DE457681C

DE457681C - Kuehlverfahren

Info

Publication number: DE457681C
Application number: DES73658D
Authority: DE
Original assignee: Silica Gel Corp
Current assignee: Silica Gel Corp
Priority date: 1925-03-11
Filing date: 1926-03-12
Publication date: 1928-03-26

Description

Kühlverfahren.

Vorliegen " ,rüg betrifft ein Verfah-

ren und ein' ' g zur Kälteerzeugung,

und zwar in' %ein derartiges Verfah-

ren, bei dem' . igkeit verdampft und

der Dampf in festen porösen Adsorp-

tionskörper adsorbiert wird, der in einem

Austreibungsprozeß wieder von dem Dampf befreit wird. Der Hauptgegenstand der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine verbesserte, vollständig selbsttätige Apparatur dieser Art, ohne Kompressorpumpe oder ähnliche maschinelle Einrichtungen, als Kälteerzeuger dient, so daß sie keine Wartung benötigt und völlig zuverlässig und dauerhaft ist und den höchsten Anforderungen, beispielsweise für Kühlwagen von Eisenbahnen, dienen kann. Die wesentlichen Kennzeichen der Erfindung sind folgende.

i. Selbsttätige Ventileinstellung in dem Verbindungskanal zwischen dem Verdampfer und dem Adsorber, derart, daß das Ventil geöffnet ist, wenn das poröse Material Dampf adsorbiert, und geschlossen ist, wenn das Material aktiviert wird.
z. Selbsttätige Vorrichtungen zur Aufrechterhaltung von verschiedenen Temperaturen in zwei Verdampfern.
3. Vorrichtungen und Verfahren, das System von schwer kondensierbaren Gasen rein zu halten, ohne eine Pumpe zu gebrauchen. so daß keine schwer kondensierbaren Gase in dem Adsorber die schnelle Adsorption des von dem Verdampfer herkommenden Dampfes stören können.
Auslaß der Gase aus der zweiten Abteilung des Kondensators in die Atmosphäre. Ausstoßen der Gase durch die kondensierten Dämpfe, sofern die Dämpfe erhitzt sind. Infolge der Erhitzung des kondensierten Dampfes wird ein Minimum von Luft mitgerissen.
4.. Ein Kondensator, der eine schnelle Aktivierung des Adsorptionsmaterials hervorruft. Das wird durch teilweise Kondensation des Dampfes, der während der Austreibung oder Aktivierung ausgetrieben wird, bei unteratmo:sphärem Druck erreicht, und weitere Kondensation bei atmosphärischem Druck.
5. Überwachung der Rückkehr des kondensierten Dampfes zu dem Verdampfer, so daß ein ständiger Wechsel mit dem Abkühlungseffekt erreicht ist, d. h. je höher die Temperatur der Flüssigkeit in dem Verdampfer der Abkühlungskammer ist, um so schneller kehren die kondensierten Dämpfe zu dem Verdampfer zurück.
6. Selbsttätige Überwachung der Austreibung oder Aktivierung des Adsorptionsmaterials. Diese Aktivierung kann zweckmäßig durch den Abkühlungseffekt überwacht werden, der durch die Temperatur der Flüssigkeit des Verdampfers angezeigt wird. Eine andere Möglichkeit der Kontrolle ist durch die Dampfmenge gegeben, die in dem Kondensator kondensiert wird, und weiterhin durch die Temperatur des aus dem Adsorptionsmaterial ausgetriebenen Dampfes. Die Aktivierung wird nach dem Beginn so lange fortgesetzt, bis die Temperatur des freigegebenen Dampfes fällt, oder mit andren Worten, bis der Dampf nahezu vollständig aus dem Adsorptionsmaterial entfernt ist.
7. Verbindungsvorrichtungen für die beiden Abteilungen des Kondensators, derart, daß Dämpfe und Kondensat nicht eher von der ersten Abteilung auf die zweite Abteilung übergehen, als bis der Druck in der ersten Abteilung um einen geringen Betrag den in der zweiten Abteilung überragt.
B. Verbindungsvorrichtungen zwischen dem Adsorber und dem Kondensator, die derartig ausgebildet sind, daß sie die Verbindung zwischen den genannten Teilen auflieb,en, wenn der Adsorber Dämpfe a.dsorbiert, und die das Einströmen von Dämpfen in den Kondensator ermöglichen, wenn das Adsorptionsmaterial aktiviert wird.
9. Vorrichtungen für eine Apparatur mit mehreren Adsorbern, um nacheinander die Adsorber zu aktivieren, indem die Aufeinanderfolgen von Aktivierungen durch den Abkühlungseffekt -bestimmt sind, d. h., je wärmer die Flüssigkeit in dem Verdampfer ist, um so zahlreicher sind die Aktivierungen.
Andere Merkmale der Erfindung sind aus der Beschreibung zu ersehen, die in Zusammenhang mit den Abbildungen ausgeführt ist.
Es stellen dar: Abb. i eine Darstellung einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, insbesondere für kleinere Gebrauchsmengen bestimmt (Haushaltungsapparate), Abb.2 eine Vorrichtung nach der Erfindung für größere Einheiten, Abb.3 einen teilweisen Schnitt nach der Linie 3-3 der Abb.2. Abb. 4. angenähert den Gasverteiler und die Vorrichtungen zur Betätigung des Gasverteilers durch die Dampfventile, Abb.5 eine Draufsicht auf die Einrichtung nach der Ab b. 4, Abb. 6 eine hauptsächlich geschnittene Ansicht ,des Gasventils und der dazugehörigen Kontrolleinrichtung, Abb.7 einen Schnitt einer Einzelheit der genannten Kontrolleinrichtung, Abb.8 eine Schnittdraufsicht nach der Linie 8-8 der Abb. 6, Abb.9 eine Schnittansicht des Gasverteilers nach der Linie 6-6 der Abb.5. Abb. i o eine Schnittansicht der Linie i o- i o der Abb. 9, Abb. i i eine Schnittansicht des C-berwachungsventils für den zum Verdampfer zurückströmenden kondensierten Dampf, Abb. 12 eine Schnittansicht des Ventils, das den von den Verdampfern herkommenden Dampfstrom überwacht, Abb.13 eine teilweise Ansicht, aus der abgeänderte Vorrichtungen zur Überwachung der Aktivierung zu ersehen sind, Abb. i ¢ eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Adsorbereinheit, Abb. 15 eine Draufsicht auf den röhrenförmigen Verdampfer, Abb. 16 eine- Ansicht, bei der das den Dampfstrom des röhrenförmigen Verdampfers überwachende Ventil: weggelassen ist, Abb. 17 eine andere Ausführungsform. Die in der Abb. i dargestellte Apparatur enthält einen VerdampferE, der eine verdunstb.are Flüssigkeit, beispielsweise Salzlösung, enthält, einen Adsorber A, der in Verbindung mit dem Verdampfer steht und der mit einem festen, porösen Adsorptionsmaterial, z. B. Silica Gel, gefüllt ist, und einen Kondensator C, der die Abtrennung des Dampfes von dem Adsorptionsmaterial bewirkt und für die Rückkehr des Dampfes zu dem Verdampfer sorgt.
