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Absorptionskältemaschine mit einem schwingbaren Rahmen. Die Erfindung
betrifft eine Absorptionsl:ältemaschine mit einem schwingbaren Rahinen, der an einem
Ende einen Behälter zum Austreiben und Absorbieren der Dämpfe des Kühlmittels und
am anderen Ende einen Kondensator für diese Dämpfe enthält, wobei durch Übertragung
des Kühlmittels vom Kocherabsorber zum Kondensator der Rahinen ausgeschwungen, die
Heizung und Kühlung des Kocherabsorbers und die Kühlung cles Kondensators selbsttätig
geregelt wird.
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Gemäß der Erfindung dient der Kondensator gleichzeitig als Verdampfer
und kommt während der Absorptionsperiode derart oberhalb des Kocherabsorbers zu
liegen, daß alle im Verdampferkondensator verbliebene Flüssigkeit in den Kocherabsorber
zurückfließen kann, wenn der Rahmen aus der Lage, welche er in der Absorptionsperiocle
einnimmt, in die Lage der Verdampfungsperiode ausgeschwungen wird. Dadurch werden
die üblichen nachteiligen, nachgiebigen Verbindungen zwischen den beweglichen Behältern
und feststehenden Teilen der Anlage vermieden, und außerdem wird bei jedem Kreislauf
der Rest der wässerigen Lösung im Kondensator dem Kocherabsorber zugeführt, so daß
der Wirkungsgrad der Anlage stets gleich gut bleibt. Außerdem wird die Regelung
der Kühlung und Heizung selbsttätig lediglich durch die Lage des Schwingrahmens
bestimmt und nicht, wie bekannt, durch besondere, durch Schwerkraft wirkende Mittel,
welche versagen können und Betriebsstörung hervorrufen. Ein weiterer Vorteil besteht
in der Ausschaltung der Heizung, wenn die Zufuhr des Kühlwassers vermindert wird.
Dabei wird zu gleicher Zeit das Kühlwasser selbsttätig nach dem Kocherabsorber geleitet.
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Durch einen Abscheider, der Quecksilber als Abschlußmittel enthält,
wird die Leitung abgeschlossen, durch welche etwa vorhandene Restlösung im Verdampferkondensator
bei jedem Ausschwingen des Rahmens in den Kocherabsorber= zurückgeführt wird, und
außerdem eine andere Leitung, die ebenfalls in den Abscheider mündet und durch welche
die Dämpfe aus dem Kocherabsorber während der Verdampfungsperiode hindurchgehen
und dem Verdampferkondensator zugeführt werden, so daß während der Absorptionsperiode
die Dämpfe nicht durch diese Leitung in den oberenTeildesKocherabsorbers, sonderndurch
eine andere Leitung unmittelbar in das Innere des Kocherabsorbers geführt werden,
um dort gut absorbiert zu werden. Dabei ist der Abscheider durch ein $-förmiges
gebogenes Rohr mit einer Kammer verbunden, in welche das Quecksilber während der
Verdampfungsperiode vollkommen hineingedrückt wird und zwecks Verschickung des Apparates
in dieser Kammer gehalten wird, um ein Fließen des Quecksilbers in den Verdainpferkondensator
oder Kocherahsorber zu verhindern.
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Schließlich wird beim Ausschwingen des Rahmens in die Lage der Absorptionsperiode
Kühlwasser, .das in einem vom Rahmen getragenen Vorratsbehälter angesammelt
wurde,
in besondere Gefrierbehälter geleitet, in welche Finger des Kondensators eintauchen
und dort während der Absorptionsperiode einfrieren. Die Eisblöcke werden erst dann
von den Wänden der Gefrierbehälter gelöst, wenn die Temperatur in der sie enthaltenden
Kammer hoch genug gestiegen ist, wodurch der unnötige Verbrauch des Heizmittels
vermieden wird. Es wird also hauptsächlich durch die Gesamtausbildung der Maschine
eine äußerst wirkungsvolle und betriebsichere Absorptionskältcinaschine erhalten.
