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Verfahren und Vorrichtung zum Abtauen von Kühlkörpern in Absorptionskälteapparaten
Die Erfindung b°zieht sich auf ein Verfahren zum Abtauen von mit Hilfsgas arbeitenden
Absorptionskälteapparaten, die mit einem Kocher, von welchem die ausgetriebenen
Dämpfe durch eine Dampfleitung einem Kondensator zugeführt werden, und mit einer
flüssiges Kältemittel zum Verdampfersystem führenden Leitung sowie mit einer Umgehungsleitung
ausgestattet sind, die von dem Kochersystem ausgetriebene Dämpfe am Kondensator
vorbei zum Verdampfersvstem führt.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, für Abtauzwecke eine Leitung von
dem Kondensator eines Absorptionskälteapparates zu einem Strömungsweg im Gasumlaufsystem
anzuordnen, wobei die Leitung mit einem F lüssigkeitsschloß versehen ist, in welchem
von dem Kondensator kommendes flüssiges Kältemittel gesammelt wird. Das Flüssigkeitsschloß
ist mit einem Heber versehen, der, nachdem eine gewisse .Menge Kondensat gesammelt
worden ist, selbsttätig die Flüssigkeit entfernt und die Leitung für Dämpfe von
dem Kondensator zum Gasumlaufsystem offen legt. Hierdurch wird während einer kurzen
Zeit, ehe das Flüssigkeitsschloß wieder geschlossen wird, eine gewisse Menge von
warmen Kältemitteldämpfen in den Gasumlauf gelangen und Störungen in demselben verursachen.
Es hat sich als praktisch nicht möglich gezeigt, mit einer solchen Vorrichtung ein
schnelles und vollständiges Abtauen eines gewünschten #Terdampferteiles zu erhalten.
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Gemäß einem anderen, früher bekannten Vorschlag zur Lösung desselben
Problems ist eine zwischen dem Kochersystem des Kälteapparates und dessen Kondensator
von der Dampfleitung zum Verdampfersystem führende Leitung angeordnet, die mit einem
Flüssigkeitsschloß ausgestattet ist. In diesem Fall wird der eine Schenkel des Flüssigkeitsschlosses
erwärmt, so daß die darin gesammelte Flüssigkeit durch diese Leitung zum Verdampfersystem
gepumpt oder übergekocht wird. Eine solche Vorrichtung erfordert besondere Erwärmungsglieder
und besondere Glieder zur Kontrolle der Erwärmung.
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In einem dritten, früheren Vorschlag wird von einem Rektifikator in
der Dampfleitung kommendes Kondensat in einem Flüssigkeitsschloß gesammelt, das
an ein zweites Flüssigkeitsschloß in einer Dampfleitung zwischen dem Kocher und
dem Verdampfersystem angeschlossen ist. Auch hier wird aber eine besondere, in besonderer
Weise regelbare Wärmezufuhr zum öffnen des Strömungsweges für Dampf während der
Ahtauzeit verwendet. Es ist aber schwer, in befriedigender Weise eine solche Vorrichtung
zu regeln.
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Die Erfindung bezweckt das Abtauen des ganzen Verdampfersystems oder
nur eines bestimmten Teiles des Verdampfersvstems, das selbsttätig auch unter sehr
veränderlichen Betriebsverhältnissen für den Kälteapparat durchgeführt wird. Die
Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Kochersystem kommende
Dämpfe in der Umgehungsleitung zum Kondensieren gebracht und hier zunächst in einer
ersten Höhe gesammelt werden, um nach Ansteigen his zu einer zweiten Höhe einen
Flüssigkeitsverschluß zu bilden, der in bestimmten Ze itabschnitten dadurch geöffnet
wird, daß beim Überschreiten einer dritten Flüssigkeitshöhe im Flüssigkeitsv erschluß
dessen Inhalt selbsttätig bis auf die erste Höhe an einer zwischen den Enden der
Leitung gelegenen Stelle abgezogen wird.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen in Ausführungsbeispielen näher
dargestellt. Es zeigt F ig. 1 einen Absorptionskälteapparat gemäß der Erfindung,
Fig.2 bis 5 Einzelheiten abgeänderter Ausführungsformen von Abtaugliedern, Fig.6
eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
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Fig.1 zeigt die Verwendung der Erfindung an einem luftgekühlten Absorptionskälteapparat
mit Hilfsgas. Systeme dieser Art sind bekannt. Sie umfassen ein Verdampfersystem
10, das zur Abführung voll Wärme aus dem wärmeisolierten Raum in einem Kühlschrank
11 angeordnet ist. Flüssiges Kältemittel, wie z. B. Ammoniak, geht durch eine Leitung
12 zum Verdampfersystem 10 und verdampft und diffundiert dort zur Schaffung der
gewünschten Kälteleistung in das Hilfsgas hinein, das Wasserstoff sein kann. Die
dabei
erhaltene Gasmischung von Kältemittel und Hilfsgas strömt von dem Verdampfersystem
10 durch eine Leitung 14, den einen Strömungsweg in einem Gastemperaturwechsler
15 und eine senkrecht angeordnete Leitung 16 in ein luftgekühltes Absorbersystem,
hinein, das ein Absorbergefäß 17 und einen schlangenförmigen Absorber 18 umfaßt.
In dem Absorber wird der Kältemitteldampf von einem passenden Absorptionsmittel,
wie Wasser, absorbiert, das in die Schlange 18 durch eine Leitung 19 eingeführt
wird. Das Hilfsgas, das praktisch unlöslich in dem Absorptionsmittel und arm an
Kältemittel ist, wird zum Verdampfersystem 10 durch einen anderen Strömungsweg im
Gastemperaturwechsler und eine Leitung 20 zurückgeführt.
