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Kontinuierlich arbeitende, motorlose Kältemaschine Die Regelverhältnisse bei motorlosen, kontinuierlich arbeitenden Kältemaschinen, also bei Absorp- tions- oder Resorptionskältemaschinen sind bekanntlich wesentlich komplizierter als dies bei Kompressorkältemaschinen der Fall ist. Bei den auf dem Absorptionsprinzip basierenden Maschinen muss neben dem Kältemittelkreislauf, im folgenden auch als Hauptkreislauf bezeichnet, sekundär der Kreislauf der Flüssigkeit, in welcher das Kältemittel gelöst ist, nachfolgend mit Lösungskreislauf bezeichnet, geregelt werden.
Bei den Resorptionskältemaschinen sind zwei solche Lösungskreisläufe zu regeln, welche über den Kältemittelkreislauf miteinander verbunden sind.
Der Lösungskreislauf schliesst jeweils ein Hochdruck- und ein Niederdrucksammeigefäss sowie ein einem Wärmeaustauscher nachgeschaltetes Drosselorgan ein. Dieses muss in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand in einem der beiden Sammelgefässe des Lösungskreislaufes so geöffnet bzw. geschlossen werden, dass die Flüssigkeitsniveaus in den beiden Sam- melgefässen stets annähernd innerhalb der zulässigen Grenzen bleiben.
Bisher erfolgte diese Steuerung bzw. Einstellung des Drosselorganes vom Niederd'rucksammelbehälter aus direkt. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass der Niederdruckteil nicht als durchflutetes Rohrsystem ausgebildet werden kann, wie dies wünschenswert wäre, weil diese Anordnung gegenüber einem als überflutetes Rohrsystem ausgebildeten Niederdruckteil die bekannten Vorteile besitzt.
Es wurde daher versucht, das Drosselorgan vom Hochdrucksammelgefäss aus zu steuern, wobei durchwegs komplizierte und daher wirtschaftlich fast nicht tragbare pneumatische oder elektrische Steuerungen in Vorschlag kamen. Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer kontinuierlich arbeitenden, motorlosen Kältemaschine, bei welcher diese Regelung wesentlich vereinfacht ist.
Die Gegenstand der Erfindung bildende Kältemaschine mit einem oder zwei Lösungskreisläufen, in welche je ein Hochdruck- und ein Niederdruck- sammelgefäss sowie ein einem Wärmeaustauscher nachgeschaltetes Drosselorgan eingeschaltet ist, welch letzteres in Abhängigkeit des Flüssigkeitsstandes in dem ihm zugeordneten Hochdrucksammelgefäss eingestellt wird, ist gekennzeichnet durch Mittel, um die Einstellung des Drosselorgans vom Hochdrucksam- melgCfäss aus rein mechanisch zu steuern.
Solche Kältemaschinen können sowohl als Ab- sorptions- als auch als Resorptionsmaschinen ausgebildet sein.
In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 das Schema einer kontinuierlich arbeitenden Absorptionskältemaschine mit einem Lösungskreislauf, Fig.2 die Ausbildung von Hochdrucksammel- gefäss, Wärmeaustauscher und Drosselorgan im Schema nach Fig. 1 als nach aussen flüssigkeitsdicht abgeschlossenes Aggregat ausgebildet,
Fig. 3 das Schema einer ebenfalls kontinuierlich arbeitenden Resorptionskältemaschine mit zwei Lösungskreisläufen und Fig. 4 eine beispielsweise Ausbildung von Hoch- drucksammelgefäss, Wärmeaustauscher und Drosselorgan des einen der beiden Lösungskreisläufe im Schema nach Fig. 3 als nach aussen flüssigkeitsdicht abgeschlossenes Aggregat ausgebildet.
Es bezeichnet in. Fig. 1, 1 den Kocher, in welchem das im flüssigen Lösungsmittel gelöste Kälte-
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mittel unter der Wirkung einer Heizquelle l a ausgetrieben wird. Kältemittel und Lösungsmittel gelangen über eine Leitung 2 in ein Hochdrucksammel- gefäss 3, in welchem die Trennung erfolgt. Vom Sammelgefäss 3 aus gelangt das ausgetriebene nun gasförmige Kältemittel in bekannter Weise über eine Leitung 4 in einen Kondensator 5. In diesem wird es verflüssigt und über eine Leitung 5a einem Expansionsventil 6 zugeführt, das es expandiert und in einen Verdampfer 7 leitet, in welchem es durch die Nutzwärme im zu kühlenden Raum verdampft.