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In den Zeichnungen wird eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, und es zeigt: Abb. i einen Schnitt der Maschine in der Arbeitsstellung
während der Verdampfung des Kältemittels (Verdampfungsperiode), Abb.2 eine schematische
Ansicht ähnlich der Alib. i und zeigt den Apparat während der Absorption des Kältemittels
(Absorptionsperiode), Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der AM). 2
Abb. .I einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Abb. i, Abb. 5 einen senkrechten Schnitt
nach der Linie 5-5 der Abb. 6 und zeigt die Einrichtung zum Regeln der Zufuhr des
Kühlwassers und zum Unterbrechen des Heizmittels bei Abnahme des Kühlwassers unter
einer bestimmten Menge, Abb. 6 einen wagerechten Schnitt nach der Linie 6-6 der
Abb. 5, Abb. i eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Verteilen des Kühlwassers
und Abb. 8 einen senkrechten Schnitt nach der Linie 8-8 der Abb.7.
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Das Gehäuse i wird durch eine Wand 2 in zwei Kammern 3 und 4 unterteilt.
Eine Tropfpfanne 5 steht auf dem Boden des Raumes 4 und besitzt niedrige senkrechte
Wände 6 und nach aufwärts sich erstreckende Arme 7 entlang der Wand 2. An diesen
Arinen ;ist durch Schrauben 8 ein Lager 9 finit einem Ringteil fo befestigt. In
den Armen 7 ist eine Welle i i gelagert, die zur Unterstützung des Schwingrahmens
12 dient. Dieser besitzt nach links durch die Kammer .I verlaufende Arme
13 zur Unterstützung des Kocherabsorbers i9 und nach rechts verlaufende Arme
14 zur Unterstützung des Verdampferkondensators 2o. Die Ausschwingbewegung des Rahmens
12 wird nach rechts durch Anschlagen des kreisförmigen Teiles 21 gegen den Ringteil
io beschränkt und nach links durch einen im Lager 9 befestigten Bolzen 18, der durch
den Schwingrahmen hindurchtr itt und am Ende -Muttern i; und eine Unterlegscheibe
16 trägt. Während der Absorptionsperiode (Abb. 2) schließt dieser kreisförmige Teil
21 die Öffnung zwischen den Kammern 3 und 4 dicht ab.
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Der Verdampferkondensator besteht aus einer Anzahl nebeneinanderliegender
Röhren 22, deren innere Enden abgeschlossen sind und an einer Mulde 23 und Flanschen
24 des Armes 14 befestigt sind. Die äußeren Enden der Röhren münden in ein Abschlußstück
26, dessen Boden schräg nach einer Seite verläuft, wobei in der tiefsten Stelle
eine Rückleitungsröhre 28 (Abb. i und 4) in das Abschlußstück 26 mündet. Das Ausschwingen
des Rahmens von der einen in die andere Lage findet in bekannter Weise durch die
Überführung der Ammonialcdämpfe von einem Behälter in den andern statt. Beim Ausschwingen
des Behälters von der in Abb. 2 gezeigten Lage (Absörptionsperiode) in die in Abb.
i gezeigte Lage (Verdampfungsperiode) wird etwa in dem Verdampferkondensator 20
vorhandene übriggebliebene wässerige Lösung des Ammoniaks durch diese Leitung 28
einem Abscheider 70 zugeführt und läuft von dort durch ein Rohr 69 in das
Innere des Kocherabsorbers i9. In diesen Abscheider 7o mündet weiterhin ein Rohr
68, das vom. oberen Teil des Kocherabsorbers i9 ausgeht, zur Überführung der während
der Verdampfungsperiode gebildeten Ammoniakdämpfe nach dem -'erdampferkondensator
2o. Diese Dämpfe strömen durch die Röhren 74 und 28 in den Kondensator ein und werden
dort in den Wasser gekühlten Röhren 22 kondensiert und sammeln sich infolge der
Schräglage dieser Röhren (Abb. i) im inneren linken Teil derselben an. Sollte ein
Versagen des Apparates eintreten, so daß Umschwingen des Rahmens 12 nicht stattfindet,
so würde <lie kondensierte Ammoniaklösung, wenn sie den oberen Rand der Röhren
22 erreicht, wieder durch das Rohr 28 in den Kocherabsorber -zurückfließen. Während
der Absorptionsperiode (Abb. 2) «-erden die Röhren 68, 28 in dein Abscheider durch
eine Abschlußflüssigkeit, und zwar Quecksilber, abgeschlossen, so daß die im Verdampferkondensator
erzeugten Dämpfe durch das Rohr 74 in den Abscheider und von da durch das Rohr 69
in das Innere des Absorl-ers gelangen, um auf diese Weise von der dort vorhandenen
Flüssigkeit gut absorbiert zu werden. Zu gleicher Zeit wird durch das Abschließen
des Rohres 28 das Absaugen der Ammoniaklösung aus dem Verdampferkondensator 2o durch
dieses Rohr in den Abscheider vermieden. Das Quecksilber im Abschcider wird während
der Verdainpfungsperiode durch den Druck im Abscheider und durch die Lage desselben
während
dieser Periode durch ein $-förniiges Rohr 71 vollkommen
in eine Kammer 1-2 gedrückt und gibt infolge der Lage der Kammer 72 während der
Verdampfungsperiode .las Rohr 71 frei, so daß in der Kammer ; 2 derselbe hohe Druck
erzeugt wird, wie im Alischeider 70. Beim Umschwingen in die Absorptionsperiode
wird durch Änderung der Lage der Kammer 72 das Quecksilber das untere Ende des Rohres
;1 abschließen, und bei Verminderung des Druckes in dem Abscheider 7o wird das Quecksilber
in den Abscheider gesaugt und dient, wie oben erwälint, zum Abschluß der Röhren
68, 28.