Der Verdampfer wird zweckmäßigerweise so .ausgeführt, daß er eine möglichst große Oberfläche besitzt. In der dargestellten Ausführungsform enthält er eine Reihe von horizontal übereinander --angeordneten Verteilern 2o, 21, 22 und 23. Wie aus Abb. 15 zu erkennen ist, enthält jeder dieser Verteiler ein Kopfstück 24. und eine Reihe von Röhren, von denen jede an einem Ende verschlossen und am andern Ende mit dem Kopfstück verschweißt ist. Jedes Kopfstück ist an einem Ende mit einem aufwärts gebogenen Teil 26 versehen, .der in ein Steigrohr 27 einmündet. Der Dampf, der aus der in den Verteilern befindlichen Flüssigkeit entsteht, strömt durch die gebogenen Teile 26 in das Steigrohr 27 hinein. Wie weiter unten erklärt ist, -wird die Flüssigkeit in den oberen Verteiler geliefert. Sie fließt durch ein Rohr a 8 in den zweiten Verteiler über. In derselben Weise ist jeder deir Verteiler mit einem überlaufrohr 28 für die Belieferung des nächst tiefer gelegenen Verteilers versehen. Die oberen Enden der Röhre 28 ragen in die Kopfstücke 2q. hinein, so .daß die Flüssigkeit nicht eher in den nächsten Verteiler überläuft, als bis sie zu einer Höhe sich angesammelt hat, die der oberen Endkante der Rohre 28 entspricht. Es ist klar, daß durch die große äußere Oberfläche eines derartigen Verdampfers Temperaturänderungen in der Abkühlungskammer sehr wirksam den Verdampfer beeinflussen. Der Verdampfer nimmt weiterhin die Flüssigkeit so auf, daß eine große Flüssigkeitsoberfläche der Verdampfung zugänglich ist. Auch dieser Umstand trägt dazu bei, daß der Verdampfer sehr schnell Änderungen der Temperatur in dem Abkühlungsraum entspricht.
In dem Fall, daß gleichzeitig Eis hergestellt werden soll, ist zweckmäßigerweise ein zusätzlicher Verdampfer 29 vorzusehen. Wie aus der Abb. i zu ersehen ist, besitzt dieser in seiner oberen Abschlu13fläche Vertiefungen 3o, die zur Aufnahme von Zellen oder Formen dienen, die mit dem Gefrierwasser gefüllt werden. Flüssigkeitsdampf des Verdampfers 29 strömt durch die Rohre 31 und 32 in ein Steigrohr 3 3. Der Behälter 29 wird zweckmäßigerweise durch den tiefsten Verteiler mit Hilfe eines Lberlaufrohres 3.1, das den Cberlaufrohren 28 ähnlich ist, mit Flüssigkeit beliefert.
Der Dampf wird von dem Verdampfer zum Adsorber geführt. Zu diesem Zweck stehen die Steigrohre 27 und 33 in Zusammenhang mit einem Kanal 35, der zu dem Adsorber A hinführt. Um Eis in dem Verdampfer 29 herzustellen, wird die Temperatur der in diesem Verdampfer verwendeten Salzlösung auf eine Temperatur gebracht, die niedriger als die Temperatur der Salzlösung in dem oberen Verdampfer ist. Um zu diesem Ergebnisse zu kommen, wird beim Beginn eines Adsorptionsvorgps die Verbindung zwischen dem obesnerdampfer und dem Adsorber so lange witerbrochen, bis die Temperatur der in dem unteren Verdampfer befindlichen Salzlösung genügend gesunken ist. Darauf wird das Steigrohr 27 in Verbindung mit dem Adsorber gebracht. Es bleibt in dieser Verbindung so lange, bis der Adsorptionsvorgang sein Ende erreicht hat. Dies--s Ergebnis wird durch ein Ventil 36 erreicht, das durch einen von der Temperatur im unteren Verdampfer abhängigen Element 37 eines Thermostaten betätigt wird.
Eine Ausführungsform des Ventils 36 ist im einzelnen in der Abb. 12 dargestellt. Der Körper 38 besitzt einen Einlaß 39, an den das Steigrohr 27 sich anschließt, und einen Auslaß .1o, mit dem der Kanal 35 in Verbindung steht. Innerhalb des Ventilkörpers ist der Ventilsitz .1 i vorgesehen, dem der Ventilteller :12 entspricht. Der Ventilteller 42 wird auf den Sitz gepreßt und von ihm entfernt, um den Dampfstrom, der aus dem Verdampfer herkommt, zu überwachen. Zu diesem Zweck wird der Ventilteller 4.2 durch das Endstück eines blasebalgartigen Rohres 43 getragen, das aus Metall oder einem anderen geeigneten Material besteht und das an dem dem Ventilteller abgewandten Ende mit dem Ventilkörper fest verbunden ist. Wie aus der Abbildung zu ersehen ist, ist diese Verbindung derart vorgenommen, daß das Ende des blasebalgartigen Rohres mit einem Flansch 44 eines durch die entfernbare Endwand .16 des Ventilkörpers hindurchragenden Rohres .15 verbunden ist. Dieses Rohr besitzt eine Bohrung geringen Durchmessers, und das Ende des sich zu dem von der Temperatur abhängigen Element 37 erstrekkenden Rohres .17 ist in dem Rohr .15 durch Schweißung festgehalten. Die Verbindung zwischen dem Flansch 4 4. und der Endwand .16 muß völlig gasdicht sein. Demzufolge ist das Rohr 4.5 bei 48 mit einer Endwand verschweißt. Um diese Schweißverbindung von Zugbeanspruchung zu entlasten, ist das Ende des Rohres 4.5 mit Gewinde versehen, auf das eine Mutter 49 aufgeschraubt ist. Da diese Mutter 49 gegen eine Hülse 5o sich legt, die ihrerseits gegen die Endwand 4.6 l epreßt wird, ist die Entlastung von Zugbeanspruchung erreicht. In dieser Weise wird durch Aufschrauben der Mutter ,19 die Endwand .16 zwischen dem Flansch 44 und die Hülse 5o eingeklammert.