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Reiche Absorptionslösung wird von dem Absorbergefäß 17 durch eine
Leitung 21 und den Flüssigkeitstemperaturwechsler 22 zu einer wärmebetriebenen Gasblasepumpe
23 in einem Kocheraggregat 24 geführt. Das Kocheraggregat 24 umfaßt ein beheiztes
Zentralrohr 25, das in -wärmeleitender Verbindung mit der Pumpe 23 und einem Kocher
26 angeordnet ist. Durch Wärmezufuhr zum Kochersvstem 24, beispielsweise durch eine
elektrische Heizpatrone oder durch Verwendung eines Brenners 25' für Gas oder flüssigen
Brennstoff, -wird Flüssigkeit von dem Flüssigkeitstemperaturwechsler 22 durch die
Pumpe 23 im den oberen Teil des Kocherrohres 26 gefördert. Der ausgetriebene Dampf
kommt in die Kocherleitung 26 durch die Pumpe 23 hinein, und aus der Lösung im Kocher
ausgetriebener Dampf strömt durch eine Dampfleitung 27 aufwärts in einen luftgekühlten
Rektifikator 28 hinein, der mit einer Kühlvorrichtung oder mit flächenvergrößernden
Gliedern 29 versehen sein kann. Absorptionsmitteldampf kondensiert hier, während
der Kältemitteldampf, der bei niedrigerer Temperatur als Absorptionsmitteldampf
kondensiert, von dem Rektifikator zu einem luftgekühlten Kondensator 30 strömt.
Das in dem Rektifikato,r 28 gebildete Kondensat strömt durch die Leitung 27 zum
Kochersystem 24 zurück.
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Flüssiges Kältemittel vom Kondensator 30 wird zum Verdampfersystem
10 durch die Leitung 12 geführt und strömt in das Verdampfersystem 10 hinein, wobei
das Kältemittel im 1;Titstrom mit dem Hilfsgas in einen Tieftemperaturteil10a und
dann in einen Hochtemperaturteil 10b strömt. Die arme Absorptionslösung, von welcher
das Kältemittel ausgetrieben worden ist, wird von dem Kocherrohr 26 durch eine Leitung
31, den Flüssigkeitstemperaturwechsler 22 und eine Leitung 19 zum oberen Teil der
Absorberschlange 18 geleitet.
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Ein Druckgefäß 32 ist mit dem unteren Ende des Kondensators 30 durch
eine Leitung 33 und mit dem Gasumlaufsystem, beispielsweise an dem oberen Teil der
Absorberschlange 18, durch eine Leitung 34 verbunden, so daß in den Kondensator
eventuell einströmendes Hilfsgas in den Gasumlauf eintreten kann. In dem Kondensator
30 nicht kondensierter Kältemitteldampf strömt durch die Leitung 33 und verschiebt
Hilfsgas in dem Gefäß 32, so daß das Hilfsgas durch die Leitung 34 in den Gasumlauf
eingeführt wird, wobei der Gesamtdruck des Systems erhöht und die erforderliche
Verflüssigung in dem Kondensator erreicht wird. Das beschriebene Kühlsystem kann
durch einen Thermostaten mit einem von den Temperaturverhältnissen an dem Verdampferteil
10b abhängigen Fühlkörper 35 geregelt werden. Der Fühlkörper 35 ist durch eine Leitung
36 mit Regelungsgliedern 37 in einer Brennstoffzufuhrleitung 38 zum Brenner 25'
verbunden. Der Thermostat kann so wirken, daß die Brennstoffzufuhr zum Brennner
25' bei Herabsetzung der Wärmezufuhr in solchem Grade herabgesetzt wird, daß im
wesentlichen kein Dampf aus der Lösung im Kochersy stein 24 ausgetrieben wird, wenn
der Verdampferteil 10 b eine im voraus bestimmte niedrige Temperatur erreicht. Die
zugeführte Wärmemenge hält die Lösung in dem Kocheraggregat unter dem Siedepunkt
der Flüssigkeit. Die Pumpe 23 arbeitet nicht, und der Umlauf von Absorptionslösung
durch das Kochersystem 24 und das Absorbersystem hört auf. Nur so viel Brennstoff
wird dem Brenner zugeführt, daß die desselben in Funktion gehalten wird. Der Kälteapparat
ist aber nicht in Funktion zur Schaffung von Kälteleistung.
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Das Verdampfersystem 10 ist derart angeordnet, daß der Teil 10a einen
Tieftemperaturteil zur Kühlung einer oberen, zur Einsetzung von Eiskästen oder tiefgefrorenen
Waren zweckmäßigen Kammer bildet, die durch eine Scheidewand 39 von dem unteren
Teil 11 b im Kühlschrank 11 getrennt ist, der zur Aufbewahrung von Nahrungsmitteln
bei einer höheren Temperatur vorgesehen ist, Die Kühlkammer 11 b wird durch den
1'erdainpferteil 10 b gekühlt, der besonders zur Kühlung der Luft in der Kammer
11 b angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist der Verdampferteil 10b mit flächenvergrößernden
Gliedern in der Form von Rippen 40 versehen.
