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Vorrichtung bei Kochern für mit einem indifferenten Gas arbeitende
Absorptionskälteapparate Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung bei Kochern für
mit einem indifferenten Gas arbeitende Absorptionskälteapparate, bei denen heißer
Dampf von einer oder mehreren Kochstellen durch vom Flüssigkeitsraum des Absorbergefäßes
(Speicherbehälter) des Apparates kommende reiche Lösung perlt, und zwar während
die reiche Lösung durch ein waagerechtes oder in der Richtung des Dampfstromes schwach
nach oben geneigtes Analysatorrohr strömt, das in freier und ununterbrochener Flüssigkeitsverbindung
einerseits mit einem zum Kondensator des Apparates führenden Steigrohr und andererseits
mit dem Flüssigkeitsraum des Absorbergefäßes (Speicherbehälter) des Apparates steht.
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Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das Analysatorrohr mit
einem oder mehreren im Weg des perlenden Kältemitteldampfes angeordneten Stauorganen
für den Dampf versehen ist, so daß dieser auf seinem Weg an den Stauorganen vorbei
auf eine Niveauhöhe herabgezwungen wird, die tiefer ist als die durch die obere
Innenwand des Analysatorrohres bestimmte Niveauhöhe.
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Die Erfindung ist näher unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben.
Es zeigt Fig. 1 schematisch ein Kochersystem und daran angeschlossene Teile des
Apparates nach der Erfindung, Fig.2 in größerem Maßstab eine Einzelheit der Fig.
1 und die Fig.3 eine abgeänderte Ausbildung dieser Einzelheit.
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In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Absorbergefäß, das auch als Speicherbehälter
oder als Niveaugefäß bezeichnet werden kann, 2 einen Flüssigkeitstemperaturwechsler
sowie 3 a und 3 b den oberen und den unteren Teil eines daran angeschlossenen Steigrohres,
dessen Teil 3 a zu dem nicht gezeigten Kondensator des Apparates führt. An ein Flüssigkeitsfallrohr
8 vom linken Ende eines Analysatorrohres 7 ist ein Pumpenrohr 4 angeschlossen, das
oben in ein Fallrohr 5 für arme Lösung einmündet, die zu einem nicht dargestellten
Abserber weitergeleitet wird. Vom Dampfraum im obersten Teil des Rohres 5 geht ein
Dampfrohr 6 nach unten zum linken Ende des Analysatorrohres 7. Die Steigrohrteile
3 a und 3 b sind an das rechte Ende des Analysatorrohres 7 angeschlossen.
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Das Pumpenrohr 4 stellt im Ausführungsbeispiel die einzige Kocherstelle
des Apparates dar. Wärme wird dem Pumpenrohr 4 über ein Patronenrohr 9 zugeführt,
das in geeigneter Höhenlage am Pumpenrohr 4 angeschweißt ist.
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Aus Fig. 2 ist deutlicher zu ersehen, daß das Analysatorrohr 7 auf
der Oberseite seiner Innenwand mit einer Anzahl nach dem Rohrinneren gerichteten
Rippen 10 mit etwas geneigten unteren Kanten versehen ist, die abwechselnd nach
vorn und hinten geneigt sind, so daß sie einen. zickzackförmigen Weg für den Dampf
bilden.
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Im abgeänderten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind die Rippen durch
eine verhältnismäßig dicke Drahtwendel 11 mit großer Steigung ersetzt, die sich
einigermaßen gut an die Innenseite des umgebenden Rohres anschließt. Sie liegt somit
konzentrisch im Rohr 7.
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In Fig. 1 sind einige Flüssigkeitsspiegelhöhen I bis V und einige
Buchstaben eingezeichnet, die nachstehend näher erläutert sind.
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Es sei angenommen, daß der Apparat bis zur Arbeitsspiegelhöhe
111 gefüllt ist. Sieht man von thermisch und dergleichen bedingten Unterschieden
in den Wichten der Arbeitsmittel des Apparates und von den Reibungswiderständen
ab, so ist die Flüssigkeitsspiegelhöhe III im Absorbergefäß 1 dieselbe wie im Steigrohr
3 a.
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Die Spiegelhöhe IV, die sich in einem Abstand S unter der Spiegelhöhe
III befindet, liegt in gleicher Höhe wie die untere Kante oder unbedeutend unter
der unteren Kante der tiefsten Rippe 10 (Fig. 2). Die Spiegelhöhe V, die im Abstand
r unter der Spiegelhöhe
IV liegt, stellt den »wirksamen Mittelpunkt<;
des beheizten Teiles des Pumpenrohres 4 dar. Die Spiegelhöhe I bezeichnet das Überströmniveau
zum Absorber des Apparates. Die um den Abstand S1 in Fig. 1 unter der Spiegelhöhe
I liegende Spiegelhöhe Il bezeichnet das Niveau, in dem sich im Betrieb des Apparates
die arme Lösung im Fallrohr 5 unter der Einwirkung des örtlichen Überdrucks einstellt,
der von der Säule S (Durchperlungssäule) erzeugt wird. Eine einfache 1Jberlegung
ergibt, daß S1 = S ist.
