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Oesterreichische
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CLASSE 17 : EIS- UND KÄLTE-ERZEUGUNG, EISAUFBEWAHRUNG UND WÄRMEAUSTAUSCH. d) Kälte- und Kühlmaschinen.
HERMANN GEPPERT IN KARLSRUHE I. B.
Verfahren zur Erzeugung von Kälte mittelst einer continuierlich wirkenden Absorptions-
Kältemaschine.
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die Verdampfer- und Absorptionsflüssigkeiten und ihre Dampfe enthalten.
Es s herrscht infolge der höheren Temperatur des Condensators gegenüber der des
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Druckpumpe zur Überwindung des höheren Dampfdruckes im Kocher nöthig, und um die condensierten Dämpfe, bezw. Flüssigkeit vom Condensator nach dem Verdampfer und die Absorptionsflüssigkeit vom Kocher nach dem Absorber übertreten zu lassen, sind Drosselventile zwischen Condensator und Verdampfer sowie zwischen Kocher und Absorber eingeschaltet.
Vorliegende Erfindung ist eine Umänderung des oben erwähnten Verfahrens und besteht darin, dass ein Gas oder Dampf von anderer Beschaffenheit als die Dämpfe der Verdampfer- und Absorptionsflüssigkeit - vorzugsweise Luft - sich in der Vorrichtung befindet. Hierdurch wird bewirkt, dass die Bewegung der Dämpfe im Verdampfer und Absorber durch Diffusion in dem beigefügten Gase vor sieh geht und ein gleicher Druck in der ganzen Vorrichtung herrscht, wodurch die Verwendung von Regelventilen und dergl. entbehrlich wird.
Befinden sich mehrere offene Gefässe von verschiedenen Temperaturen, gefüllt mit einer Flüssigkeit-z. B. Wasser-im luftleeren Raum, so wird infolge des Unterschiedes der Dampfspannungen die Flüssigkeit ausserordentlich rasch von den wärmeren nach den kälteren Gefässen überdestillieren. Infolgedessen wird es nicht möglich sein, im lnftteeren Raume eine Flüssigkeit in Gefässen von verschiedenen Temperaturen geraume Zeit nebeneinander zu erhalten.
Wollteman (lies doch erreichen, so müsste man die wärmere Flüssigkeit in Gefässe bringen, welche etwa durch Ventile verschliessbar sind.
Diesem eben botrachteten Falle. sind die jetzt gebräuchlichen Absorptionsmaschinen vergleichbar.
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Im gas- oder luftleeren Raume kann man sehr wohl offene Gefässe mit einer Flüssigkeit von verschiedenen Temperaturen gefüllt - z. B. Wasser in der Atmosphäre geraume Zeit nebeneinander stehen haben, ohne dass ihre Temepraturen sehr rasch sich ändern und eine schnelte Verdampfung sich 'bemerkbar macht.
Die Verdampfung geht auch vor sich, jedoch verhältnismässig langsam, indem sich die Dämpfe mit der Luft durch Diffusion mischen. Es ist deshalb auch nicht unbedingt erforderlich, dass die Flüssigkeiten in verschliessbare Gefässe gebracht worden.
Denkt man sich z. B. offene Gefässe, gefüllt mit Wasser von 00 C. + 200 C. + 900 C. und + 100 C., an der Luft stehend, so hat das Wasser in diesen Gefässen Dampfspannungen von 4#6 mm, 17 mm, 525 mm und 760 mm Quecksilber, entsprechend den verschiedenen
Temperaturen.. Über den Wasseroberflächen sind Dampftnftmischungen, welche über dem wärmeren Wasser dampfreicher sind als über dem kälteren. Es findet hierbei ein allmählicher Übergang der dampfreicheren in die dampfärmeren Mischungen statt, wobei der Dampf langsam nach den Punkten geringerer Dampfspannung überdiffundiert. über dem Wasser von 1001) C. wird sich infolge des Siedens nur Dampf befinden.
Der Gesammtdruck, welcher über allen Gefässen herrscht, ist 760 mm Quecksilber.
Was im obigen von Wasser und Luft gesagt ist, gilt für jede Flüssigkeit und Gas
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Druck der Luft auch ein hoher sein,'x. B. Ammoniak 8 bis 12 Atmosphären, bis zu weichen Drücken Luft in die Vorrichtung gepumpt worden muss.
Vorstehende Betrachtungen, auf vorliegende Erfindung angewendet, ergeben, dass in sammtlichen Räumen der Vorrichtung trotz der verschiedenen Temperaturen ein und dert. elbe Druck herrscht, wobei sich dieser Druck nach dem Dalton'schen Gesetz aus den Spannungen der vorhandenen Gase und Dämpfe zusammensetzt. Die Dämpfe der VordampfeflüssigkeitmischensichdurchDiffusionmitdemZusatzgaseunddiffundierendurch dasselbe von den Orten höherer Spannung nach den Orten niederer Spannung.
Nur aus dem Kocher nach dem Condensator bewegen sich die Dämpfe in strömender
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Da die durch eine Gasschicht in der Zeiteinheit überdiffundierende Dampfmenge urnso grösser ist, je grösser die verdampfende Obornäcbe der Flüssigkeit, bezw. je grösser der Querschnitt der Gasschicht und je dünner die Gasschicht ist, so sind die verdampfenden und absorbierenden Oberflächen im Verdampfer und Absorber gross und deren Abstand im allgemeinenkleinzumachen.
Das Verbindungsrohr zwischen Condensator und Verdampfer dagegen ist lang und eng. zu machen, damit eine möglichst geringe Menge von Dampf aus dorn Condensator nachdemVerdampferüberdiffundierenkann.