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Es kann zweckmäßig sein, die Tieftemperaturkammer 11a mit einer besonderen,
nicht gezeigten Tür zu versehen, um sie von der Kammer 11 b besser zu trennen. Obwohl
sich an den beiden Verdampferteilen 10a und 10b Reif bilden kann, ist eine solche
Reifbil.dung in der oberen Kammer 11 a viel geringer als in der unteren Kammer 11
b, weil die Tür zur oberen Kammer gewöhnlich nicht so oft geöffnet -wird wie die
Tür der unteren Kammer. Jedesmal, wenn die Tür zur Kammer 11 b geöffnet wird, wird
eine gewisse Menge kalter Luft in der Kammer 11 b von der umgebenden Raumluft ersetzt,
die eine höhere relative Feuchtigkeit hat. Diese Luft strömt an den Flächen des
Verdampferteiles 10 b wegen des natürlichen Luftumlaufes in der Kammer 11 b vorbei,
und Wasserdampf in der Luft kondensiert an der Rohrleitung und den Rippen und bildet
eine Reifschicht oder Eis darauf. Wenn eine Schicht von Reif in nennenswerter Dicke
sich an dem unteren Verdampferteil 10 b ansammeln -würde, würde die Leistung des
Kälteapparates erheblich herabgesetzt werden, und das System -würde während längerer
Perioden arbeiten müssen, um die Kammer 11 b auf der gewünschten Temperatur zu halten,
als es sonst erforderlich wäre.
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Zum Abtauen des -#'erdampferteiles 10b wird Dampf vom Kochersystem
24 bei einer verhältnismäßig hohen Temperatur zum Verdampfer 10 auf einen Strömungsweg
geleitet, der die Leitung 27 und zwei Leitungen 41 und 42 umfaßt. Durch Einführung
heißer Dämpfe in das Verdampfersv stein 10 wird der Partialdruck des Kältemitteldampfes
in dem Verdampfer erhöht, und dessen Temperatur steigt über den Gefrierpunkt des
Wassers. In dieser Weise wird sehr schnell der Reifbelag an dem Verdampfersystem
10 von den heißen Dämpfen geschmolzen, die dem Verdampfersystem von dem Kochersystem
24 in einer Umgehungsleitung am Kondensator 30 vorbei zugeführt werden.
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Nach der Erfindung -wird warmer Dampf von dem Kochersystem 24 dem
Verdampfersystem 10 an einem solchen Punkt zugeführt, daß nur der untere Verdampferteil
10b
abgetaut wird, während die Kühlung des oberen Verdampferteiles 10a. weitergeht,
so daß die Kühlung der Gefrierkammer 11 a sich forts.-tzt. Die Verbindungsleitung
42 ist an das Verdampfersystem 10 an einem Punkt 43 angeschlossen, an v--lchem das
Hilfsgas teilweise mit Kältemitteldampf angereichert ist und von dem ob; ren Verdampf.erteil
10a gegen den unteren Verdampfertei110b strömt. Während der Zeit, während der warme
Dampf von dem Kochersystem 24 durch die Dampfleitung 27 über die Leitungen 41 und
42 zum Verdampferteil 10b strömt, wird auch andauernd Dampf durch die Dampfleitung
zum Kondensator 30 aufwärts strömen, worin er kondensiert und von welchem er in
der Form von flüssigem Kältemittel durch die Leitung 12 zum oberen Verdampfertei110o
strömt. Da der warme Dampf in das Verdampfersystem an dem Punkt 43 eingeführt wird,
wird dieser warme Dampf mit dem Hilfsgas vermischt, das den obern Verdampferteil10ca
verlassen hat, und strömt im Mitstrom damit in den unteren Verdampferteil
10b
hinein.
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Es ist somit möglich, die Aufbewahrung tiefgefrorener Waren bei einer
sicheren Kühltemperatur in der Gefrierkammer 11a förtzusetz--n und auch Eis darin
zu frieren. Ferner kann das Abtauen des niedrigeren Verdampfe rteiles 10b durch
warmen Dampf aus dem Kochersystem 24 genügend schnell durchgeführt werden, so daß
die Temperatur in der Kühlkamm--r 11b nur verhältnismäßig wenig steigt und Nahrungsmittel
während der Zeit, während der das i"1.btauen des Verdampferteiles 10b stattfindet,
auch hier bei einer noch sicheren Kühltemperatur aufbewahrt werden können.
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Nach der Erfindung ist ein U-förmiges Flüssigkeitsschloß 44. angeordnet,
durch welches Kocherdärnpfe direkt zum Verdampfersy stem 10 aus der Dampfleitung
27 übertreten können, wobei Flüssigkeit in einer regelbaren Weise in dem Flüssigkeitsschloß
selbsttätig gesammelt wird und selbsttätig wieder entfernt wird, so daß hierdurch
eine selbsttätige Abtauregelung in. Abhängigkeit von den Betriebsverhältnissen des
Kälteapparates geschaffen ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfaßt das U-förmige
Flüssigkeitsschloß eine Leitung 41, die bei 45 mit einer Öffnung in der Dampfleitung
47 verbunden ist und sich davon abwärts erstreckt, sowie einen Schenh.-l46 einer
umgekehrten U-förmigen Leitung, deren anderer Sch-cnkel 47 mit seinem unteren Ende
mit der Dampfleitung 27 verbunden ist.
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Die Leitung 41, deren. unteres Ende g-eschlosscn ist, umfaßt einen
Zwischenteil, der nahe an der Dampfleitung 27 und dieser entlang angeordnet ist,
und einen Bodenteil, der, weil er sich von der Dampfleitung fort erstreckt und einen
Winkel damit bildet, weniger durch Wärme von der Dampfleitung 27 beeinflußt wird.
Der Schenkel 46 ist mit der Leitung 41 unmittelbar über dem geschlossenen End--
dieser Leitung verbunden, während die zum Verdampferteil 10b führende Leitung 42
mit der Leitung 41 oberhalb des Anschlusses des Schenkels 46 verbunden ist, jedoch
unterhalb des Punktes 48 zwischen den Schenkeln 46 und 47.