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Bei Verwendung der Maschine wird das Quecksilber in die Kammer 72
gedrückt und cler Schwingrahmen in der Lage -i gehalten und die Heizung unterbrochen,
bis gewöhnlicher Druck in der Kammer 72 hergestellt ist. Dadurch wird das Quecksilber
in der Kammer 72 eingeschlossen und kann nicht heim Umstürzen usw. in den Kondensator
oder Absorber fließen. Das Quecksilber und die Ammoniaklösung werden in der Fabrik
nach Herstellung eines Vakuums in dein Abscheider usw. durch das Rohr 73 zugeführt,
worauf das Rohr verlötet wird.
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Die Verteilung des Kühlwassers geschieht auf folgende einfache Weise:
Ein oben offener Behälter 30 wird durch eine Wand 45 in zwei Kammern unterteilt.
In die eine Kammer mündet von unten ein Rohr 3i, «-elches nach einem Vorratsbehälter
.I8 führt, der vom Flansch 24 des Rahmenarmes 1.4 getragen wird, und voll diesem
Behälter führen eine Anzahl Röhren .49 nach den äußeren Enden der Röhren 22, uni
dieselben mit Kühlwasser zu versehen, wenn der Schwinb rahmen sich in der in Abb.
i gezeigten Stellung (Verdampfungsperiode) befindet. Ein anderes Rohr 32 mündet
in die andere Kamnier des Behälters 30 und endet über dem Kocherabsorber
i 9 oder in einem Kühlmantel 55 desselben, in welch letzterem Falle ein Ablaßrohr
56 das Kühlwasser einem Trog 53 zuführt, wo es durch Abflußrohr 54 auf -gleicher
Hölle erhalten wird. Das für die Kühlung der Röhren 22 benutzte Wasser fließt durch
die infolge der Anordnung der Röhren 22 gebildeten Rinnen in die Mulde 23 (Abb.
3) und von da durch den Arm 1,4 und eine Ablaßleitung 5o in einen Kühlmantel 51
(Abb. i und 3), welcher den unteren Teil des Rohres 68 umgibt. Der Zweck dieses
Kühlinantels ist, etwa mitgerissene gesättigte Wasserdämpfe abzukühlen, so daß sie
wieder in den Kocherabsorber zurückfließen. Von dein Kühlmantel 51 führt ein Rohr
52 nach dein Trog 53.
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Beim Ausschwingen des Rahmens in die in Abb. 2 gezeigte Lage fließt
das im Vorratsbehälter 48 aufgespeicherte Wasser durch die Röhren ¢9 und dann durch
Schlitze 75 zwischen den äußersten Enden der Röhren 22 hindurch (Abb. 2) und rieselt
entlang den Fingern 76 in die Gefrierbehälter 77 und außerdem durch eine
kleine Offnung 82 (Abb. 3) zwischen den mittleren Röhren nach dem Boden des Abschlußstückes
26 und von da an einem Fsnger 81 entlang in einen Behälter 8o. Etwa überflüssiges
Wasser läuft in den darunter befindlichen Behälter 79 (Abb. 2) und dann durch ein
Rohr 83 in den Trog 53. Während der Absorptionsperiode gefriert das Wasser in den
Behältern 77, 80 und hält durch Eintauchen der Finger 76, 81 in diese Behälter 77,
8o den Schwingrahmen nach Beendigung der Absorptionsperiode in der in Abb.2 gezeigten
Lage so lange fest, bis die Eisblöcke durch Schmelzen i an den Wänden der Behälter
77, 8o gelöst werden, worauf die an den Fingern 76 haftenden Eisblöcke 88 herausgehoben
und nach weiterer Erwärmung abgestreift werden und auf den Korkisolierboden 89 des
Behälters 79 fallen.