Die Absorptionsflüssigkeit kann unter Anwendung eines sehr geringen Kraftbedarfes circulieren, indem sie überall von demselbon Drucke belastet ist.
Es ist deshalb nicht erforderlich, Drosselventile, Druckpumpen u. s. w. zur Überwindung. bezw. Abdrosselung der verschiedenen Dampfspannungen anzuwenden, indem das Zusatzgas in der Vorrichtung wie ein selbssthätiges Regelorgan wirkt.
Bei vorstehender theoretischen Betrachtung wurde vernachlässigt, dass die Druck- ansglf'ichung in der Vorrichtung eine annähernde ist, indem kleine Druckunterschiede vorhanden sein können, um die bei der Bewegung der Dämpfe und Flüssigkeit auftretenden Reibungswiderstände u. s. w. zu überwinden. Der Druck welchen das Zusatzgas in der
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sich nach der Dampfspannung der Verdampfernussigkeit und ist im allgemeinen umso grösser, je grösser die Dampfspannung der verwendeten Verdampferflüssigkeit ist. Während z. B. bei Verwendung von Schwefeläther als Verdampferflüssigkeit der Gesammtdruck in der Vorrichtung zweckmässig 1 Atmosphäre (absolut) beträgt, muss derselbe bei Verwendung von Ammoniak 8 bis 12 Atmosphären betragen.
Im allgemeinen wird man den Druck des Zusatzgases grösser wählen als die höchste im Condensator zu erwartende und durch die Kühlwassertemperatur bestimmte Dampfspannung der Verdampferflüssigkeit beträgt. Ist genannter Druck niedriger als diese Dampf-
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ventile, Druckpumpe u. s. w. wieder in Anwendung kommen.
Nach dem neuen Verfahren können als Verdampferflüssigkeiten alle die bekannten Flüssigkeiten wie Ammoniak, Chlormethyl, Methyläther, Chloröthyl, Äthyläther, Schwefelkohlenstoff, Petroleumäther u. s. w. im Vereine mit passenden Absorptionsflüssigkeiten benutzt worden.
Die constructiven Verhältnisse der Maschinen werden am günstigsten bei Verwendung von Verdampferflüssigkeiten, welche ihren Siedepunkt zwischen + 10 and + 500 C. haben, z. B. Schwefeläther, Siedepunkt bei + 35 C.
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(absolut) betragen. Er ist also ungefähr gleich dem äusseren Luftdrucke, welcher Umstand die Construction eines Apparates mit sehr geringen Wandstärken gestattet
Die Vorrichtungen zur Verwirklichung des neuen Verfahrens lassen sich in der mannigfaltigsten Weise ausführen und sind in folgenden drei Beispielen ausgeführt.
Fig. 1 zeigt eine ideelle Construction in schematischer Darstellung.
Der Verdampfer (Refrigerator) a enthält die Verdampfeflüssigkeit b, sein Boden c
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mit der Verdampferflüssigkeit b voll, welche dadurch eine grosse Oberfläehe erhält. In geringem Ahstande von d ist die Absprptionsf ! üssigkeit g, welche sich im Absorber f befindet. Die Röhren h im Verdampfer a werden von Salzwasser und die Röhren i im Absorber f von Kühlwasser druchflossen. Die Verdampferflüssigkeit b verdampft und diffundiert in der Richtung der Pfeile durch das den Verdampfer a und Absorber f erfüllende Gas und wird von der Absorptionsflüssigkeit g absorbiert. Die Absorptionsflüssigkeit g fliesst in der Richtung der Pfeile durch den Absorber f und sättigt sich mit den Dämpfen
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kühlte Rohr in zurück nach dem Absorber. f.
Diese Circulation wird bei dieser ideelen Construction dadurch hervorgerufen, dass die in l durch Heizquelle x erhitzte und siedende Flüssigkeit specifisch leichter ist als in J, sich somit in l höher stellt als in f und durch m continuierlich nach f abfliesst.
Die im Kocher l ausgetriebenen Dämpfe gelangen durch das Rohr M nach dem ('on- rlensator o, worden daselbst durch Kühlwasser verflüssigt und fliessen durch das Rohr nach dem Verdampfer a, worauf der Kreislauf aufs neue beginnt.
Ein weiteres Beispiel einer Ausführung gibt Fig. 2. In derselben ist a der Ver- dampfer, dessen Boden d aus porösen Platten zic1rzackförmig zusammengesetzt ist. In den hiedurch gebildeten Zwischenräumen befinden sich runde Scheiben q, welche auf einer um- laufenden Achse r sitzen und mit ihrem unteren Thei1 in die Absoirptionsflüssigkeit eintauchen. Von dem mit der Verdampferttussigkcit b durchtränkten porösen Boden d aus
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Eine, weitere praktische Gestaltung gibt Fig. 3, ebenfalls in schematischer Darstellung.
Der Verdampfer a besteht im wesentlichen aus den Röhren h, welche zweckmässig mit einem porösen Stoffe überzogen sind und in welchen Salzwasser circuliert.
Die vom Condensator o kommende Verdampferflüssigkeit wird durch die Brause t
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wasser circuliert. Eine kleine Pumpe ii, besorgt durch die Brause y die Berieselung der Absorberröhren i mit der Absorptionsflüssigkeit g und bethätigt die Circulation der Absorptionsflüssigkeit.
Die Wirkungsweise in der Maschine, sowie die Buchstabenbezeichnung in Fig. 3 ist wie bei Fig. 1. Die in Fig. 2 und 3 mit x bezeichneten Rohre sind Heizschlangen zur
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Da die Zeichnungen nur schematische Darstellungen geben, so sind die bei Kältemaschinen zu verwendenden Tcmperatnrwechs ! er, Vorkühler und sonstige Einzelheiten als unwesentlich weggelassen.