrecke --4-- angeord- let, die durch einen Raschigringsatz gebildet sein kann. Diese Rieselstrecke --4-- wird von der iber die Einlassleitung --2-- zugeführte, reiche Arbeitsmittellösung, die mittels einer Verteileinrichung, z. B. einer Brause --3--, fein verteilt auf diese Rieselstrecke --4-- aufgebracht wird, durch-
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strömt. Gleichzeitig durchdringt der über die Umgehungsleitung --8-- in den Raum --13-- einge- brachte Strom von gasförmigem Arbeitsmittel die Rieselstrecke --4-- im Gegenstrom zur reichen Arbeitsmittellösung. Dies bewirkt eine gewisse Verarmung der reichen Arbeitsmittellösung.
Das gasförmige Arbeitsmittel wird nach dem Passieren der Rieselstrecke --4-- über den Auslass --1-- abgeleitet und den entsprechenden Baugruppen einer nicht dargestellten Absorptionskältemaschine oder -wärmepumpe zugeführt, denen auch über den Auslass --12-- des Sammelbehälters --11-- für die an Arbeitsmittel arme Lösung die entgaste Arbeitslösung zugeführt wird.
Die reiche Arbeitsmittellösung gelangt nach dem Passieren der Rieselstrecke --4-- in den Ringspalt zwischen der Glocke --5-- und der Innenwand des Behälters --9-- und auf die obere Rohrplatte --7--, wobei der Spalt zwischen der oberen Rohrplatte --7-- und der dieser zugekehrten Stirnseite der Glocke --5-- durch die reiche Arbeitsmittellösung abgedichtet wird. Damit wird ein Übertreten des gasförmigen Arbeitsmittels aus dem Raum unter der Glocke --5-- in den Raum - verhindert. Dies bewirkt aber, dass das im Bereich der Wärmetauschrohre --10-- aus der entlang deren Innenwänden nach unten rieselnden Filmes der zu verarmenden Arbeitsmittellösung aus dieser austretende Gas nicht nach oben strömen kann, was einem Gleichstrombetrieb entsprechen würde, sondern nur nach unten in den Raum --14-- gelangen kann.
Damit ergibt sich aber ein Gleichstrombetrieb, bei dem eine gegenseitige Behinderung der beiden Ströme sicher verhindert ist.
Entsprechend dem dynamischen Druckverlust des strömenden gasförmigen Arbeitsmittels, der auf dem Weg vom Ort der Ausgasung bis zum Eintritt in den Raum --13-- nach dem Durchströmen der Umgehungsleitung --8-- entsteht, stellt sich der Niveauunterschied der zu verarmenden Arbeitsmittellösung ausserhalb und innerhalb der Glocke --5-- ein. Die Höhe der Glocke --5-- sowie die Eintauchtiefe der Arbeitsmittellösung für alle Belastungsfälle wird dabei entsprechend dem dynamischen Druckverlust des gasförmigen Arbeitsmittels gewählt.
Die zu verarmende Arbeitsmittellösung fliesst auf Grund des Druckunterschiedes zwischen dem Raum --13-- und dem Glockeninneren über den bereits erwähnten Ringspalt in das Glockeninnere und gelangt zu den Auflagevorrichtungen --6-- und über diese zur Innenseite der Wärmetauschroh-
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der Arbeitsmittellösung gelösten Arbeitsmittels, das auf Grund der als Gassperre wirkenden Glocke - nur nach unten und damit in gleicher Richtung wie an der an der Wand eines jeden Wärme- tauschrohres --10-- anliegende Film der Arbeitsmittellösung, strömen kann.
Da die Auflagevorrichtungen lediglich zur Zufuhr der Arbeitsmittellösung ins Innere der Wär- metauschrohre --10-- und nicht wie bei den bekannten Konstruktionen auch zur Abfuhr des ausgegasten Arbeitsmittels dienen, kann deren, und damit auch der Durchmesser der Wärmetauschrohre - sehr klein gehalten werden. Dies ermöglicht sehr hohe Packungsdichten an Wärmetauscherflächen und damit einen sehr kompakten Aufbau der gesamten Vorrichtung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Austreiben des Arbeitsmittels aus einer reichen Arbeitsmittellösung für den Betrieb von Absorptionskältemaschinen und bzw. oder -wärmepumpen, bei dem die reiche Arbeitsmittellösung in einem dünnen Film erwärmt und das ausgasende Arbeitsmittel, sowie die an Arbeitsmittel verarmte Lösung gesammelt werden, wonach der Gasstrom über die zuströmende reiche Arbeitsmittellösung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgasende Arbeitsmittel während und unmittelbar nach dem Ausgasen im Gleichstrom zum der Wärmebehandlung ausgesetzten strömenden Film der zu verarmenden Lösung geführt und danach gesammelt wird.