Der Thermostat, der aus dem Element 37, dem Rohr 4 7 und dem blasebalgar tigere Rohr .13 besteht, ist mit einer geeigneten Flüssigkeit ausgefüllt, die bei Temperatursteigerung die blasebalgartigen Teile ausdehnen wird. Somit wird, bei Steigerung der Temperatur der Salzlösung in dem Eiserzeugt-mgsbeh.älter 29 über den bestimmten Wert hinaus, das Ventil gegen seinen Sitz gepreßt, so daß kein Dampf aus dem oberen Verdampfer verdampfen kann. Der Eiserzeugungsverdampfer ist nun aber in unmittelbarer Verbindung mit dem Kanal 35 durch das Steigrohr 33, so daß, aus- ihm Dampf entweichen kann, wodurch die Temperatur der in ihm enthaltenen Salzlösung außerordentlich herabgemindert wird. Sowie die Temperatur den bestimmten Wert erreicht hat, wird das Ventil 42 geöffnet und so der obere Verdampfer in Verbindung mit dem Kana135 gebracht.
Der Kana135 führt zu einem Ventilgehäuse 51 hin, das seinerseits mit dem Kopfstück 52 des Adsorbers A zusammenhängt f Abb. 14). In der dargestellten Ausführungsform des Adsorbers besitzt das Kopfstück 52 eine Anzahl von Rohren 53, die mit dein Adsorber in Schweißverbindung stehen und deren nach unten ragende Enden geschlossen sind. Ein rohrartiges Sieb 54. ist in jedem Rohr derart angeordnet, daß es sich über die ganze Länge erstreckt und in das Kopfstück hineinragt. Die hohlringförmigen Zwischenräume zwischen den Sieben und den Innenflächen der Rohre sind mit Silica Gel oder mit einem anderen geeigneten Adsorptionsmaterial ausgefüllt. Natürlich werden so viele Adsorptionseinheiten oder 'Verteiler vorgesehen, wie zur Erreichung der gewünschten Kälteerzeugung notwendig ist. Für kleinere Einheiten genügt ein Verteiler. Dieser Adsarptionsverteiler wird von einem wärmeundurchlässigen Gehäuse 55 umgeben, dessen oberer Tei156 trichterförmig ausgeführt und mit einem Schieber 57 versehen ist, der die Verbindung mit der Atmosphäre herstellen kann. Geeignete Vorrichtungen sind für die Aktivierung des Adsorptionsmaterials vorgesehen. In der dargestellten Ausführungsform befindet sich ein Brenner 58 in dem unteren Teil des Gehäuses 55 unter den röhrenförmigen Adsorbereinheiten. Eine Öffnung 59 sorgt für die Luftzufuhr. Ein Vorteil dieser senkrechten Anordnung der Adsorptionsrohre innerhalb des Gehäuses besteht darin, daß die so erhaltene Zugwirkung eine gute Verteilung des um die Rohre befindlichen und längs der Rohre sich erstreckenden erwärmten Mittels herbeiführt, wenn das Adsorptionsmaterial aktiviert wird, und daß, die Zugwirkung gleichzeitig einen innerhalb des Gehäuses aufwärts gerichteten Luftstrom hervorruft, so daß das Adsorptionsmaterial nach der Aktivierung und während des Adsorptionsvorganges abgekühlt wird.
Ein Ventil 6o in dem Gehäuse 5 i überwacht die Verbindung zwischen dem Adsorber und dem Verdampfer. Im normalen Zustand ist dieses Ventil: geöffnet; in dem Falle, daß das Adsarptionsmaterial aktiviert wird, wird das Ventil selbsttätig geschlossen. Zu diesem Zweck ruht das untere Ende des Ventilschaftes 6 i auf einem blasebalgartigen Rohr 62 von der schon beschriebenen Bauart. Das Innere dieses Rohres ist durch das Rohr 63 mit einem temperaturabhängigen Element 64 verbunden, das in der Nähe der Adsorberrohre angeordnet ist. Normal ist die Temperatur des Adsorbers verhältnismäßig niedrig, und die; blasebalgartigen Rohre 6a sind demzufolge zusammengezogen. Die Feder 65 hält das Ventil geöffnet. Sobald wie die Erwärmung zur Aktivierung des Adsorptionsmaterials vorgenommen wird, wird das Element 64 beeinflußt. Infolgedessen dehnt sich das blasebalgartige Rohr 62 aus, das Ventil 6o wird geschlossen, und dadurch wird die Verbindung zwischen dem Verdampfer und dem Adso,rber unterbrochen. Das Ventil- 6o bleibt so lange geschlossen, bis die Temperatur in dem Adsorber genügend gesunken ist. Die durch die Temperatursenkung hervorgerufene Zusammenziehung des blasebalgartigen Rohres 62 bewirkt mit Hilfe der Feder 65 die Öffnung des Ventils 6o.
