CH328566A - Verdunstungs-Kühleinrichtung - Google Patents

Description

      Verdunstungs-Kühleinrichtung       Die     vorliegende    Erfindung bezieht sich  auf     eine        Kühleinrichtung    unter Ausnützung  der Verdunstungswärme eines Kühlmittels.  



  Die derzeit     üblichen    Kühlsysteme ver  wenden entweder einen     Kühlmittelstrom,    der  die zu kühlenden Flächen     umfliesst    und den  selben Wärme entzieht, oder aber es wird ein  bei     niedriger    Temperatur siedendes Kühl  mittel in einem Kondensator verflüssigt und  an den zu kühlenden Flächen unter Wärme  entzug verdampft.  



  Während beim erstgenannten System  meist eine grosse     Kühlmittelmenge    benötigt  wird, was einen bedeutenden Aufwand be  dingt, erfordert das     letztgenannte        Systemeine     komplizierte und umfangreiche Apparatur.  



  Es     ist    ferner bekannt, dass auch     durch     Verdunstung eines flüssigen     Kühlmittels    bei  normalem Atmosphärendruck ein Wärme  entzug aus der Umgebung erfolgt, jedoch ist  dieses Prinzip, das mit     einfachen    Mitteln  durchführbar ist, bisher meist nur für soge  nannte Berieselungskühler verwendet worden.  



  Die vorliegende Erfindung     betrifft    eine  derartige     Verdunstungs-Kühleinrichtung    und  ist gekennzeichnet durch eine Verdunstungs  apparatur,     in    welcher ein     flüssiges    Kühlmittel       einen    Raum, welcher einen zu kühlenden  Teil     umschliesst,    passiert, in welchem Raum  annähernd Atmosphärendruck herrscht und  durch den     ein    Gas     im    Gegenstrom zum Kühl  mittel sich bewegt, wobei durch die Ver  dunstung des Kühlmittels in den Gasstrom    eine Kühlung des     genannten    Raumes erfolgt,

    und ferner     gekennzeichnet    durch     eine    sowohl  für die     Adsorption    als auch für die     Rück-          gewinnung    des vom Gasstrom als Dampf mit  geführten Kühlmittels dienenden Vorrich  tung.  



  Die Erfindung ist nachstehend     in        eitlem          Ausführungsbeispiel    an Hand der beigefügten  schematischen Zeichnung näher beschrieben.  



  Bei dem dargestellten Ausführungsbei  spiel ist ein Teil des Rohres 1 zu kühlen, bei  spielsweise um einen Dampfstrom in dem  selben zu kondensieren. Dieses zu kühlende  Rohr 1 ist senkrecht angeordnet und von  einem weiteren,     einen    Kessel bildenden     Man-          telrohr    2 umgeben, das am obern und untern  Ende verschlossen ist,     also    einen abgeschlos  senen     Zwischenraum    3 bildet.

       Durch    diesen  Raum 3, in welchem annähernd Atmosphä  rendruck herrscht, wird ein ständiger Gas  strom geleitet, beispielsweise Luft oder     ein     anderes geeignetes Gas, welcher über das  Regelventil 4 und den Rohrstutzen 5 am  untern Ende des     Mantelrohres    2 zugeleitet  wird und den Raum 3 über den obern Rohr  stutzen 6 verlässt. Durch das Regelventil 4  kann die durch den Raum 3 strömende Gas  menge auf einen gewünschten Wert einge  stellt werden.  



  Das flüssige Kühlmittel wird über das  Regelventil 7     einem    perforierten, das zu  kühlende Rohr 1 am obern Ende um  schliessenden Ringrohr 8 zugeleitet und     fliesst         von     dort    aus vorwiegend längs der zu küh  lenden Wandung des Rohres 1 nach abwärts.  Am unteren Ende des Raumes 3 sammelt sich  der nicht verdunstete Teil des Kühlmittels  und wird über den Rohrstutzen 9 abgeleitet,  vorzugsweise zu einem Vorratsbehälter (nicht  gezeichnet), aus dem über eine Kühlmittel  pumpe (nicht gezeichnet) die zum Ventil 7  führende Zuleitung gespeist wird.  



  Die erwünschte Verdunstung von flüssi  gem Kühlmittel innerhalb des Raumes 3  kann gesteigert werden, indem das Kühl  mittel auf eine     möglichst    grosse Fläche     fein     verteilt     wird.Hierzu    wird     zweckmässigerweise     der Zwischenraum 3     zwischen    dem Rohr 1  und dem Mantel 2 mit     sogenannten        Ra-          schig-Ringen    oder mit     ähnlichen    Körpern  ausgefüllt,     wie    aus der     Destillier-    und     Rekti-          -fiziertechnik    bekannt.

