Mit neutralem Gas arbeitende Absorptionskühlmaschine. Die Erfindung bezieht sich auf eine mit neutralem Gas arbeitende Absorptionskübl- maschine.
Bei einer Maschine dieser Gattung hat man schon vorgeschlagen, den Absorber und den Verdampfer mit je einer Umlaufleitung zu versehen und diese Leitungen durch ein Rohr zu verbinden, wodurch gasförmiges Kühlmittel aus der Umlaufleitung des Ver dampfers in diejenige des Absorbers hinüber diffundieren kann. Diese Bauart hat den Nachteil, dass die Maschine eine verhältnis mässig geringe Leistung hat, da Diffusion bekanntlich ein langsamer Vorgang ist.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, den genannten Nachteil zu beheben, indem der Absorber mit einer Umlaufleitung versehen ist, wovon ein Teil unmittelbar an eine Wand des Verdampfers grenzt und dort mit letzterem durch eine Öffnung in offener Ver bindung steht, während der Verdampfer mit Prallwändenversehen ist, über die das aus dem Kondensator kommende flüssige Kühlmittel derart nach unten strömen muss, dass im Ver dampfer Wirbel entstehen, welche gasförmi ges Kühlmittel fortwährend über diese Öff nung streichen lassen. Dank diesem Umstande kann der Dampf auf kürzestem Wege durch Diffusion aus dem Verdampfer in die Um laufleitung des Absorbers abgeleitet werden.
Die Öffnung stellt ja eine Verbindungsleitung von sehr kleiner Länge dar, umsomehr, als die den Verdampfer von der Umlaufleitung trennende Wand im Hinblick darauf, dass zu beiden Seiten dieser Wand gleiche Ge samtdrucke herrschen, sehr dünn sein kann.
Ist das spez. Gewicht des Kühlmittel dampfes (z. B. Ammoniak) kleiner als das jenige des neutralen Gases (z. B. Stickstoff), so empfiehlt es sich, die Verbindungsöffnung im obern Teile des Verdampfers vorzusehen, da unter diesen Verhältnissen der Kühlmittel dampf das natürliche Bestreben hat, im Ver dampfer aufzusteigen. Wird aber als neutrales Gas Wasserstoff oder Helium benutzt, so wird die Öffnung zweckmässig unweit vom Verdampferboden angebracht.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Aus führungsbeispiels der den Gegenstand der Er findung bildenden Absorptionskühlmaschine teilweise im Schnitt und Fig. 2 stellt eine Seitenansicht eines teil weise geschnittenen Verdampfers anderer Aus führung dar.
In Fig. 1 ist 2 die isolierte Wand eines Schrankes, dessen Innenraum 1 gekühlt wer den soll.
Ausserhalb des Schrankes befindet sich ein mit einer Heizvorrichtung 4 ausgerüsteter Kocher 3. Dieser ist an der Oberseite mit einem eine Anzahl Prallwände 6 aufweisen den Flüssigkeitsabscbeider 5 und letzterer ist durch ein Rohr 7 mit dem Kondensator 8 verbunden. Der Kondensator steht mit seinem Flüssigkeitsraum durch ein Rohr 9 und mit seinem Dampfraum durch ein Rohr 13 mit dem Verdampfer 12 in offener Verbindung.
Der im Innern des Schrankes 1 ange brachte Verdampfer 12 hat zwei waagrechte Zwischenwände 14, die je mit Öffnungen 15 und 16 versehen sind, von denen nur die Öffnungen 15 aufstehende Ränder aufweisen. Die in der obern Zwischenwand vorgesehenen Öffnungen sind in bezug auf diejenigen der untern Zwischenwand versetzt angeordnet. Der Verdampfer hat in einer Seitenwand oberhalb der obern Zwischenwand 14 eine Öffnung 17, durch die er mit dem nach unten laufenden Teil 22 einer Umlaufleitung 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 verbunden ist, deren Teile 18, 19 den Absorber darstellen.
Dort, wo die Teile 24 und 18 dieser Umlaufleitung ineinander übergehen, mündet ein senkrechtes Rohr 25, das sich in ein waagrechtes Rohr 26 fortsetzt. Letzteres mündet bei 27 in den Flüssigkeitsraum des Kochers 3 aus und steht weiter durch ein enges Rohr 28 mit dem untern Teil des Verdampfers 12 in Ver bindung.
Vom Boden des Kochers 3 führt eine Leitung 29 zu einem Dampfflüssigkeitsheber, der durch den Hilfskocher 30 mit einer Heiz- vorrichtung 31, durch ein enges Steigrohr 32 und durch einen als Dampf- und Flüssig keitsscheider dienenden, im Dampfraum des Kochers 3 eingebauten Behälter 33 gebildet wird. Der Behälter 33 steht an der Unterseite durch eine Leitung 34, 35, 36 mit dem höch sten Teil 19 des Absorbers in Verbindung. Ein Rohr 37a verbindet den obern Teil des Behälters 33 mit einer in einen Mischkegel 38 mündenden Düse 37b. Der Mischkegel 38 setzt sich in einen Druckkegel 39 fort.
Die Kegel 38, 39 sind durch Einschnürung der Wand des Absorberteils 18 gebildet und stellen mit der Düse 37b eine Strahlpumpe dar.
Der Teil 35 der Leitung 34, 35, 36 liegt innerhalb des waagrechten Rohres 26 und bildet damit einen Wärmeaustauscher. Einen zweiten Wärmeaustauscher bilden die Teile 20 und 23 der Umlaufleitung 18 bis 24.
