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Mit Lösungen fester Salze als Absorbenten und bei Temperaturen um
0° C arbeitende Absorptionskühlvorrichtung Die Erfindung betrifft die Konstruktion
einer Absorptionskühlvorrichtung, deren Funktion auf der Fähigkeit der Lösung fester
Salze, wie Lithiumbromid LiBr oder Lithiumchlorid LiCl beruht, Wasser zu absorbieren,
das sodann als Kühlmittel dient. Anlagen dieser Art arbeiten unter sehr niedrigen
Drücken und bei Temperaturen um 0° C, so daß die entstehenden Dämpfe ein bedeutendes
Volumen einnehmen. Zur Bewältigung so großer Volumen sind Anlagen bekannt, die im
wesentlichen einen Absorber und einen Verdampfer umfassen, die entweder von einem
gemeinsamen Mantel umschlossen oder je in selbständigen, keine gemeinsamen Wände
aufweisenden Mänteln untergebracht sind. Ein Nachteil derartiger Kühlanlagen besteht
im erstgenannten Fall darin, daß wegen der unmittelbaren Nähe der beiden wesentlichen
Organe dieselben in thermischer Beziehung ungünstig aufeinander einwirken. Dieser
Nachteil kann dadurch, daß man zwischen Absorber und Verdampfer Zwischenstege oder
Zwischenwände einbaut, wie es bereits vorgeschlagen wurde, nicht wesentlich eingeschränkt
werden, weil über den Zwischensteg oder über die beiden Räumen gemeinsame Zwischenwand
ein Wärmeübergang stattfindet, der auf einen Ausgleich der Temperaturunterschiede
zwischen beiden Organen hinwirkt.
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In thermischer Hinsicht ist die zweitgenannte Lösung günstiger, doch
genügt sie noch nicht, um einen befriedigenden Wirkungsgrad der Anlage zu erzielen.
Die Innenräume der selbständigen Mäntel hat man bei bekanntgewordenen Anlagen an
einem Ende durch einen oder an beiden Enden durch je einen übergangskanal begrenzten
Querschnittes miteinander verbunden. Bei seiner Strömung durch diese Verbindungskanäle
wird aber das Kühlmittel zu stark gedrosselt, was sich in einer Erniedrigung des
Wirkungsgrades bemerkbar macht.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Mängel auszuschalten. Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Absorptionskühlvorrichtung, bestehend
aus Absorber und Verdampfer, die je in getrennten, selbständigen und keine gemeinsamen
Wände aufweisenden, zylindrischen Mänteln untergebracht, nebeneinander angeordnet
und miteinander verbunden sind, die Zylindermäntel des Absorbers und des Verdampfers
an beiden Enden, vorzugsweise an beiden Stirnseiten, durch Übergangsstücke von gleichem
Querschnitt wie die genannten zylindrischen Mäntel verbunden sind, so daß die Anlage
ein geschlossenes Ganzes bildet.
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Für den Übergang des Kühlmittels von einem Organ zum anderen steht
also der doppelte Querschnitt des einzelnen Zylindermantels zur Verfügung. Die Entstehung
einer Drosselung ist daher ausgeschlössen.
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Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der Beschreibung eines
Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und den Zeichnungen. In letzteren
zeigt Fig. 1 eine Vorderansicht der Kühlanlage, Fig. 2 eine Draufsicht, Fig. 3 einen
Querschnitt entlang der Ebene 1-I in der Fig. 2 im größeren Maßstab, Fig.4 einen
Längsschnitt der Anlage entlang der Ebene II-II in der Fig. 2 und die Fig.5 einen
Längsschnitt der Anlage entlang der Ebene 111-III in der Fig. 2.
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Die Anlage besteht aus zwei nebeneinander gelagerten Zylindermänteln
von gleichem Querschnitt, von denen der Mantel 2 den Raum für den Absorber,
der andere Mantel l den Raum für den Verdampfer abgibt.
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Die Mäntel l und 2 sind entweder nur an einem Ende oder an
beiden Enden mit Flanschen 3, 3' versehen.
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Im Innenraum 4 des Absorbermantels 2 ist ein herausnehmbares
Bündel s von in quadratischem Profil angeordneten Rohren gelagert. Die Enden des
Rohrbündels sind demontierbar innerhalb des Mantels an Stutzen 6 und 6' angeschlossen.
Die Salzlösung wird durch einen Stutzen 25 im oberen Teil des Mantels
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in eine in ihm vorgesehene, bogenförmige Rinne 7 eingeführt, die auf ihrer
ganzen Länge mit einer gleichmäßigen
Lochung versehen ist, durch
welche die Lösung wirksam aufgeteilt wird. Unter der Rinne? ist ein herausnehmbares,
perforiertes Blech 8 in Länge des Rohrbündels 5 angeordnet, dessen Perforationen
sich genau über den Rohren befinden. Dadurch wird eine einwandfreie Berieselung
eines jeden Rohres entlang seiner ganzen Länge gewährleistet. Die Lösung rieselt
über die Rohre, durch die das Kühlwasser fließt, kühlt sich ab und bereichert sich
mit Dampf aus dem Verdampfer, fällt sodann in den Unterteil des Gerätes und wird
durch einen Stutzen 9 abgeführt. Unter dem Rohrbündel befindet sich ein nierenartig
abgeflachtes Entlüftungsrohr 10 mit Öffnungen im unteren konkaven Teil, durch
welches die durch undichte Stellen in den Kreislauf eingedrungene Luft über einen
Stutzen 11 abgeführt wird.