   Ferner wird der Mantel  2, -zur Vermeidung einer     unerwünschten     Wärmeaufnahme aus der Umgebung, zweck  mässigerweise mit einer Isolierschicht 10, bei  spielsweise aus Korkschrot, umgeben.  



  Die Stärke der Verdunstung hängt vom       Dampfdruck    des     flüssigen    Kühlmittels in der  im Raum 3 herrschenden Gasatmosphäre ab.       Wird    ein Luftstrom durch den Raum 3 hin  durchgeleitet, so empfiehlt sich     beispielsweise          Tetrachlorkohlenstoff    als flüssiges Kühlmit  tel, da diese Substanz einen hohen     Dampf-          dreck        in    Luft bei normalem Atmosphären  druck aufweist.

   Da- ferner die Verdunstung  vom Sättigungsgrad des den Raum 3 durch  strömenden Gases abhängt, der seinerseits  durch die     Strömungsgeschwindigkeit    des  selben bestimmt     wird,    lässt sich die     Kühl-          wirkung    durch das Regelventil 4 für den  Gasstrom beeinflussen und auf einen er  wünschten Wert einstellen. An Stelle von       Tetrachlorkohlenstoff    und einem Luftstrom  lassen sich auch andere geeignete Kühlmittel  mit einem Luft- oder Gasstrom zusammen  benützen. Im einfachsten Fall kann auch  Wasser als     Kühlmittel    und     ein    Luftstrom an  gewendet werden.  



  Das am Rohrstutzen 6 aus dem Raum 3  austretende Gas ist mit     dampfförmigem          Kühlmittel    angereichert und wird einer Rück-         gewinnungsvorrichtung    für das Kühlmittel  zugeführt. Im vorliegenden Ausführungs  beispiel besteht diese Vorrichtung aus zwei  gleichartig aufgebauten     Adsorptionskesseln          Ilca    und     11b,    denen über die Ventile     1,9a    und  19b abwechselnd das Abgas aus dem Rohr  stutzen 6 zugeleitet wird.

   Jeder der Kessel     11a     bzw. 11b ist doppelwandig ausgeführt, und  durch den Zwischenraum     12a    bzw. 12b fliesst  aus der Leitung 13 über das Absperrventil     14a     bzw. 14b ein Kühlmittel, beispielsweise Was  ser. Der Kesselraum     15a    bzw. 15b ist mit  einem     Adsorptionsmittel        für    den jeweils zu  rückzugewinnenden     Kühlmitteldampf    aus  dem. Abgas gefüllt, beispielsweise mit Aktiv  kohle.

   Ferner befindet sich in jedem Ad  sorptionskessel ein Heizelement 16a bzw. 16b,  hier beispielsweise ein über den Schalter     17a     bzw. 17b an eine Stromquelle 18     anschalt-          barer    elektrischer Heizstab.  



  Beim Betrieb der     Kühleinrichtung    sei  beispielsweise das Ventil     19a    geöffnet und 19b  geschlossen, also strömt das Abgas aus dem  Rohrstutzen 6 durch den Kessel     11a,    wird  dort durch     Adsorption    vom     Kühimitteldampf     befreit und verlässt den Kessel     lla    über das  geöffnete Ventil 20a, von wo aus das gerei  nigte Gas dem     Kreislauf    wieder zugeführt  oder, falls ein Luftstrom verwendet wird, ins  Freie geleitet     wird.    Für den     Adsorptions-          betrieb    ist eine Kühlung des Kessels     lla     nicht erforderlich,

   weshalb das Ventil     14a     geschlossen ist. Ebenso ist das Heizelement  16a ausser Betrieb, also der Schalter     17a        offen.     Das     Adsorptionsmittel    im Kesselraum 15a  reichert sich mit dem     adsorbierten    Kühl  mittel an, so dass nach einer gewissen Be  triebszeit der     Kesselinhalt    regeneriert werden  muss.  



  Es sei angenommen, dass der Kessel 11b,  der über das geschlossene Ventil 19b vom  Abgasstrom abgetrennt ist, regeneriert wer  den muss. Hierzu wird das Heizelement 16b  über den Schalter 17b an die Stromquelle 18  angeschaltet, also das     Adsorptionsmittel    im       Kesselinnenraum    15b erhitzt, während gleich  zeitig über das geöffnete Ventil 14b ein Kühl  wasserstrom durch den Zwischenraum<I>12b</I>      geleitet wird.