Während der Aktivierung des Adsorptionsmate.rials wird der ausgetriebene Dampf in das Ventilgehäuse 5 r geschafft, das unterhalb. des Ventils 6o mit einem Kondensator in Verbindung steht. Wie aus der Abbildung ersichtlich, strömt .der Dampf aus dem Ventilgehäuse 5 z durch ein kurzes Rohr 66 in eine Kammer 57 eines Gehäuses 68. Dieses Gehäuse ist durch eine wÄgerechte Teilwand 69 in zwei Kammern eingeteilt. Die untere Kammer ist teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt, beispielsweise Quecksilber; ein Rohr 70 ragt von der Scheidewand 69 nach unten, so daß das untere Ende in das Quecksilber eintaucht. Oberhalb des Quecksilberspiegels und unterhalb der Scheidewand 69 besitzt die Kammer durch ein Rohr 7 i die Verbindung zu einem .anderen kleinen Gehäuse 7a. Wenn der Dampf, der aus dem Adsorber ausgetrieben wird, einen geringen Dampfdruck besitzt, strömt er aus der Kammer 67 durch das Rohr 7o nach unten und dann nach oben durch das Quecksilber unter Blasenbildung. Schließlich nimmt der Dampf seinen Weg durch das Rohr 7 i zu dem Gehäuse 72 hin. Das Gehäuse 68 mit der Scheidewand 69, dem Rohr 7o und dem Quecksilber stellt somit ein Abschluß- oder Rückschlagventil dar, das ein unmittelbares Einströmen des Dampfes in den Kondensator verhindert, wenn. der Adsorber adsorbiert. Die Kammer 67 ist genügend groß, um das ganze Quecksilber aufzunehmen, so daß, sollte durch, irgendeinen Umstand das Quecksilber durch das Rohr 70 in die besagte Kammer hineingetrieben werden, es nicht in andere Teile der Apparatur übergehen würde. Das Gehäuse 72 enthält ein temperaturabhiängiges Element 73, das einem noch besonders zu beschreibenden Zweck dient.
Der mit dem Gehäuse 7 z verbundene -Kondensator besteht zweckmäßig aus zwei Teilen, so daß ein Teil des Dampfes unter unteratmosphärischem Druck kondensiert wird und daß. der Gleichgewichtszustand bei atmosphäriscihem Druck erreicht wird. Es sei erwähnt, daß der Verdampfer, der Adsorber und die bereits beschriebenen Teile unter dem Einfluß des Vakuums stehen und keine schwer kondensierbaren Gase enthalten. Sollten irgendwelche Gase doch in das System Eingang finden, so wird die Schnelligkeit, mit der das Adsorptionsmaterial die Dämpfe ansaugt, herabgemindert. Selbst die geringste Beimengung von derartigen Gasen beeinflußt merklich den Adsorptionswirkungsgrad.
Der erste Abschnitt des Kondensators ist mit dem Bezugszeichen 74 versehen und steht an einem Ende in Verbindung mit dem 'Gehäuse 7z, während das andere Ende zu einem kleinen Kondensationsbehälter 7 5 hinführt. Dieser Teil des Kondensators steht unter dem Einfluß des Vakuums. Der zweite Kondensatorabschnitt ist bei 7 6 gezeigt. Der kondensierte Dämpf sammelt sich in einem Behälter , der durch einen Auslaß 78 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Der Teit 76 des Kondensators steht daher unter atmosphärischem Druck.
Die beiden Köndensatorteile sind so miteinander verbunden, daß bei Anwachsen des Druckes des in dem ersten Kondensatorabschnitt kondensierten Dampfes über den atmospliärischen Druck um einen geringen Betrag der Dampf in den zweiten Abschnitt übergeht. Zu diesem Zweck ist ein Abschlußv entil zwischen die beiden Abschnitte eingeschaltet. Wie .aus der Abbildung zu erkennen, ist ein Quecksilberrückschlagventil zur Verwendung gekommen. Es besteht aus einem gescblossenen Gehäuse öder Behälter 79, das mit Quecksilber 79« gefüllt ist. Der Behälter ist durch ein senkrechtes Rohr 8o mit dem Behälter 75 verbunden. Das senkrechte Röhr 8o ist von einer derartigen Länge, daß der Höhenunterschied zwischen den Quecksilberspiegeln des Behälters--,79 und des -Behälters 7 5 ungefähr 76 cm beträgt. Der zweite Köndensatortei176 steht mit dem Behälter -/ 9 durch das Rohr 8 i in Verbindung. Das untere Ende des Rohres 8o taucht in das Quecl,-silber 79z ein. Der Behälter ; 9 ist etwas größer, als zur Aufnahme des ganzen Quecksilbers notwendig wäre, so daß nur ein geringes Anwachsen über atmospb.ärischen Druck genügt, um die Flüssigkeit aus dem ersten Kondensatorteil in den zweiten überzuführen-. Wenn während der Aktivierung nun der Druck in dem ersten Kondensatorteil ansteigt, wird das Quecksilber aus dem Rohr 8ö in den Behälter 79 gedrückt, -und schließlich werden, wenn der Druck in dem ersten Kondensatorabschnitt den Druck, der in dem zweiten herrscht, überwiegt, Dampf und Kondensat- aus dem unteren Ende des Rohres 8o herausgedrückt und durch das Quecksilber 7 9a unter Blasenbildung hindurchgeführt werden. Dampf und Kondensat strömen- dann durch das Rohr 81 in den zweiten Kondensatorteil 76. Der erste Kondensatorteil besitzt ein Fassungsvermögen, .das zur Kondensation eines Teiles des ausgetriebenen Dampfes ausreicht, so daß allmählich der Dampfdruck in diesem ersten Kondensatorteil anwächst, bis er schließlich ausreicht, das Füllen des zweiten Kondensatorteiles zu ermöglichen. -Wenn der ganze ausgetriebene Dampf unter atmosphärischem Druck kondensiert werden würde, wäre dazu erforderlich, daß die ganze Adsorptionsmasse bis zu einer Temperatur erhitzt werden würde, die diesem Druck entspricht, und zwar müßte das geschehen, -bevor irgendwelcher Dampf in den Kondensator einströmen würde. Mit dem zweiteiligen Verfahren ist erreicht, daß der Dampf fast 'unmittelbar nach der Anzündung des Brenners ausgetrieben und kondensiert wird. Allmählich ist dann der Druck in dem ersten Abschnitt auf den atmosphärischen Druck angewachsen, und eine beträchtliche Dampfmenge ist in der Zeit schon aus dem Adsorber ausgetrieben worden. Mit anderen Worten heißt das, daß das zweiteilige Verfahren schon das Austreiben und Kondensieren eines beträchtlichen Teiles adsorbierten Dampfes ermöglicht in einer Zeit, in der bei einem durch einen einzigen unter atmosphärischem