Sind die Kocher 3 und 30 zum Beispiel mit einer starken wässrigen Ammoniaklösung, die übrigen Gefässe und Leitungen mit Stick stoff unter verhältnismässig hohem Druck ge füllt, so arbeitet die beschriebene Maschine wie folgt: Unter der Wirkung der durch die Heiz- vorrichtung 4 entwickelten Wärme wird gas förmiges Ammoniak aus der starken Lösung im Kocher 3 ausgetrieben. Dieses Kühlgas erreicht über den Flüssigkeitsabscheider 5 und die Leitung 7 den Kondensator 8, in dem es abgekühlt und verflüssigt wird.
Das so gebildete flüssige Ammoniak fliesst durch die Leitung 9 in den Verdampfer 12, in dem es sich über die obere Zwischenwand 14 ver breitet und zu verdampfen anfängt. Ein Teil dieses flüssigen Ammoniaks fällt durch die obern Öffnungen 16 auf die untere Zwischen wand 14, durch deren Öffnungen 1ö ein kleinerer Teil davor) den Boden des Ver dampfers erreichen kann. Durch die plötz liche Verdampfung des flüssigen Ammoniaks in der unmittelbaren Nähe der obern und untern Öffnungen 16 wird dort eine sehr tiefe Temperatur erzeugt. Da die Öff nungen 15 aufstehende Ränder haben, kann das flüssige Ammoniak nicht durch sie her unterfallen und wird die Umgebung dieser Öffnungen nicht so stark abkühlen.
Infolge dessen entstehen in dein Gemisch von neu tralem Gas und Ammoniakdampf kräftige, durch Pfeile angedeutete Wirbel, so dass ein an Ammoniak reiches Gasgemisch ununter brochen im Innern des Verdampfers über die Öffnung 17 streicht. Dadurch hat das Am moniak reichlich Gelegenheit, durch die<B>Öff-</B> nung 17 hindurch in den nach unten laufen den Teil 22 der Umlaufleitung 18 bis 24 hinüber zu diffundieren, wo es durch das nach unten strömende arme Gasgemisch mit gerissen und durch die Strahlpumpe 37b, 38, 39 schnell dem Absorber 18, 19 zuge- geführt wird.
Das sich etwa auf dem Verdampferboden ansammelnde flüssige Ammoniak fliesst durch das Rohr 28 in das Rohr 26 ab.
Unter der Wirkung der Heizvorrichtung 31 wird auch aus der im Hilfskocher 30 vorhandenen Lösung gasförmiges Ammoniak entwickelt; wodurch eine Mischung von Am moniakgas und Wasser durch das bei Nicht betrieb der Maschine bis unter den Flüssig keitsspiegel der wässrigen Ammoniaklösung reichende enge Steigrohr 32 des Dampfflüssig- keitslcebers in den Behälter 33 emporsteigt. Im Behälter 33 sammelt sich daher ammoniak- arme Flüssigkeit an, die durch die Leitungs teile 34, 35. 36 in den Teil 19 des Absorbers hinüberströmt.
Aus letzterem fliesst diese Flüssigkeit durch eigene Schwere nach dem Absorberteil 18, wo sie das durch die Lei tungsteile 22, 23, 24 zuggeführte und durch die Strahlpumpe in den Absorberteil 18 ein geführte Ammoniakgas aufnimmt. Die so erzeugte reiche Ammoniaklösung kehrt durch die Leitung 18a in die Rohre<B>25,</B> 26, 27 und in den Koclcer 3 zurück.
Das sich oben im Behälter 33 ansam melnde gasförmige Ammoniak strömt durch die Leitung 37rz zur Strahlpumpe 37b, 38, 39 und über diese in den Absorberteil 18; sie ruft dadurch den erforderlichen Umlauf in der Umlaufleitung 18 bis 24 hervor. Hierzu ist zu berücksichtigen, dass der im Behälter 33 herrschende Druck demjenigen im Absorber überlegen ist. Infolge des Umlaufes streicht das arme, vom Absorber kommende Gasge misch ständig ausserhalb des Verdampfers über die Öffnung 17, so dass es gasförmiges Ammoniak aus letzterem aufnimmt und es dem Absorber zuführt.
Da der warme Leitungsteil 20 mit dem kalten Leitungsteil 23 als Wärmeaustauscher wirkt, kann dem Verdampfer nur wenig Ab sorptionswärme übertragen werden.
Die Leitung 13 sorgt für den Druckaus gleich zwischen dem Kondensator 8 und dem Verdampfer 12. Das ist nötig, damit dem Verdampfer ununterbrochen flüssiges Am moniak zugeführt wird, und dadurch auch fortwährend die für die Ableitung des gas förmigen Ammoniaks durch die Öffnung 17 erforderlichen Wirbel erzeugt werden.
Bei der andern -Ausführung des Ver dampfers 12 gemäss Fig. 2 ist dieser mit einer Anzahl übereinander angeordneter, schräg abwärts verlaufender Prallwände 40 versehen, die an ihrem *obern und untern Ende wenigstens über einen Teil ihrer Breite in einem gewissen Abstand von der Seiten wandung des Verdampfers endigen und in bezug aufeinander versetzt angeordnet sind, derart, dass das durch die Leitung 9 ein strömende flüssige Kühlmittel auf die obere Prallwand fällt und auf dieser nach unten fliesst, dann auf die nächstfolgende Prallwand herabströmt usw.
Es werden dadurch in der Nähe der untern Ränder der Prallwände infolge der plötzlichen Verdampfung des flüssigen Kühlmittels sehr niedrige Tempera turen erzeugt, wodurch die erforderlichen Wirbel entstehen.
Die Öffnung 17 befindet sich hier nahe dem Boden des Verdampfers, da letzterer für eine Kühlmaschine bestimmt ist, in der Wasserstoff oder Helium als neutrales Gas benutzt wird.