   Aus dem     Adsorptionsmittel,     beispielsweise     Aktivkohle,    verdampft das       adsorbierte        Kühlmittel,    kondensiert an der  gekühlten     Kesselinnenwand,    verlässt den  Kessel     llb    über das geöffnete Ventil 21b und  wird dem     Kühlmittelkreislauf    zugeleitet. Um  Verluste zu vermeiden,     wird    hierbei das Ven  til<I>20b</I> geschlossen.  



  Da zwei     Adsorptionskessel    vorgesehen  sind, kann die     Kühleinrichtung    kontinuier  lich in Betrieb gehalten werden, während     die     Kessel 11a, und     llb    abwechselnd als     Adsorp-          tions-    bzw. als Rückgewinnungsvorrichtung  für das Kühlmittel arbeiten.  



  Wie bereits erwähnt, kann durch das  Ventil 4 der Gasstrom und damit die Kühl  wirkung auf das Rohr 1 geregelt werden.  Diese Regelung kann auch vollautomatisch  erfolgen, indem das Regelventil 4 seitens  eines Steuergerätes 22 betätigt wird, das  seinerseits von einem Temperaturfühler 24  am zu kühlenden Rohr 1 beeinflussbar ist.  Damit besteht die     Möglichkeit,    eine wählbare  Kühltemperatur am Rohr 1 automatisch auf  rechtzuerhalten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verdunstungs-Kühleinrichtung, gekenn zeichnet durch eine Verdunstungsapparatur, in welcher ein flüssiges Kühlmittel einen Raum, welcher einen zu kühlenden Teil um schliesst, passiert, in welchem Raum an nähernd Atmosphärendruck herrscht und durch den ein Gas im Gegenstrom zum Kühlmittel sich bewegt, wobei durch die Verdunstung des Kühlmittels in den Gas strom eine Kühlung des genannten Raumes erfolgt, und ferner gekennzeichnet durch eine sowohl für die Adsorption als auch für die Rückgewinnung des vom Gasstrom als Dampf mitgeführten Kühlmittels dienenden Vorrichtung. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Kühleinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Regelmittel für den Gasstrom vorhanden sind. 2. Kühleinrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zu kühlenden Teil ein Temperaturfühler an gebracht ist, der die Regelmittel für den Gas strom steuert und die Einhaltung einer vor gegebenen Temperatur des genannten Teils gewährleistet. 3. Kühleinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas Aussen luft ist. 4. Kühleinrichtung nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch Tetrachlorkohlenstoff als Kühlmittel. 5.

   Kühleinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum mit Füllkörpern gefüllt ist, dass die Verdunster- apparatur kesselförmig ausgebildet ist, wobei deren Aussenwand wärmeisoliert und an genähert vertikal angeordnet ist, dass der zu kühlende Teil aus einem angenähert senk rechten Rohr besteht und dass am oberen Kesselende über ein perforiertes Ringrohr das Kühlmittel zugeleitet wird, über die zu kühlende Rohrwand sowie die Füllkörper nach abwärts rieselt und am untern Kessel ende einem Ablauf zufliesst,

   während der Kesselraum am unteren Ende über ein Regel ventil mit einer Gaszuführungsleitung und am oberen Ende mit einer Abgasleitung in Verbindung steht. 6. Kühleinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Adsorptions- und Rückgewinnungsvorrichtung für -das Kühlmittel ein Kessel dient, der mit einem Adsorptionsmittel für den vom Abgas mit geführten Xühlmitteldampf sowie mit Mit teln zur Regenerierung des Adsorptions- mittels, d. h.

   zur Rückgewinnung des Kühl mittels, versehen ist. 7. Kühleinrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Aktivkohle als Adsorptionsmittel vorhanden ist. B. Kühleinrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kessel mit einem Kühlmantel und einer im mit Adsorp- tionsmittel gefüllten Innenraum angeord- neten _ Heizvorrichtung versehen ist, derart, dass, wenn der Kessel als Rückgewinnungs- vorrichtung arbeitet,

   die Verdampfung des im Adsorptionsmittel enthaltenen Kühl mittels und die nachfolgende Kondensation desselben am Kühlmantel bewirkt wird. 9. Kühleinrichtung nachUnteransprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verdunsterapparatur und zwei Kessel vor handen sind, von welchen beiden letzteren wechselweise der eine auf Adsorptionsbetrieb und der andere auf Regenerationsbetrieb ge schaltet ist. 10.

   Kühleinrichtung nach Unteranspruch 9, gekennzeichnet durch Mittel, die einen Kreislauf für das beim Regenerationsbetrieb aus dem Adsorptionsmittel gewonnene Kühl- mittel und einen Kreislauf für das beim Ad sorptionsbetrieb aus dem Adsorptionsmittel ausströmende Gas ermöglichen.