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Ebenso wie je nach der Lage des Schwingrahmens (Abb. i und 2) das
Kühlwasser aus einem Rohr 29 entweder dein V erdampferkondensator oder dein Kocherabsorber
zugeführt wird, wird auch die Heizung lediglich durch die Lage des Schwingrahmens
bestimmt. In der in Abb. i gezeigten Lage treten zwei vom Kocherabsorber getragene
Elektroden 58 in Behälter 59 ein, die von einem feststehenden Flansch getragen werden,
mit Quecksilber gefüllt sind und mit den elektrischen Leitungen 62, 63 verbunden
sind. Die Elektroden 58 führen zu einem in Abb. 2 durch einen Kreis angedeuteten
Heizkörper 57 im Kocherabsorber. Bei Ausschwingen in die in Abb.2 gezeigte Lage
treten die Elektroden 58 aus dem Behälter 59 heraus, und der Stromkreis wird unterbrochen.
Die Leitungen 62, 63 führen ,@ eiterhin zu einem Behälter 33 (Abb. 5 und 6), und
zwar zu Armen 65, die auf einem Isolierblock 67 befestigt sind und herabhängende
Stangen 66 tragen, welche z. B. in einen . finit Quecksilber 42, gefüllten Behälter
.41 eintauchen oder nicht, je nach der Lage dieses Behälters, welcher in einer Vertiefung
d.o eines Schwimmers 38 ruht. Dieser Schwimmer wirkt auf ein Ventil 37 ein, durch
welches die Wasserzufuhr in den Behälter 33 geregelt wird, so daß der Wasserspiegel
sich gewöhnlich auf einer bestimmten Höhe in der Pfanne 34 des Behälters 33 befindet.
Sinkt jedoch der Wasserspiegel, z. B. durch mangelhaften Zufluß des Wassers, unter
ein bestimmtes Maß, so wird der Kontakt zwischen den Stangen 66 aufgehoben und der
Stromkreis für die Heizung unterbrochen.
Der Kontakt kann auch durch
andere Mittel, außer Quecksilber, erzeugt werden. Außerdem kann bei einer andern
Heizvorrichtung durch Sinken des Schwimmers 38 ein Brennstoffventil geschlossen
werden. Bei zu starkem Zufluß des Kühlwassers in den Behälter 33 fließt dasselbe
durch ein weites Rohr 43 ab. Das Rohr 29 für die Verteilung des Kühlwassers verläuft
von dem Behälter 33 senkrecht nach unten und ist dann wagerecht abgebogen. Bei Sinken
des Wasserspiegels fließt das Wasser nicht in Form des. Strahles 44 (Abb. 8), sondern
in Form des Strahles 46 heraus und auf die schräge Wand 47 des Behälters 30 und
dann durch das Rohr 32 dem Kocherabsorber zu. Aus obigem ist ersichtlich, daß zur
Unterbrechung der Kälteerzeugung lediglich die Wasserzufuhr durch die Rohrleitung
35 abzusperren ist und umgekehrt.
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Ein Rohr 9 i führt von dem Kocherabsorber i9 in den Wassertrog 53
und ist unten durch eine Membrane abgeschlossen, welche bei zu starkem Druck im
Kocherabsorber zerplatzt, die Ammoniakdämpfe in das Wasser führt und Explosion verhindert.
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Die während der Absorptionsperiode durch den Verdampferkondensator
abgekühlte Luft sinkt nach unten um die Prellplatte 84. herum und dann über die
innere niedrig gehaltene senkrechte Wand des Behälters 79 und schließlich durch
die Öffnungen 85 in den Kühlraum S (Abb.2), während die warme Luft im oberen Teil
der Kammer durch einen senkrechten seitlichen Raum 86 nach oben fließt und dann
in Berührung mit dem Verdampferkondensator gebracht wird, so daß ein fortwährender
Kreislauf während der Absorptionsperiode stattfindet, nicht jedoch während der Verdampfungsperiode,
in welcher der obere Teil der Kammer 3 verhältnismäßig warme stillstehende Luft
enthält.