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Die Leitung 41 ist, mit Ausnahme des Anschlusses 45, von der Dampfleitung
27 durch einen Zwischenraum 49 getrennt, und die Wand der Leitung 41 hält, wenn
der Kälteapparat im Betrieb ist, immer eine etwas niedrigere Temperatur als die
Dampfleitung 27. In dem Kochersvstem ausgetrieb-cne Dämpfe gehen von der Dampfleitung
27 in die Leitung 41 hinein und kondensieren dort. Das an der inneren Wandfläche
in der Leitung 41 gebildet-- Kondensat wird in der Leitung gesammelt und verschließt
das untere Ende der Leitung 42, so dar warme Dämpfe nicht mehr aus der Dampfleitung
27 durch die Leitungen 41 und 42 zum Verdampferteil 10 b strömen können.
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Nachdem der Zustrom von warmem Dampf zur Leitung 42 von der Flüssigkeitssäule
in der Leitung 41 gesperrt worden ist, wird Kondensat noch in dem U-förmigen Flüssigkeitsschloß
44 und der Leitung 42 gesammelt, bis die Flüssigkeit den Punkt 48 in dein Schenkel
46 erreicht hat, wonach die in dem Flüssigkeitsschloß gesammelte Flüssigkeit selbsttätig
durch Heberwirkung abgezogen wird und zur Dampfleitung 27 zurückkehrt. Auf diese
Weise wird das Flüssigkeitsschloß selbsttätig entleert, mit Ausnahme der geringen
Flüssigkeitsmenge, die sich in der Leitung 41 unterhalb des Anschlusses des Schenkels
46 befindet.
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Sobald die Flüssigkeit aus der Leitung 42 und dem U-förmigen Flüssigkeitsschloß
44 entfernt worden ist, können warme Kocherdämpfe aus der Dampfleitung 27 zu dem
Verdampferteil 10 b durch die Leitungen 41 und 42 strömen und diesen \'erdampfcrteil
abtauzn.Während warmer Dampf von dem Kocher 24 durch die Leitung 42 strömt, wird
eine gewisse Kondensation auch an der Innenwand der Leitung 42 stattfinden. Diese
ist mit ihrem oberen End.- an der Oberseite des Verdampfert--iles 10b angeschlossen,
um den Kältemittelstrom nicht zu beeinflussen, und ist abwärts gegen den Anschluß
zur Leitung 42 geneigt, so daß das hier gebildet.- Kondensat zum Flüssigkeitsschloß
strömt und dort gesammelt wird. Nach einer gewissen Zeit, während der der Verdampfer',ei1
10b ganz abgetaut worden ist, schließt das gesammelte Kondensat das Flüssigkeitsschloß
44 wieder ab und sperrt das weitere Durchströmen von Dampf. Wegen der Kondensation
von Dampf an der inneren Wandfläche in der Leitung 41 wird sich in dem Flüssigkeitsschloß
44 und in der Leitung 42 wieder Flüssigkeit sammeln, und nach einer gewissen Zeit
wird die Flüssigkeit selbsttätig durch den Heber aus dem Flüssigkeitsschloß entleert.
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Das in dem Rektifikator 28 kondensierte Absorptionsmittel strömt durch
di-- Dampfleitung 27 zum Kochersy stem 24 zurück, und das in der Leitung 41 gesammelte
Kondensat wird im wesentlichen durch Kondensation an der inneren W andfläche dieser
Leitung gebildet. Wenn die Leitung 42 durch Flüssigkeit in der Leitung 41 gesperrt
wird, bildet die Leitung 41 einen Sack, der mit der Dampfleitung 27 nur am Punkt
45 in Verbindung steht. Infolgedessen liegen die Dämpfe in der Leitung 41 mehr oder
w.°niger still und außerhalb des normalen Dampfumlaufes, der von dem Kochersystem
24 durch die Leitung 27 zum Rektifikator 28 führt.
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Die Abtauzeit und die Zeit zwischen den Abtauungen könn:cn in weitem
Maße verändert werden, und zwar entweder durch Änderung des zu sammelnd°_a Flüssigkeitsvolumens
oder durch Änderung der Kondensationsgeschwindigkeit. Dies ist möglich durch die
Änderung der Dimensionen für die Leitungen 41 und 42 sowie für das U-förmige Flüssigkeitsschloß,
von welchem der Schenkel 46 einen Teil bildet, und durch Änderung der Lage der Einmündung
der Leitung 4412 in die Leitung 41 zwischen dem Boden der Leitung 41 und der Höhe
von Punkt 48 an dem Heber. Als Beispiel kann erwähnt werden. daß die v °rschiedenen
Teile so dimensioniert werden können, daß die Zeit
zwischen den
Abtauungen zwischen 2-1 und -18 Stunden verändert wird, sowie derart, daß die Abtauzeit
zwischen einer halben und einer ganzen Stunde verändert wird.
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Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Dampfbildung in dem Kochersystem
24 aufhört, wenn der Thermostat die Brennstoffzufuhr zum Brenner 25' so beeinflußt,
daß nur eine kleine Wärmemenge der Absorptionslösung in dem Kochersystem zugeführt
wird. Wenn dies eintritt, wird die Temperatur in der Dampfleitung 27 und der Leitung
41 sinken. Wenn der Apparat nach einer Ausschaltungsperiode wieder eingeschaltet
wird, strömen aufs neue die Dämpfe in die Leitung 41 hinein, wenn diese noch verhältnismäßig
kalt ist. Infolgedessen wird der Temperaturunterschied zwischen der Leitung 41 und
der Dampfleitung 27 nach einer Ausschaltungsperiode etwa von derselben Größe sein,
wie wenn diese Teile die normalen Betriebstemperaturen erreicht haben, und die Dämpfe
werden in der Leitung 41 schneller als normal kondensieren und sich ansammeln.