Druck befindlichen Kondensator gekennzeichneten Verfahren noch kein Dampf ausgetrieben und kondensiert sein würde. Das zweiteilige Verfahren setzt also die Zeit, die zur Aktivierung erforderlich ist, um - einen beträchtlichen Wert herab. -Der Behälter 7-7, in dem das Kondensat sich sammelt, besitzt -ein Rohr 8?, das in den oberen- Verteiler des Verdampfers führt, so daß also das Kondensat in den Verdampfer 82 zurückgeführt wird. Eine Kühlvorrichtung 82a kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein. Der Rückflüß des kondensierten Dampfes in den Verdampfer geschieht über ein Ventil 83. das zu Überwachungszwecken angeordnet ist. Eine Ausführungsform eines Ventils, das für diesen Zweck geeignet ist, ist in Abb. i i dargestellt. Ein Ventilkörper 84. besitzt einen Eimaß, an den das Rohr 82 sich anschließt, und einen Auslaß 85, der mit dem Verdampfer in Verbindung steht. Der Weg von dem Einlaß zum Auslaß geht über ein Ventil 86, das den Ventilsitz 87 aufweist. Dieses Ventil 86 ist ,an die Endwand eines blasebalgartige:n Rohres 88, das dieselbe Konstruktion aufweist wie die im Zusammenhang mit dem Ventil 36 beschriebene, herangeführt und mit dem Ventilkörper in derselben Weise fest verbunden. Ein temperaturabhängiges - Element 89 ist in dem oberen Verdampfer untergebracht und durch ein Rohr 9o mit dem Rohr 88 verbunden. Bei steigender Temperatur der in dem Verdampfer enthaltenen Salzlösung dehnt- sich das blasebalgartige Rohr 88 aus, das Venti186 wird dadurch geöffnet, und somit kann der kondensierte Dampf zu dem Verdampfer zurückfließen. Da der Verdampfer unter dem Einfuß des Vakuums steht, der Be ,älter 77 dagegen unter atmosphärischem. Druck, besteht keine Schwierigkeit, diesen Erfolg zu erreichen.
Der Beginn und das Ende-der Aktivierung sind automatisch geregelt. Ein Gas- oder Brennstoffzüführungsrohr 9 i steht in Verbindung mit einem Ventilgz, dessen Auslaß durch Rohrverbindung 93 mit dem unter den Adsorber A befindlichen Brenner 58 in Zusammenhang steht. Das Ventil ist im "allgemeinen geschlossen; es sind aber Mittel vorgesehen, die die Öffnung bewirken, wenn die Menge des Kondensats in dem Behälter 77 genügend vermindert ist. Da das Ausströmen des Kondensats aus dem Behälter 77 in den Verdampfer durch das Venti183, entsprechend der Temperatur der Salzlösung, überwacht wird; ist ohne weiteres zu ersehen, daß das Brennstoffzuführungsrohr 92 somit mittelbar durch die Temperatur der Salzlösung beeinflußt wird.
Eine Ausführungsform des Ventils 92 und der Vorrichtung zur Überwachung des Ventils ist im einzelnen in den Abb. 6,7 und 8 dargestellt. Das eigentliche Ventil besitzt einen Ventilkörper 9q., der in zwei Abteilungen 95 und 96 durch eine Teilwand 97 zerlegt ist. Das Einlaßrohr 9 i steht mit dem Abteil 96, das Auslaßrohr 93 finit dem Abteil 95 in Zusammenhang. Die Teilwand 97 besitzt eine Öffnung 98, und diese Öffnung wird durch ein Kugelventil 99 geschlossen oder freigegeben. Im normalen Fall verschließt das Ventil die Öffnung. Durch geeignete Vorrichtungen wird das Kugelventil von dem Sitz entfernt, so daß eine Brennstoffzufuhr zu dem unter dem Adsorber befindlichen Brenner erfolgt, wenn die in dem Behälter 77 befindliche Kondensatmenge einen gewissen geringen Betrag erreicht bat. Zu diesem Zweck ist in dem Behälter ein Schwimmer ieo vorgesehen, der eine Stange i o i trägt. Die Stange i o i ragt senkrecht nach oben und aus dem Behälter 77 heraus, während ihr unteres Ende mit einem Ansatz 102 versehen ist, der in dem Auslaß 103 gleitbar angeordnet ist. Dieser Auslaßweg 103 wird durch das kegelige Ventil 104 geschlossen, wenn der Schwimmer genügend tief gesunken ist. Der Behälter77 ist an seinem oberen Ende mit einem rohrartigen Ansatz 105 versehen, an den ein wagerechter Flansch io6 angeschweißt ist. Dieser Flansch trägt das Ventil92. Die Stange ioi ist senkrecht an dieser Stelle durch; eine Hülse 107 geführt, die zairischen dem Flansch io6 und einem Flansch iog fest angeordnet ist. Der Flansch iog befindet sich an dem unteren Ende eines nach oben ausspringenden rohrartigen Gehäuses i i o. Ein Auslaß 78 ist in dem Flansch io8 vorgesehen. Ein Teil des Gehäuses i i o ist, wie das Bezugszeichen i i 1 zeigt, weggeschnitten, um die Verbindung zwischen dem Ventil und der Schwimmerstange, die das Ventil beeinflussen, zu ermöglichen. Die Stange i o i besitzt ein aufgeschraubtes Halsstück i 12, das eine Einstellschraube 113 trägt. Das hervorragende Ende dieser Schraube kann mit einem Hebel 11q. in Berührung kommen, der fest mit einem kurzen Bolzen i 15 zusammenhängt. Der Bolzen i 15 ist in dem Abschnitt 96 des Ventilkörpers drehbar gelagert. Innerhalb des Ventilkörpers ist an dem Bolzen 115 ein herabhängender Arm i 16 befestigt, der seinerseits mit seinem freien Ende mit dem Hebel117 in der Nähe des Hebeldrehpunktes in Eingriff steht. Der Hebel117 steht seinerseits mit seinem freien Ende in Eingriff mit dem bei i i9 drehbar gelagerten, gebogenen Hebel i 18. Das freie Ende dieses gebogenen Hebels i 18 steht nun in Verbindung mit dem Kugelventi199. `Somit wird bei einer Herunterdrückung des Hebels 11¢ auf das Ventil99 eine sehr große Bewegung übertragen. Mit anderen Worten heißt das, daß eine sehr geringe Bewegung des Hebels 11¢ das Ventil 99 von seinem Sitz entfernt. Der Hebel 114 besteht aus zwei Teilen, die zusammen bei i2o drehbar gelagert und durch die Feder 121 gegen Auseinanderfallen geschützt sind. Diese Konstruktion ist deswegen vorgesehen, damit bei einer bedeutenden Bewegung des Schwimmers, die den Hebel i 18 gegen die Teilwand 97 preßt, der Hebel 114 nachgeben kann. Die das Ventil beeinflussenden Teile werden, wie aus Abb.8 hervorgeht, durch die auf dem Bolzen 115 angeordnete Spiralfeder 122 in ihrer Stellung erhalten.