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Der Innenraum 12 des zylindrischen Mantels 1 umfaßt
den Verdampfer, der aus einem Satz übereinandergelagerter kleiner Becken
13 aus gelochtem Blech zusammengesetzt ist, die herausschiebbar und mit Schichten
14 aus keramischen Körpern, z. B. mit Raschig-Ringen, zwecks Ausbildung einer
großen Oberfläche gefüllt sind. Zwischen den oberen Flächen der Schichten
14 und den unteren Flächen der Becken 13 sind freie Räume für die
entweichenden Kühlmitteldämpfe, ebenso an den Seiten der Becken 13.
Über den
Becken 13 ist eine Rinne 15 in Kreissegmentform, die auf ihrer ganzen
Länge mit öffnungen versehen ist. In die Rinne 15 wird durch einen Stutzen
26 durch Überdruck Kühlmittel eingeführt, das auf die ganze Fläche der Schicht
14 des obersten Beckens 13 verspritzt wird. Das Kühlmittel fließt
entlang der Oberfläche der keramischen Ringe nach unten und verdampft schnell. Unverdampftes
Kühlmittel gelangt tropfenweise von einer Schicht 14 auf die andere, so daß
eine möglichst ausgiebige Verdampfung und Abkühlung des verbleibenden flüssigen
Kühlmittels gesichert ist, das aus dem unteren Teil des zylindrischen Mantels
1 durch einen Stutzen 27 an die Verbraucher abgeführt wird.
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Die Dämpfe aus dem Verdampfer gelangen über die Räume zwischen den
Becken 13 und an den Seiten derselben zu den Enden des zylindrischen Mantels
1 und damit zu den Verbindungsteilen 16 und 17
der beiden Mäntel
1 und 2. Diese bestehen aus kurzen Stücken 16a, 17a, die eine Fortsetzung
der zylindrischen Mäntel 1 und 2 bilden. An diesen kurzen Stücken
16 a, 17 a sind schräge Stücke 16 b,
17 b angeschlossen, die schräg aufwärts gegeneinander gerichtet sind und
durch ein waagerechtes Stück 16 c, 17e, verbunden sind, das senkrecht zur
lotrechten Symmetrieebene verläuft. Die Achsen der waagerechten Stücke
16 c und 17 c liegen annähernd um den Halbmesser R der zylindrischen
Mäntel 1, 2 über der Ebene der Achsen.
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In den waagerechten Verbindungsteilen 16 c und 17c sind
je zwei Siebe 18 eingesetzt, und dazwischen liegt eine Schicht
19 keramischer Ringe. Diese Teile bilden einen Tropfenfänger für die mit
den Kühlmitteldämpfen mitgerissenen Tropfen. Die abgeschiedene Flüssigkeit fließt
durch die schrägen Stücke 16 b und 17b in den Raum 12 des Verdampfers zurück.
Die Räume zwischen den Sieben 18 sind durch öffnungen 20, 21 oben
und durch Öffnungen 22, 23 unten zugänglich, die mit Deckeln abgeschlossen
sind und zur Auswechslung der keramischen Ringe dienen.
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Das aus den Teilen 16 a, 16 b und
16 c bestehende Übergangsstück ist mit Flanschen 24 versehen und mit
Flanschen 3 der zylindrischen Mäntel 1 und 2
verbunden, das aus den
Teilen 17 a, 17 b und 17 c bestehende übergangsstück ist entweder
mit den zylindrischen Mänteln 1 und 2 zu einem Ganzen verschweißt
oder kann ebenfalls mit denselben mittels der gestrichelt angedeuteten Flanschen
3', 24' verbunden sein. Die Stutzen für den Anschluß der Rohrleitung können
üblicher Ausführung sein.
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Durch die Verbindung der Übergangsstücke 16 und 17 mit
den Zylindermänteln 1 und 2 entsteht ein doppelt wirkendes Gerät,
das den Absorber und Verdampfer umfaßt. Beide bilden ein geschlossenes Ganzes mit
zwei Funktionsräumen, die nebeneinander in selbständigen, voneinander entfernten
Mänteln liegen. Durch die Verbindungsstücke vom gleichen Querschnitt wie die zylindrischen
Mäntel 1 und 2 können die Kühlmitteldämpfe frei auf beiden Seiten übergehen.
Dadurch, daß der Übergang der Dämpfe aus einem Funktionsraum in den anderen in zwei
Richtungen erfolgt, beträgt der Durchgangsquerschnitt für die Dämpfe das Doppelte
des Querschnittes der zylindrischen Mäntel.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung bietet die Möglichkeit der Ausnützung
der Vorteile des modernsten Absorptionskühlverfahrens unter Verwendung fester Salze
in Lösung als Absorbenten. Sie ergänzt das Gebiet industrieller Kühlung, auf dem
bisher keine in jeder Hinsicht genügende Kühlanlage vorhanden war. Im Vergleich
mit den bisher verwendeten Kompressor- oder Absorptionskühlanlagen ist bei gleicher
Leistung das Gewicht der Anlage zumindest um zwei Drittel niedriger und damit sind
auch die Herstellungskosten geringer, wobei der kleinere Bauraum eine wesentliche
Bedeutung für die Herabsetzung der Baukosten hat.