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Kälteerzeugungsvorrichtung mit einem Dampfstrahlkompressor. Es sind
bereits Kälteerzeugungsvorrichtungen bekannt, bei denen ein Dampfstrahlkompressor
dampfförmiges Kältemittel aus einem Niederdruckverdampfer mit Hilfe von dampfförmigem,
aus einem Hochdruckverdampfer kommendem Kältemittel, unter Mischung mit diesem letzteren,
ansaugt und das hierbei entstandene Gemisch zurV erflüssigung in einen Kondensator
fördert. Diese Vorrichtungen sind offene Vorrichtungen, indem das verflüssigte Kältemittel
aus dem Kondensator zum Teil in das Freie geschafft wird. Infolgedessen sind diese
Vorrichtungen an die Verwendung von Wasser als Kältemittel gebunden und haben daher
die bekannten Nachteile, die mit der Verwendung von Wasser als Kältemittel verknüpft
sind. Diese Nachteile bestehen in der Notwendigkeit einer sehr vollkommenen Dichtung
des unter, außerordentlich niedrigem Druck stehenden Niederdruckteils der Vorrichtung,
in sehr großen Abmessungen einzelner Teile, in der Unmöglichkeit, Temperaturen unter
-io° zu erreichen und in der Notwendigkeit, zur Erzeugung des Dampfes im Hochdruckverdampfer
Wärmequellen mit hohen Temperaturen. verwenden zu müssen. Wärmequellen mit niedrigen
Temperaturen, wie solche z. B. in Form von Rauchgasen oder warmem Wasser oft kostenlos
zur Verfügung stehen, sind zur Erzeugung dieses Dampfes nicht ausreichend: Im Gegensatz
zu diesen bekannten Vor= richtungen ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung
eine geschlossene Vorrichtung, bei der zwischen dem Kondensator und dem Hochdruckverdampfer
eine Pumpe eingeschaltet ist, die flüssiges Kältemittel aus dem Kondensator in den
Hochdruckverdampfer fördert. Diese Vorrichtung ermöglicht nun die Beseitigung der
genannten Nachteile, indem sie mit jedem bei den gewöhnlichen Kältekompressionsmaschinen
üblichen Kältemittel arbeiten kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt.
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i ist ein Hochdruckverdampfer mit einem Verdampfergefäß 2, an das
zur Vergrößerung der Verdampferheizfläche eine Rohrschlange 3 ar!geschlossen ist.
Das Verdampfergefäß und die Rohrschlange befinden sich in einem von einer Heizflüssigkeit,
z. B. von «armem Wasser, durchströmten Behälter d.. Die Heizflüssigkeit tritt bei
5 in den Behälter ein und verläßt ihn bei 6. Das Verdampfergefäß ist durch eine
Rohrleitung 7 finit der Eintrittsdüse eines Dampfstrahlkornpressors 8 verbunden.
Der Saugraum dieses Kompressors ist an einen durch eine Rohrschlange g gebildeten
Niederdruckverdampfer und seine Austrittsdüse an die Rohrschlange io eines Tauchkondensators
ii angeschlossen. 1a und 13
sind die Kühlwass.ereintritts- und -austrittsstutzen
des
Kondensators. Von der Rohrschlange io zweigt unten eine Rohrleitung 14 ab, die in
einem Solebad eines Flüssigkeitskühlers 15 eine kleine Rohrschlange 16 bildet. Vom
Flüssigkeitskühler führt die Rohrleitung 14 zum Saugraum einer selbsttätig wieder
anspringenden Dampfstrahlpumpe 17. Die Eintritts- und Austrittsdüse dieser Pumpe
sind durch die Rolirleitu:igcii 18 und i9 mit dem Verdampfergefäß 2 verbunden. Wie
die meisten Dampfstrahlpumpen, so besitzt auch die Dampfstrahlpumpe 17 einen Schlabberraum.
Dieser Raum steht durch eine Rohrleitung 2o mit der Rohrschlange io in Verbindung.
Vom unteren Ende der Rohrschlange io zweigt außer der Rohrleitung 14 noch eine mit
einem Regulierventil 21 versehene Leitung 22 ab, die an das untere Ende einer kleinen
Rohrschlange 23 angeschlossen ist. Letztere liegt ebenfalls wie die Rohrschlange
16 im Solebad des Flüssigkeitskühlers. Das obere Ende der Rohrschlange 23 ist mit
der Rohrschlange 9 verbunden.