Diese Konstruktion ist ausgeführt worden, tun das Ventil plötzlich zu öffnen, anstatt eine allmähliche Öffnung herbeizuführen. Ebenso sind Vorrichtungen getroffen, die das Ventil in der geöffneten Stellung so lange erhalten, bis die gesamte Dampfmenge aus dem Adsorptionsmaterial entfernt ist. Die Flüssigkeit sammelt sich allmählich in dem Behälter 77, während das Adsorptionsmaterial aktiviert wird. Demzufolge würde der Schwimmer steigen und das Ventil schließen, bevor die gesamte Dampfmenge aus dem Adsorptionsmaterial ausgetrieben worden ist. Um das zu vermeiden, trägt das Gehäuse iio oberhalb des oberen Teiles der Schwimmerstange i o i ein blasebalga:rtiges Rohr 123 von der bereits beschriebenen Bauart. Dieses Rohr 123 steht in Verbindung mit dem temperaturabhängigen Element 73,. mit Hilfe des Rohres 12q.. Diese Teile sind in derselben Weise, wie die bereits beschriebenen Thermostaten, mit einer geeigneten Flüssigkeit gefüllt, so daß Temperaturänderungen in dem temperaturabhängigen Element 73 Ausdehnungen oder Zusammenziehungen des Rohres 123 verursachen. Das untere Ende des Rohres 123 trägt ein Glied 125, das eine Höhlung zur Aufnahme des oberen Endes der Schwimmerstange ioi besitzt. Nachdem das Brennstoffzufuhrventil98 bewegt worden ist und die Aktivierung des Materials seinen Anfang genommen hat, wird der ausgetriebene Dampf mit dem temperaturabhängigen Element 73 in Berührung kommen. Dieser heiße Dampf bewirkt eine Ausdehnung der Flüssigkeit in dem Element und gleichzeitig somit eine Ausdehnung des Rohres 123, so daß das Glied 125 gegen das obere Ende der Schwimmerstange i o i gedrückt wird. Somit bleibt die Schwimmerstange so lange in der der Offenlialtung des Brennstoffzuführungsventils entsprechenden Lage, bis die Temperatur des Dampfes, der um das temperaturabhängige Element 7 3 strömt, fällt. Die Temperatur fällt nicht eher, bis im wesentlichen der gesamte Dampf aus dem Adsorptionsmaterial ausgetrieben worden ist. Während der Aktivierung ist natürlicherweise in dem Behälter 77 Flüssigkeit angesammelt worden, die das Bestreben hat, den Schwimmer ioo zu heben und dadurch das Ventil 99 zu schließen. Infolgedessen kann in dem Augenblick, in dem das temperaturabhängige Element 7 3 ein Zusammenziehen" des Rohres 123 erlaubt, der Schwimmer steigen, wodurch das Ventil 99 auf seinen Sitz gelangt und eine weitere Brennstoffzufuhr unmöglich macht.
Während der Aktivierung füllt der Dampf den Adsorber, Kondensator und die benachbarten Teile. Dabei treibt er irgendwelche Luftmengen oder Spuren von anderen schwer kondensierbaren Gasen vor sich her in derselben Weise, wie die Luft aus einem Dampfheizkörper ausgetrieben wird, wenn die Dampfzufuhr einsetzt. Irgendwelche Luft-oder Gasteile, die in das System auf irgendeine Art eingedrungen sind, werden somit durch die Öffnung 78 des Behälters 77 ausgetrieben. Da die Flüssigkeit in diesem Behälter eine erhöhte Temperatur besitzt, wird praktisch keine Luft mit der Flüssigkeit mitgerissen werden, wenn letztere aus dem Behälter in den Verdampfer überströmt. Zur Herstellung des Vakuums und zur Inbetriebsetzung der Anlage sind zweckmäßig folgende Veranstaltungen zu treffen. Es kann zweckmäßig eine Vakuumpumpe an irgendeinen geeigneten Teil der Apparatur angeschlossen werden, um die Luft anzusaugen. Vorzugsweise wird jedoch der Adsorber erwärmt und dadurch der Dampf aus dem Adsorptionsmaterial ausgetrieben und gleichzeitig, als Folge davon. die Luft durch die Auslaßöffnung 78 hinausbefördert. Vielleicht werden nicht gleich die gesamten Luftmengen oder alle Beimengungen von anderen Gasen aus dem System entfernt werden; aber so viel wird jedenfalls bestimmt aus dem System entfernt, daß der Kälteerzeugungsprozeß sich selbsttätig fortlaufend wiederholen wird. Nach einem oder nach zwei Aktivierungsprozessen sind alle. Beimengungen von Gasen aus dem System entfernt, und die kleinen Beimengungen, die nachdem noch in das System auf irgendeine Weise eindringen können, werden bei jeder Aktivierung von neuem ausgetrieben.