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Die mit der Dampfleitung 27 verbundeii° Leitu:ig 41 kann daher zweckmäßig
in solcher Weise an,-ordnet werden, daß der Temperaturunterschied zwischen den Wandflächen
der Leitung 41 und der Dampfleitung 27 kleiner wird, als es bei der in Fig. 1 gezeigten
Ausführung möglich ist, wodurch die Geschwindigkeit, mit der die Dämpfe an der inneren
Wandfläche der an die Dampfleitung angeschlossenen Leitung kondensieren, reduziert
wird, so daß die Zeit zwischen den Abtauungen verlängert wird. Eine solche Abänderung
wird in Fig. 2 gezeigt, in der di? Teile, die den in Fig. 1 gezeigten entsprechen,
dieselben Bezeichnungen unter Hinzufügung eines »a« erhalten haben.
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In Fig.2 strömen in dem Kocheraggregat ausg°_-triebene Dämpfe durch
eine Dampleitung 27a zu einem Rektifikator 28a mit inneren flächenvergrößernden
Gliedern 29a. Von dem Rektifikator 28a strömt Kältemitteldampf zum Kondensator 30a,
in dem er kondensiert und von dem flüssiges Kält°mittel zum Verdampfersy stem in
entsprechender Weise, wie in Fig. 1 gezeigt, strömt. Eine Leitung 41a ist an die
Dampfleitung 27a an dem Punkt 45a angeschlossen und erstreckt sich von da abwärts
längs der äußeren Wand der Dampfleitung in wärmeleitender Verbindung 50 mit dieser.
Die Leitung 41 a und eine Leitung 42a, deren oberes Ende mit dem Verdampfersystem
in gleicher Weise wie die Leitung 42 in Fig. 1 verbunden ist, bildet einen Strömungsweg
für Dämpfe, um an dem Verdampfersystem gebildeten Reifansatz zu schmelzen. Ein Flüssigkeitsschloß
44a wird von der Leitung 41 a und einem Schenkel 46 a einer umgekehrten U-förmigen
Leitung g°bildet, deren andrer Schenkel 47a mit seinem unteren Ende an .einen Teil
des Umlaufsystems für das Hilfsgas angeschlossen ist, beispielsweise an den Gastempeeraturwechsler
oder den oberen Teil der Absorberschlange 18a.
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Die wärmeleitende Verbindung 50 in Fig.2 erstreckt sich abwärts von
dem oberen Teil der Leitung 41a bis zu einem Gebiet, wo die Leitung 42a angeschlossen
ist. Der Bodenteil der Leitung 41 cr. hat keine direkte wärmeleitende Verbindung
mit der Dampfleitung 27a. Auf diese Weise wird vermieden, daß Dampfblasen in dem
Bodenteil der Leitung 41 a durch die Erwärmung der Dampfleitung 27a gebildet werden
und dadurch die Entfernung der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsschloß durch den
Heber gestört wird, wenn die Flüssigkeit die Höhe von Punkt 48a erreicht hat. Der
Temperaturunterschied zwischen den Wänden der Leitung 41a und der Dampfleitung 27a
wird in diesem Falle nicht so groß sein wie zwischen den entsprechenden Wänden in
Fig. 1, weshalb der Dampf in der Leitung 41 a langsamer kondensiert als in der Leitung
41 nach der Ausführung gemäß Fig. 1. Auf diese Weise kann die Zeit zwischen den
Abtauungen in Abhängigkeit von der Ausdehnung der wärmeleitenden Verbindung zwischen
der Dampfleitung und der damit verbundenen Leitung verlängert oder abgekürzt werden.
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Auch wenn die Zeit zwischen den Abtauungen durch Verwendung einer
Ausführung nach Fig. 2 statt nach Fig. 1 verlängert wird, kann noch die Länge der
Abtauzeit selbst derart geregelt werden, daß in beiden Fällen dieselb° Abtauzeit
erhalten wird, und zwar dadurch, daß die Höhe »h« zwischen den Stellen, wo der Schenkel
46a. und die Leitung 42a an die Leitung 41a. angeschlossen sind, geändert wird,
um das langsamer-, Kondensieren in der Leitung 41a zu kompensieren.
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Eine andere Ausführung wird in Fig.3 gezeigt, wobei Teile, die den
in Fig. 1 und 2 gezeigten entsprechen, dieselben Bezeichnungen unter Hinzufügung
eines »b« haben.
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Rund um die Dampfleitung 27 b ist eine Hülse 41 b' angeordnet,
die eine senkrechte Leitung 41 b von Ringform bildet und sich von einer Öffnung
45b in der Dampfleitung 27 b abwärts erstreckt. Eine Leitung 42 b ist an die Leitung
41l> angeschlossen zur Bildung des Strömungsweges für Dampf von der Dampfleitung
zum Verdampfersystem. Ein Flüssigkeitsschloß 44b wird von der Leitung 41b und einem
Schenkel 46 b eines umgekehrten U-Rohres gebildet, dessen anderer Schenkel 47b mit
seinem unteren Ende beispielsweise mit dem Oberteil der Absorberschlange 18 b v,zrbunden
ist. Es ist klar, daß die Ausführung nach Fig. 3 mehr oder weniger der Ausführung
nach Fig. 2 ähnlich ist, wobei der wesentliche Unterschied darin besteht, daß die
Leitung 41 b rund um die Dampfleitung 27 b angeordnet ist, während in Fig. 2 die
Leitung 41 a mit der Dampfleitung 27a. außerhalb derselben wärmeleitend verbunden
ist.
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Zwei weitere Ausführungen gemäß der Erfindung werden in den Fig.4
und 5 gezeigt, in denen die Dampfleitung zur Umgehung des Kondensators ein Flüssigkeitsschloß
in Verbindung mit den Teilen des Kochersvstems umfaßt. Einzelheiten in Fig. 4. die
den oben beschriebenen Teilen entsprechen, sind mit denselben Ziffern unter Hinzufügung
eines »c« bezeichnet.