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Das gesamte Rohrsystem mit dem Verdampfergefäß, dem Kompressor und
der Pumpe ist mit einem Kältemittel, z. B. schwefliger Säure oder Kohlensäure, in
Form von Dampf und Flüssigkeit gefüllt. Im Verdampfergefäß bezeichnet 24 den Flüssigkeitsspiegel.
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Die Betriebs- und Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Durch
die den Behälter 4 durchströmende Heizflüssigkeit wird das im - Verdampfergefäß
2 und in der Rohrschlange 3 enthaltene flüssige Kältemittel zur Verdampfung gebracht:
` Der entwickelte Dampf strömt zum Teil durch die Leitung 7 in den Dampfstrahlkompressor
8 und saugt dort aus dem Niederdruckverdampfer kommenden Dampf ab, mit dem er sich
mischt, worauf das entstandene Gemisch unter einem Druck, der notwendigerweise niedriger
ist als der Druck im Gefäße 2 und in der Rohrschlange 3, aus dem. Kompressor in
die Kondensatorschlange io gedrückt "wird, in der es sich infolge Wärmeentzuges
durch das Kühlwasser verflüssigt. Die gebildete Flüssigkeit teilt sich beim Austritt
aus dem Kondensator in zwei Teile. Der eine Teil der Flüssigkeit strömt durch die
Leitung 22 in die Rohrschlangen 23 und g. Hierbei wird dieser Teil der Flüssigkeit
durch das Regulierventil auf eine so niedrige Spannung abgedrosselt, daß er in den
Rohrschlangen 23 und 9 verdampft. Die zur Verdampfung erforderliche Wärme wird der
'Sole und der Umgebung der Rohrschlange g entnommen, wodurch eine Abkühlung der
Söle und als nutzbare Leistung der Vorrichtung eine Abkühlung der Umgebung der
- Rohrschlange 9 erzielt wird. Aus der Verdampferschlange 9 gelangt der entstandene
Dampf wieder in den Dampfstrahlkompres-' sor, um von neuem einen Kreislauf zu beginnen.
Der andere aus der Kondensatorschlange io austretende Teil der Flüssigkeit fließt
durch die Leitung 14 in die Rohrschlange 16, wo er durch die Sole auf eine so niedrige
Temperatur abgekühlt wird, daß er durch die Dampfstrahlpumpe 17 abgesogen werden
kann. Die Absaugung dieser Flüssigkeit durch die Dampfstrahlpumpe erfolgt mit Hilfe
von hochgespanntem, aus dem Verdampfergefäß 2 kommendem Dampf, welcher der - Pumpe
durch die Leitung 18 zugeführt -wird. In der Pumpe kondensiert sich dieser Dampf
infolge von Vermischung mit der abgesogenen, kalten Flüssigkeit. Das entstehende
Flüssigkeitsgemisch wird hierbei auf einen so hohen Druck gebracht, daß es durch
die Leitung ig in das Verdampfergefäß 2 zurückfließt, worauf es wieder verdampft
und damit ebenfalls einen neuen Kreislauf beginnt: -Wird durch die Dampfstrahlpumpe
überschüssige Flüssigkeit angesogen, was insbesondere beim Anlassen der Pumpe vorkommen
kann, so> fließt diese Flüssigkeit -durch- das Schlabberrohr 2o in die Kondensatorschlange
io ab.
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- Ein Steigen oder Fallen des Flüssigkeitsspiegels im Verdampfergefäß
2 und in der Kondensätorschlange'lo "vergrößert oder verkleinert dieLeistung der
Dampfstrahlpumpe. Würde der Flüssigkeitsspiegel im Verdampfergefäß bis zur Mündung
der Leitung i8 steigen, so würde er den Dampfeintritt in diese Leitung unterbrechen
und damit die Pumpe 17 vorübergehend außer Betrieb setzen.
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Der Dampfstrahlkompressor und die Dampfstrahlpumpe arbeiten unter
ganz analogen Bedingungen wie die Dampfstrahlkompressoren bei Kondensationsanlagen
bzw. wie die Speisewasserinjektoren bei Dampfkesseln.
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Die vorliegende Kälteerzeugungsvorrichtung läßt sich in kompendiösen,
für den Kleinbetrieb 'geeigneten Bauarten ausführen. Das in der Zeichnung darge§tellte
Ausführungsbeispiel ist schön deshalb für den Kleinbetrieb ganz besonders geeignet
und überhaupt sehr vorteilhaft, weil es keine bewegten Teile besitzt.