Der Betrieb der Apparatur wird in folgendem kurz dargestellt: Der Dampf, der in dem Verdampfer entwikkelt wird, strömt durch ein Rohr 35 zu dem Adsorber. In dem Falle, daß der Verdampfer mit einem eiserzeugenden Teil versehen ist, kommt der erste Teil dieses Dampfes aus dem Eiserzeubgungsgefäß 29, wobei das Ventil 36 den Dampfstrom von dem oberen Teil des Verdampfers abriegelt. Nachdem die Salzlösung in dem Eiserzeugungsgefäß 29 genügend abgekühlt worden ist, öffnet sich das Ventil36, so daß nunmehr der Dampf aus dem oberen Verdampfer entnommen wird.
N'"'ährend dieser Zeit wird kondensierte Flüssigkeit aus dem Behälter 77 zu dem Verdampfer durch das Rohr 82 zurückgeführt, was das Venti183 im Zusammenhang mit dein Abkühlungseffekt reguliert. Das heißt, je niedriger die Temperatur der Salzlösung ist, um so geringer ist der Rückfluß der Flüssigkeit. Schließlich fällt bei genügender Entnahme von Flüssigkeit aus dem Behälter 77 der Schwimmer ioo so weit, daß das Gaszufuhrventi199 geöffnet wird. Gas wird somit dem Brenner 58, der unterhalb- des Adsorbers A aufgestellt ist, zugeführt und durch den Anzünder 126 angezündet. Der Adsorber wird somit erhitzt und der Dampf infolgedessen aus dem Adsorptionsmaterial ausgetrieben und unter Schließen des Ventils 6o durch den Thermostaten .64, 63, 62 in den Kondensator übergeführt. Der erste Teil der Dampfmenge, die aus dem Adsorptionsmaterial ausgetrieben wird, wird unter dem Einfluß des Vakuums in dem ersten Kondensatorabschnitt 7,1 kondensiert. Der Druck in diesem ersten Kondensatorteil nimmt darauf derart zu, daß der Dampf in "den zweiten Kondensatortei176, der unter Atmosphärendruck sich befindet, übergeht. Hier wird der Dampf unter Atmosphärendruck kondensiert. Das gesamte Kondensat sammelt sich in dem Behälter 77. Der erwärmte Dampf, der aus dem Adsorber A nach dem Kondensator strömt, betätigt das Element 73 und dehnt dadurch das blasebalgartige Rohr 123 so weit aus, daß es mit der Stange ioi des Schwimmers ioo in Berührung kommt. Somit wird das Gaszufuhrventil 99 so lange offengehalten, bis fast die gesamte Gasmenge aus dem Adsorptionsmateria1 ausgetrieben worden ist. Die Temperatur dieses Dampfes fällt nun; das blasebalgartige Rohr 123 zieht sich zusammen, und das Venti199 schließt sich, sofern sich eine ausreichende Flüssigkeitsmenge in dem Behälter 77 angesammelt hat. Nachdem die Zufuhr von Wärmemengen auf diese Weise eingestellt worden ist, strömt Kühlluft in den unteren Teil des Adsorbergehäuses ein und bewegt sich aufwäxts um die Rohre 53 herum, so daß sie abgekühlt werden. Nach einer gewissen Zeit ist der Druck in dem Adsorber so weit gesunken, daß- das Ventil 6o sich öffnet und ein neuer Adsorptionsprozeß eingeleitet wird.
Wie schon bemerkt, wird vorzugsweise Salzlösung als Kälte erzeugendes Mittel in Anwendung gebracht, aber es ` ist klär, daß andere Substanzen, die ähnliche Eigenschaften besitzen, benutzt werden können: Es ist zweckmäßig, hoch poröses, körniges Silica Gel in dem Adsorber zu verwenden. Das Silica Gel, das für das Verfahren und für die Vorrichtung nach vorliegender Erfindung benützt wird, besitzt so große Poren, da.ß es wenigstens i o Prozent seines Eigengewichtes an Wasser adsorbiert, wenn es in Zusammenhang mit Wasserdampf von einer Temperatur von 3o° -C und einem Partialdruck von 22 mm Quecksilber gebracht wird. Wenngleich in der Beschreibung Gas als wärmeerzeugendes Mittel angegeben worden ist, ist selbstverständlich, daß auch Elektrizität, Petroleum oder andere geeignete wärmeerzeugende Mittel gebraucht werden können. Natürlicherweise müßte das Ventil 92 bei Verwendung von Elektrizität durch einen Schalter verstellt werden.
Ein anderes Verfahren, das . Brennstoff7ufuhrventil 13 zu betätigen, ist in der Abb. 13 dargestellt. Nach dieser abgeänderten Ausführungsform wird das Ventil durch die Temperatur der Salzlösung betätigt, an Stelle der Betätigung durch den Schwimmer. Der kondensierte »ampf des Kondensators sammelt sich in dem- Behälter 77a und wird durch das Rohr 82 in -derselben Weise, wie bereits beschrieben, 2#u dem Verdampfer zurückgeführt. Zur LTberw<:chung des Gaszufuhrventils ist ein temperaturabhängiges Element 14o an dem Verdampfer vorgesehen. Dieses Element ist durch ein Rohr 141 mit einem blasebalgartigen Rohr 14?- verbunden. Diese Teile sind mit einer geeigneten Flüssigkeit gefüllt und stellen einen Thermostaten dar. Das untere Ende des blasebalgartigen Rohres 142 steht in Eingriff mit dem Ventilhebel i 14 derselben Bauart, wie sie im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung schon beschrieben ist. Wenn die Temperatur der Salzlösung steigt, dehnt sich das blasebalgartige Rohr 142 aus., drückt dadurch den Hebel i. i 4 herab, wodurch das Gaszufuhrventil geöffnet wird. Der Hebel bleibt in diesem Zustande und damit das Ventil offen, bis die gesamte Dampfmenge aus dem Adsorptionsmaterial entfernt worden ist mit Hilfe eines zweiten Thermostaten, der aus einem temperaturabhängigen Element 73, das gemäß Abb. i bereits beschrieben ist, und einem Röhr 143 besteht. Das Rohr 143 verbindet das genannte-Element mit einem blaseba%ärtigen Rohr 144, das mit dem Hebel i 1d in Berührung lcommen kann. Der heiße Dampf, der aus dem Adsorptionsmaterial ausgetrieben wird, bewirkt eine Ausdehnung der Flüssigkeit in dem Thermostaten dadurch, daß er mit dem temperaturabhängigen-Element 73 in Berührung kommt: Die Ausdehnung dieser Flüssigkeit bewirkt ihrerseits die Ausdehnung des blasebalgartigen Rohres 144 und somit -die Festbaltung des Hebels i 14, bis- die gesamte Dampfmenge angenähert aus dem Adsorptionsmaterial ausgetrieben worden- ist.