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In Fig. 4 tnnfaßt das Kocheraggregat 24c ein Zentralrohr 25 c, das
durch eine nicht gezeigte elektrische Heizpatrone erwärmt werden kann und mit einer
Umlaufpumpe 23c sowie mit einem Kocher 26c wärmeleitend verbunden ist.
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Reiche Absorbtionslösung strömt von einem Absorbergefäß, wie dem Gefäß
17 in Fig. 1, durch einen Flüssigkeitstemperaturwechsler und eine Leitung 51 zu
einem Standrohr 52, an dessen unteres Ende die Pumpe 23c angeschlossen ist. Die
Flüssigkeit wird durch Therrnosiphomvirkung von der Pumpe 23c zum oberen Teil des
Kocherrohres 26c hinaufgefördert. Die arme Lösung, aus der Kältemittel im Kocher
26c ausgetrieben worden ist, wird durch eine Leitung 31 c und eine weitere Leitung
in dem Flüssigkeitstemperaturweclisler zum oberen Teil der Absorberschlange geleitet,
beispielsweise in derselben `'.eise, wie in Fig. 1 gezeigt. Die von der Pumpe 23c
in den Kocher 26c eintretenden Dämpfe sowie aus der Lösung im Kocher 26c ausgetriebene
Dämpfe strömen durch eine
Leitung 53, die an das Standrohr 52 unter
dem dortigen Flüssigkeitsstand angeschlossen ist. In dieser Weise bildet die Flüssigkeitssäule
in dem oberen Teil des Standrohres 52 einen Analyser, den die ausgetriebenen Dämpfe
passieren müssen, ehe sie in die Dampfleitung 27c eintreten, die zum Kondensator
führt.
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Eine Leitung 42 c ist in Fig. 4 mit dem Kocher 26 c bei 50c wärmeleitend
verbunden und steht durch eine Öffnung 45 c mit diesem in Verbindung. Die Leitung
41c bildet den einen Schenkel eines U-färmig°n Flüssigkeitsschlosses 44c, dessen
anderer Schenkel von dem einen Schenkel 46c eines umgekehrten U-Rohres gebildet
wird, dessen anderer Schenkel 47c an die Leitung 53 angeschlossen ist. Der Bodenteil
der Leitung41c ist abgewinkelt und von dem Kocher abgewendet, so daß die Wahrscheinlichkeit
für Dampfbildung in. dem unteren Teil der Leitung 41 c herabgesetzt wird und die
Heberwirkung im l-'liissigkeitsschloß 44c nicht gestört wird. Die Dämpfe, die durch
die Öffnung 45 c in die Leitung 41 c strömen, kondensieren dort und sammeln sich
in dem Flüssigkeitsschloß 44c. Wenn die Flüssigkeit im Schenkel 46c den Punkt 48c
erreicht, wird sie aus dem Flüssigkeitsschloß 44c durch Hebewirkung über d:en Schenkel
47c zur Leitung 53 entfernt, wodurch ermöglicht wird, daß ausgetriebene Dämpfe aus
der Leitung 41 c durch eine Offnung 42c' in die Leitung 42c strömen, deren oberes
Ende in das V erdampfersystem mündet.
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In Fig. 4 ist die Leitung 41 c bei 50 c mit dem Kocher 26c, in welchem
eine Flüssigkeitssäule mit heißer Absorptionslösung vorhanden ist, wärmeleitend
verbunden. :Ähnlich wie in Fi . 1 und den anderen beschriebenen Ausführungen wird
das Austreiben von Dampf in dem Kochersystem 24c aufhören, wenn der Thermostat die
Wärmezufuhr zum Kochersvstem ausschaltet oder herabsetzt. Wenn dies eintritt, werden
das Kocherrohr 26 c und die Leitung 41 c nicht länger von heißen Dämpfen beeinflußt,
und die Temperatur in diesen Teilen wird etwas sinken. Wenn der Betrieb des Apparates
nach einer Ausschaltperiode wieder aufgenommen wird, werden aber ausgetriebene Dämpfe
in die Leitung 41 c hineinströmen, wenn diese auf Grund der Wärmeübertragung von
der Flüssigkeitssäule in dem Kocher 26c noch verhältnismäßig warm ist.
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Wenn der Apparat nach der Ausschaltung wieder eingeschaltet wird,
wird somit der Temperaturunterschied zwischen Kocher 26 c und Leitung 41 c oft nahe
dem bei normalem Betrieb aufrechterhaltenen Unterschied liegen, und ausgetriebene
Dämpfe werden geneigt sein, in, der Leitung 41c mit beinahe derselben Geschwindigkeit
zu kondensieren und sich zu sammeln, wie wenn der Kocher 26c und die Leitung 41c
die normale Betriebstemperatur haben und wenn der Betrieb nach einer Ausschaltung
wieder in Gang gesetzt wird. Der Temperaturunterschied zwischen der Leitung 41 c
und dem Kocher 26 c wird jedenfalls kleiner sein, als er sein würde, wenn der obere
Teil des Kocherrohres keine Flüssigkeit enthielte. Die Geschwindigkeit, mit welcher
Dämpfe in der Leitung 41 c kondensieren, wird nicht unzulässig groß während der
Zeit, in der diese Teile bis auf die normale Betriebstemperatur erwärmt werden.