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Unter den angegebenen Bedingungen bezüglich der Arbeitsspiegelhöhe
111 steht das Analysatorrohr 7 in freier und ununterbrochener -Flüssigkeitsverbindung
einerseits mit dem Steigrohr 3 a und andererseits über den Steigrohrteil 3 b und
das Innenrohr des Temperaturwechslers 2 mit dem Flüssigkeitsraum im Absorbergefäß
1.
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Damit der Wirkungsgrad des Apparates dem entspricht, der sich theoretisch
aus dem seit etwa 30 Jahren an sich bekannten und verwirklichten Prinzip erwarten
läßt, nämlich den heißen Kocherdampf durch die zum Kochersystem kommende reiche
Lösung perlen zu lassen, ist es von wesentlicher Bedeutung, dem Kältemitteldampf
Gelegenheit zu geben, Wärme wirksam an die reiche Lösung abzugeben und damit einigermaßen
in Gleichgewicht zu kommen. Besonders entscheidend ist dies bei Apparaten, in denen
das Kochen nicht in einem besonderen Kocher (z. B. im unteren Teil des Rohres 4)
erfolgt, bei denen vielmehr der heißeste Kältemitteldampf unvermittelt in die reiche
Lösung eingeleitet wird.
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Das Problem der wirksamen Durchperlung hat man bisher dadurch zu lösen
versucht, daß innerhalb des Höhenabschnittes S, also zwischen den Spiegelhöhen III
und IV, .scheiben- oder netzförmige Einsätze, ein Blasenpumpenrohr od. dgl. im Weg
des Dampfes angeordnet wurden. Dabei muß jedoch der Abstand S ziemlich groß sein.
Andererseits muß bei Verwendung eines waagerechten oder schwach geneigten Analysatorrohres
dieses Rohr eine so große Länge erhalten, daß seine Anbringung in dem das Kochersystem
umgebenden Isolationsgehäuse auch dann schwierig war, wenn das Rohr seitlich gekrümmt
ist. Diese Bauarten verursachen in jedem Fall erhöhte Wärmeverluste im Kocher.
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Im erstgenannten Fall, bei dem die Analysatorwirkung im unteren Teil
des Rohres 3 a erzeugt wird, hat es sich bei kleineren Haushaltskälteapparaten erwiesen,
daß der Abstand S oft 40 bis 50 mm betragen muß. Da bei gegebener Förderhöhe L der
die Pumpgeschwindigkeit bestimmende Abstand r gegeben ist, muß, falls der Abstand
S vergrößert werden muß, der Kocher (und damit der gesamte Apparat) um den gleichen
Betrag nach unten verlängert werden. Jede Verkürzung des Abstandes S bedeutet offensichtlich
eine Materialersparnis und eine Verringerung der Wärmestrahlung vom Kochergehäuse
und ermöglicht außerdem eine bessere Ausnutzung des gegebenen Rauminhaltes des zum
Apparat ge, hörigen Kühlschrankes.
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Dank der beschriebenen neuen Vorrichtung kann das Analysatorrohr in
nicht unbedeutendem Maße verkürzt werden, ohne daß die Wirkung des Apparates im
Vergleich mit der bisher als möglich angesehenen verschlechtert wird. Dies läßt
sich auch so ausdrücken, daß der neue Analysator bei optimaler Bemessung geeignet
ist, dem Apparat einen höheren Wirkungsgrad zu verleihen. Die günstige Wirkungsweise
hängt damit zusammen, daß der heiße Dampf in einer oder in mehreren Etappen gestaut
wird, so daß sein Aufenthalt im Analysator wesentlich verlängert und seine Berührungsfläche
mit der Lösung wesentlich vergrößert wird. Die Berührung zwischen Kältemitteldampf
und reicher Lösung wird außerdem dadurch begünstigt, daß man mehrere hintereinanderliegende
Dampfblasenstellen erhält, deren Anzahl der Anzahl Staurippen (Fig. 1 und 2) oder
wirksamer Windungen der Drahtwendel (Fig. 3) entspricht. Die Vorrichtung ist ferner
so beschaffen, daß der Flüssigkeitsstrom unterhalb der erzeugten Dampftaschen vollkommen
unbehindert ohne Siedegefahr od. dgl. vor sich geht. Gegebenenfalls können die Stauorgane
für den Dampf durch eingepreßte Wülste in der oberen Rohrwand gebildet werden.
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Der Abstand S kann im gezeigten Ausführungsbeispiel theoretisch Null
sein. Es empfiehlt sich jedoch, den Abstand S in der Größenordnung von 10 mm zu
wählen, damit der Apparat nicht unnötig empfindlich für Schrägstellung oder Änderungen
des inneren Flüssigkeitsspiegels III wird. Gemäß Fig. 2 und 3 kann das Dampffallrohr
6 vorteilhaft etwas in das Analysatorrohr hineinragen und so abgeschrägt sein, daß
sich am heißesten Ende des Analysatorrohres eine zusätzliche Dampfblasenstelle ergibt.
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Die in Fig. 3 gezeigte Drahtwendel wirkt bremsend auf Umlaufbewegungen,
die sonst in der Flüssigkeit auftreten könnten.