Vom Verdampfer 7 gelangt es über eine Leitung 8 in einen Absorber 9, in welchem das Kältemittel wieder vom Lösungsmittel absorbiert wird und mit diesem zusammen in ein Niederdrucksammelgefäss 10 gelangt, von wo es durch eine Pumpe 11 mit dem Lösungsmittel zusammen in die eine Leitung eines Wärmeaustauschers 12 und von diesem in den Kocher 1 zurückkehrt. Dieser Kreislauf wird als Kältemittelkreislauf oder Hauptkreislauf bezeichnet, demgegen- über der sogenannte Lösungskreislauf, das heisst der Kreislauf der Lösung, folgendermassen verläuft:
Vom Hochdrucksammelgefäss 3 aus wird die arme Lösung durch eine Leitung 18, durch den Wärmeaustauscher 12, durch eine Leitung 19, ein Drosselorgan 13 und eine Leitung 17 in das Niederdruck- sammelgefäss 10 gepresst.
Die aus der Leitung 17 in das Sammelgefäss 10 eintretende Lösung wird' ih einem Trichter 14 aufgefangen, der im Gefäss 10 so angeordnet ist, dass seine in Richtung gegen die Leitung 17 und somit gegen das Drosselorgan 13 offene Öffnung immer oberhalb des Flüssigkeitsstandes im Sammelgefäss 10 liegt, so dass durch diesen Trichter 14 die vom Drosselorgan 13 kommende arme Lösung eindeutig von der im Niederdrucksam- melgefäss 10 befindlichen reichen Lösung getrennt ist. Die im Trichter 14 aufgefangene Lösung gelangt über eine Leitung 20 in den Absorber 9, von wo sie mit Kältemittel aus der Leitung 8 angereichert in das Niederdrucksammelgefäss 10 zurückkehrt.
Von dort aus wird die Lösung mit dem Kältemittel wie beim Kältemittelkreislauf beschrieben, über die Pumpe 11, den Wärmeaustauscher 12, den Kocher 1 und die Leitung 2 in das Hochdrucksammelgefäss 3 zurückgeführt.
Die Mittel, um bei der schematischen Kältemaschine nach Fig.l die Einstellung des Drosselorgans 13 direkt vom Hochdrucksammelgefäss 3 aus rein mechanisch zu steuern, sind aus der Fig.2 ebenfalls schematisch ersichtlich. Gemäss dieser Figur sind das Hochdrucksammelgefäss 3, der Wärmeaus- tauscher 12 und das Drosselorgan 13 in einem Gehäuse 21 so untergebracht, dass sie ein nach aussen flüssigkeitsdicht abgeschlossenes Aggregat bilden. Die Zu- und Ableitungen 2, 4, 17 usw. zu und von diesem Aggregat entsprechen denjenigen mit gleichen Bezugszeichen in der Fig. 1.
Im Hochdrucksammel- gefäss 3 innerhalb des Gehäuses 21 ist ein Schwimmer 22 untergebracht, der sich je nach dem Flüssigkeitsniveau im Sammelgefäss 3 um einen an der Innenwandung des Gehäuses 21 bei 23 angelenkten Arm 24 verschwenkt. An diesem Arm 24 ist zwischen dem Gelenkpunkt 23 und dem Schwimmer 22 bei 25 eine Stange 26 angelenkt, welche, immer innerhalb des Aggregates bzw. des Gehäuses 21, durch den Wärmeaustauscher 12 hindurch rein mechanisch direkt die Klappe 27 des Drosselorgans 13 in öffnendem bzw.
schliessendem Sinne betätigt, je nach dem der Flüssigkeitsspiegel im Sammelgefäss 3 und mit diesem der Schwimmer 22 steigt oder sinkt.
Fig.3 zeigt in einem entsprechend der Fig. 1 aufgebauten Schema das Prinzip einer Resorptions- kältemaschine mit zwei Lösungskreisläufen. Dem Schema in Fig. 1 entsprechende Teile sind in Fig. 3 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1.
Es sollen hier wie beim Beispiel der Fig. 1 zuerst die verschiedenen Kreisläufe erläutert werden, und zwar wiederum an erster Stelle der Kältemittelkreislauf.