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Die Ausführung nach Fig. 5 unterscheidet sich von der in Fig. 4 gezeigten
darin, daß nur Dämpfe von der Pumpe in den einen Schenkel eines U-förmigen Flüssigkeitsschlosses
hineinströmen, um dort zu kondensieren und sich zu sammeln. Die Teile in Fig. 5,
die den früher beschriebenen entsprechen, haben dieselben Bezeichnungen mit Hinzufügung
eines »d«. Das Kochersyst:em 24d umfaßt ein Zentralrohr 25d, das für elektrische
Heizung eingerichtet und mit einem Kocher 26 d und einer Pumpe 23 d wärmeleitend
verbunden ist. Reiche Absorptionslösung strömt von dem Absorbergefäß durch eine
L°_itung in dem Flüssigkeitstemperaturwechsler 22 d und eine Leitung 55 zum Kocher
26d. Arme Lösung aus dein Kocher 26d strömt von dem unteren Teil durch eine Pumpe
23 dl, in welcher die Flüssigkeit zum ob°reii Ende eines Standrohres 56 wird. Die
arme Lösung strömt von dem unteren Ende des Standrohres >6 durch eine andere Leitung
im Flüssiglteitstemperaturwechsler 22 d zum oberen Teil einer Absorberschlange,
die beispielsweise der Schlange 18 entspricht. Im Kocher 26d ausgetriebene Dämpfe
strömen durch eine Dampfleitung 27d zu einem Kondensator.
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Dampf von dem oberen Ende der Pumpe 2? d strömt durch eine
Verbindung 57 zum oberen Ende einer abwärts gerichteten Leittip; 41c%. die bei 50c1
mit d:er Dampfleitung 27d wärmeleitend verbu:id-en ist. Die Leitung 41 d bildet
den einen Schenkel eines U-förmigen Flüssigkeitsschlosses 44d, dessen anderer Sch°nl._el
von einem Schenkel 46d einer umgeltehrten V-förniigen Leitung gebildet wird, deren
anderer Schenkel 47d an die Dampfleitung 27c1 aiigescliloss:ern ist. <<'enn
die Flüssigkeit von dem F lüssigheitsschlol@ !I?-d durch den Heber entfrnt wird,
kann Dampf aus der Leitung 41 d in die Leitung 42 cd strömen, die mit ihrem oberen
Ende an das Verdampfersystem angeschlossen ist.
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M'enn das untere Ende der Leitung 42d durch Flüssigkeit geschlossen
ist, «-erden die Pum;"endärnpfe durch die Verbindung 57 und eine Lei ttuig ,58 strömen,
die mit ihrem unteren Ende so an den Kocher 26 b angeschlossen ist, daß die Dämpfe
durch Flüssigkeit in dem oberen Teil des Kochers 25t1 gedrückt und analysiert «-erden,
wonach die Dämpfe mit Kocherdämpfen vermischt «-erden und in der Dampfleitung aufwärts
strömen.
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In Fig.6 wird eine weitere Ausführungsform _ler Erfindung gezeigt,
in der Kondensat in einem Flüssigk,eitsschloß mit im wesentlichen derselben Geschwindigkeit
unter allen vorkommenden Betriebsbedingungen gebildet und gesammelt wird. Einz°1-heiten
der Fig.6, die Einzelheiten der Fig. 1_ entsprechen, haben dieselben Bezugszeichen
unter Hin7iifügung eines »e«.
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In Fig. 6 umfaßt ein U-förmiges Flüssigkeitsschloß 44e einen Teil
41g einer umgekehrten U-förmigen Leitung 41e, welche an eine Öffnung 45e in der
Dampfleitung 27 angeschlossen ist, und einen Schenke146e einer anderen umgekehrten
U-förmigen Leitung, deren anderer Schenkel 47 e mit seinem unteren Ende an das Gasumlaufssystem,
beispielsweise an den Oberteil der Absorberschlange 18, angeschlossen ist.
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Die umgekehrte U-förmige Leitung 41 c umfaßt einen Teil 41
f, der sich von dem Anschluß 45 e aufwärts erstreckt, und einen abwärts
gerichteten Teil 41g, der eine wärmeleitende Verbindung 50e mit der Dampfleitung
27 hat. Eine Leitung 42e ist an die Leitung 41g angeschlossen, um den Strömungsweg
am Kondensator vorbei zu bilden. Der untere Teil der Leitung 41 g ist abgebogen
und von der Dampfleitung 27 weg gerichtet, so daß er aus der direkten wärmeleitenden
Verbindung mit der Dampfleitung kommt und eine Dampfbildung in der Leitung 41 g
vermieden wird. Der Schenkel 46e ist an die Leitung 41 g unmittelbar über ihrem
geschlossenen Bodenende angeschlossen, während die zum Verdampf erteil 10 b
führende
Leitung 42 e an die Leitung 41 g auf einer Höhe zwischen dem Anschluß des Schenkels
46e und dem geschlossenen Ende 48 e der Schenkel 46 e und 47 e angeschlossen ist.
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Die Leitung 41 f ist von der Dampfleitung 27 durch einen Zwischenraum
49 e getrennt mit Ausnahme d°r Stelle 45e, und die Leitung 41g ist mit der Dampfleitung
27 bei 50 e wärmeleitend verbunden. Wenn das in Fig.6 gezeigte System im Betrieb
ist, wird Kondensat in den Leitungen 41f und 41g gebildet. Das Kondensat in der
Leitung 41f «wird aber in die Dampfleitung 27 zurückströmen, während nur das in
der Leitung 41g gebildete Kondensat in dem Flüssigkeitsschloß aufgesammelt wird.
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Wenn die in der Leitung 41g gesammelte Flüssigkeit zum Punkte 48e
in dem Schenkel 46 e gestiegen ist, wird die Flüssigl@eit in dem Flüssigkeitsschloß
selbsttätig durch den Heber entfernt und strömt zum oberen Teil der Absorberschlange
18. Das in der Leitung 41g gesammelte Kondensat ist im wesentlichen durch Kondensieren
an der Innenwand dieser Lieitung gebildet worden.
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Wenn das Flüssigkeitsschloß geschlossen ist, wird der Dampf in dem
Leitungsteil 41- mehr oder weniger still und außerhalb des normalen Strömungsweges
für Dampf durch die Dampfleitung 27 vom Kochersystem 24 zum Rektifikator 28 liegen.
Wenn das obere Ende der Leitung, 41 direkt an die Dampfleitung 27 angeschlossen
wäre und die Leitung 41f weggenommen wäre, würde, wenn der Betrieb des Systems nach
einer Ausschaltung wieder in Gang gesetzt wird. der Temperaturunterschied zwischen
der Leitung 41g und der Dampfleitung 27 größer sein, als wenn diese Teile bei der
normalen Betriebstemperatur arbeiten, und Dämpfe würden schneller kondensieren und
sich in der Leitung 41g schneller als normal sammeln. Denn wenn nach einer Ausschaltung
die Beheizung wieder eingeschaltet wird, würde Dampf in die Leitung 41 g strömen,
-,venn diese noch verhältnismäßig kalt ist, während die Dampfleitung 27 von den
hindurchströmenden warmen Dämpfen schon mehr er--wärmt worden ist.
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Wenn der Thermostat die Wärmezufuhr herabsetzt und nur eine geringe
@,#'ärmemenge dem Kochersystem 24 zugeführt wird, werden die Dampfleitung 27 und
die Leitungen41 f und 41g nicht mehr von heißen Dämpfen b°einflußt, sondern dic
Temperatur dieser Teile wird sinken. Unter diesen Verhältnissen wird Hilfsgas von
der Leitung 33 in den Kondensator 30 zurückgezogen. Falls der Thermostat den Kälteapparat
genügend lang° ausschaltet, wird das Hilfsgas aus dem Kondensator 30 auch in die
Dampfleitung 27 und in die Leitungen 41 f und 41 g hineinströmen und diese Leitungen
mehr oder weniger ausfüllen. Wenn der Thermostat die Wärmezufuhr wieder einschaltet
und von neuem Dampf ausgetrieben wird, wird dieser Dampf anfangen, durch das Hilfsgas
zu diffundieren. Der Dampf muß durch die Leitung 41 f diffundieren, ehe er die Leitung
41 g erreicht. Bald wird aber das Hilfsgas von ausgetriebenen Dämpfen aus den Leitungen
41 f und 41g in die Dampfleitung 27 und weiter zum Kondensator 30 verdrängt und
von da in die Leitung 33 des Kondensators 30.
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Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführung werden die Dämpfe bei eingeschaltetem
Apparat sowohl die Dampfleitung 27 als auch die damit wärmeleitend verbundene Leitung
41g während einer gewissen Zeit erwärmen, ehe die Dämpfe durch das Hilfsgas in der
Leitung 41f diffundieren und die Leitung 41g z !rreichen können, so daß die letztere
und die Dampfleiteng 27. ihre normalen Betriebstemperaturen erst erreicht haben,
wenn der Dampf zu kondensieren und sich in der Leitung 41g zu sammeln beginnt. Der
Temperaturunterschied zwischen der Leitung 41g
und der renachbarten Dampfleitung
wird also immer im wesntlichen derselbe sein, wenn Kondensieren und Sammeln von
Flüssigkeit in der Leitung 41 g stattfindet, und zwar unabhängig davon, ob der Apparat
bei normalem Betrieb mit voller Wärmezufuhr arbeitet oder ob der Betrieb gerade
nach einer Ausschaltung «wieder beginnt und die Temperaturen der beiden benachbarten
Teile erst auf ihre normalen Werte steigen.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung ist so ausgeführt, daß das 'Verdampfersystem
völlig selbsttätig abgetaut wird, wobei durch diese Vorrichtung das Abtauen selbsttätig
beginnt und selbsttätig beendet wird. Die verschiedenen beschriebenen Ausführungen
können dabei derart verändert werden, daß die Abtaueinrichtung den verschiedensten
Betriebsverhältnissen angepaßt werden kann.
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Bei den Ausführungen nach den Fig. 1, 2, 3 und 6 wird der Verdampferteil
10a, der bei niedriger Temperatur arbeitet, in der Gefrierkammer 11a weiterarbeiten,
während das Abtauen des Hochtemperaturteiles 10b stattfindet. Weil warme Dämpfe
bei allen diesen Ausführungen an einer Stelle aus der Dampfleitung zwischen dem
Kocli°rsvstem und dem Rektifikator in die Verbindungsleitung eingeführt «-erden,
wird ein Strömungsweg für «warme Dämpfe direkt zum Verdampferteil 10b gebildet,
der einen kleineren Widerstand gegen die Gasströmung bietet als der Strömungsweg
durch den Kondensator. Der Verdampferteil 10b wird somit abgetaut werden, während
zur glichen Zeit dein Verdampferteil 10a weiteres Kältemittelkondensat zugeführt
wird, so daß dieser weiterarbeiten kann.
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In gleicher Weise werden bei der Einrichtung nach. Fig. 5 warme Dämpfe
von dem Kocher 26d dem Kondensator durch die Dampfleitung 27d dauernd zugeführt,
während Pumpendämpfe durch die Leitengen 41 d und 42 d zum Verdampfersystem während
der Abtauperiode strömen. Bei der Ausführung nach Fig.4 wird aber heim Abtauen die
ganze Dampfmenge durch die Verbindungsleitung direkt zum Verdampfersystem strömen.
Der obere Teil der Flüssigkeitssäule im Standrohr 52 in Fig. 4 wird hier den Weg
für Dämpfe an dem unteren Ende der Leitung 53 sperren, wenn die Flüssigkeit von
dem Heber aus dem Flüssigkeitsschloß entfernt wird, wobei die Flüssigkeitssäule
im Standrohr 52 einen wesentlich größeren Widerstand gegen Dampf bietet als die
obere Verbindungsleitung 41c und 42c, die mit dem Dampfraum im Kocherrohr 26 c über
die Öffnung 45 c in Verbindung steht.