Das im Kocher 1 unter der Wirkung der Heiz- quelle la ausgetriebene Kältemittel gelangt über die Leitung 2 in das Hochdrucksammelgefäss 3, in welchem die Trennung von der Lösung erfolgt. Vom Hochdrucksammelgefäss 3 aus gelangt das gasförmige Kältemittel über die Leitung 4 in einen Resorber 56, wird dort von der von einem Entgaser 53 kommenden, verhältnismässig armen Lösung absorbiert und gelangt - in dieser gelöst - mit ihr über eine Leitung 57 in ein zweites Hochdrucksammelgefäss 50.
Von dort gelangt das Kältemittel, immer noch in der Lösung gelöst, durch eine Leitung 59, in einen Wärmeaustauscher 51 und von diesem durch eine Leitung 60 und ein Drosselorgan 52 in den Entgaser 53. Im letzteren wird das Kältemittel von der Nutzwärme im zu kühlenden Raum aus der entspannten Lösung unter einem niedrigen Druck ausgetrieben und gelangt, gemeinsam mit der Lösung, in ein Niederdrucksammelgefäss 54, wo die Trennung erfolgt.
Das Kältemittel wird, allein, vom Niederdruckgefäss 54 über eine Leitung 58 in den Absorber 9 geleitet, wo es von der armen Lösung absorbiert und auf die gleiche Weise wie in bezug auf Fig. 1 beschrieben, in das Hochdrucksammelgefäss 3 zurückgeführt wird, womit der Kältemittelkreislauf geschlossen ist.
Im Gegensatz zur Absorptionsmaschine gemäss Fig. 1 mit nur einem Lösungskreislauf besitzt die Resorptionsmaschine gemäss Fig. 3 zwei voneinander getrennte Lösungskreisläufe. Der eine dieser Lösungskreisläufe, nämlich derjenige zwischen dem Hochdrucksammelgefäss 3 und dem Niederdruck- sammelgefäss 10 entspricht genau dem im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Lösungskreislauf.
Die Lösung des zweiten Lösungskreislaufes in Fig.3 nimmt folgenden Weg: Vom Hochdruck- sammelgefäss 50 strömt die Lösung mit dem gelösten Kältemittel durch die Leitung 59 in den Wärmeaustauscher 51, verlässt diesen durch die Leitung 60, gelangt in das Drosselorgan 52, anschlie-
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ssend in den Entgaser 53, in welchem das Kältemittel aus der Lösung ausgetrieben wird, und von dort in das Niederd'rucksammelgefäss 54, wo die Trennung erfolgt.
Vom Nederdrucksammelgefäss 54 aus wird die arme Lösung von einer Pumpe 55 durch Leitungen 61, 62, den Wärmeaustauscher 51, den Resorber 56 und die Leitung 57 wieder in das Hoch- drucksammelgefäss 50 zurückgeführt.
Wie beim Beispiel nach Fig. 1 ist auch im Beispiel nach Fig. 3 im Niederdrucksammelgefäss 10 ein Trichter 14 angeordnet, welcher die aus der Leitung 17 in dieses Sammelgefäss eintretende Lösung des erstbeschriebenen Lösungskreislaufes auffängt und der so angeordnet ist, dass seine gegen das Drosselorgan 13 hin geöffnete Öffnung stets oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der mit Kältemittel angereicherten Lösung im Sammelgefäss 10 liegt, so dass eine klare Trennung der reichen und der armen Lösung gewährleistet ist.
Die Mittel, -um im Ausführungsbeispiel gemäss Fig.3 die Einstellung der Drosselorgane 13 bzw. 52 direkt von den zugeordneten Hochdrucksammel- gefässen 3 bzw. 50 aus in rein mechanischer Weise zu steuern, entsprechen für das Drosselorgan 13, das heisst im erstbeschriebenen Lösungskreislauf genau der Fig. 2 und für das Drosselorgan 52 der Fig. 4, wobei wiederum gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Das Hochdruckgefäss 50 des zweitbeschriebenen Lösungskreislaufes, der Wärme- austauscher 51 und das Drosselorgan 52 sind in einem Gehäuse 63 so untergebracht, dass sie ein nach aussen flüssigkeitsdicht abgeschlossenes Aggregat bilden.
Im Hochdrucksammelgefäss ist ein Schwimmer 69 um einen an der Innenwandung des Gehäuses 63 bei 64 angelenkten Arm 65 schwenkbar. An diesem Arm ist bei 66 eine Stange 67 angelenkt, welche durch den Wärmeaustauscher 51 hindurch direkt die Klappe 68 des Drosselorgans 52 steuert, wie dies mit Bezug auf Fig. 2 näher beschrieben wurde.