In Abb. 16 ist eine- Ausbildung dargestellt, bei der -das Ventil 36, das bereits gemäß Abb. i in der Beschreibung erwähnt worden ist, in Wegfall gekommen ist. Nach- -dieser Konstruktion ist der obere Verdampfer F mit einer schwächeren Salzlösung versehen -als der Eiserzeugungsverdampfer 29. flenn -ein Adsorptionsprozeß eingeleitet-wird, verdampft sowohl aus dem oberen Verdämpfer wie aus dem E.iserzeugnngsbehälter- -Dampf: Die Temperatur der Salzlösung--beider - Behälter sinkt,- und nach- kurzer Zeit erstarrt die schwächere Salzlösung, d. h. die- Salzlösung des oberen Verdampfers. Das Ergebnis davon ist; daß keine weitere Verdampfung -in diesem- Verdampfer stattfindet, bis das Eis geschmolzen wird. Dagegen nimmt die .Verdampfung aus »dem unteren oder Eiserzeugungsbehälter.ihren Fortgang, so daß dieser Verdampfer seine Temperatur soweit erniedrigt, daß das Wasser in den Behältern 3o zu Eis wird. Endlich gefriert auch die Salzlösung in diesem Eiserzeugungsbehälter, so daß eine weitere Verdampfung in diesem nicht mehr vor sich geht. In dieser Zeit oder -kurz darauf ist das Eis in- dem oberen Verdampfer geschmolzen, so daß die Verdampfung in dem oberen Behälter ihren Fortgang nimmt. Somit ergibt sich durch den .Gebrauch von zwei Salzlösungen verschiedener Konzentration die Möglichkeit, die Temperatur der Salzlösung in dem Eiserzeugungsbehälter so weit herabzusetzen, daß das Wasser in den Behältern friert. Eine Mitwirkung des Ventils 36 ist also nach dieser Anordnung nicht notwendig.
Bei größeren Anlagen ist zweckmäßig eine größere Anzahl von Adsorptionseinheiten oder Verteilern vorgesehen. Durch Vorsehung von mehreren solcher Einheiten, von denen jede einen verhältnismäßig geringen @ Fassungsraum besitzt, und durch häufige Aktivierung dieser Einheiten wird das Adsorptionsmaterial maximal ausgenutzt.
Eine Apparatur dieser Art ist in den Abb.-2, 3, 4, -5, 9 und io dargestellt. Nach der Abb.2 ist der Verdampfer in derselben Weise konstruiert, wie schon beschrieben worden ist, und er kann das Eiserzeugungsgefäß 29 aufnehmen oder nicht. Er ist mit dem Adsorptionsaggregat durch einen Kanal 150 verbunden, der in einem Kopfstück 151 endet. In der dargestellten Ausführungsform sind drei Adsorptionseinheiten Al, A°, As vorgesehen, von denen jede Adsorptionsverteiler nach der beschriebenen Bauart besitzt und von denen jede in einem wärmeundurchlässigen Gehäuse untergebracht ist. Jedes Gehäuse besitzt einen Brenner 152, 153 und 154 in seinem einen Teil und in seinem anderen Teil eine Klappe zur Überwachung der Menge der Wärme und der Kühlluft.
Der aus dem Verdampfer herkommende Dampf wird zu dem Kopfstück 151 hingeleitet und durch die Dampfventile I55, 156, 157 zu den Adsorptionsabschnitten A1, A°, As hingeführt. Diese einzelnen Ventile 155, 156, 157 stellen Vorrichtungen dar, mit Hilfe derer man die Adsorberabschnitte von dem Verdampfer bei der Aktivierung abriegeln kann. Ein senkrechter Schnitt durch ein Ventil ist in der Abb.4 gezeigt. Die Teile sind mit geöffneten Ventilen 156, 157 und dem geschlossenen Ventil 155 dargestellt, da der Adsarberabschnitt A1 aktiviert wird. Jedes dieser Ventile enthält zweckmäßig ein-oberes blasebalgähnliches Rohr 158, ein- unteres blasebalgartiges Rohr 159 und eine- Spindel 16o, die diese beiden Rohre miteinander verbindet. Die beiden Rohre tragen das Ventilstück 161, das sich gegen -die Teilwand 162 legen und somit- die darin befindliche öffnung schließen kann: Das untere blasebalgartige Rohr 159, das in der Abb. 3 dargestellt ist, ist durch ein Rohr 163= -mit einem temperaturabhängigen Element 163 verbunden, das sich in der Nähe des Apparaturrohres befindet. Es ist klar, daß für jedes der blasebalgartigen Rohre 159 ein derartiges temperaturabhängiges Element vorhanden ist, so daß die Rohre 159 der Temperatur, die in dem zugehörigen Adsorberabschnitt herrscht, entsprechen. Die Wand 164 des oberen blasebalgartigen Rohres 158 trägt eine senkrechte Spindel 165; die mit der Ventilspindel 16o gleichgerichtet ist und die Fortsetzung dieser Spindel darstellt. Diese Spindel 165 ragt über -den Ventilkörper nach oben hinaus.
Der Zweck dieser Einrichtung wird aus dem folgenden hervorgehen. Wenn das Dampfventil geschlossen ist und der Adsorberabschnitt aktiviert wird, tritt der aus dem Adsorptionsmaterial ausgetriebene Dampf in das Ventilgehäuse ein, strömt darauf durch den Kanal 166 (Abb. 3) in eine Kammer 67 eines Gehäuses 68 von einer ähnlichen Bau; Art, wie sie im Zusammenhange mit der ersten Ausführungsform der Apparatur beschrieben ist. Es ist klar, daß für jedes dieser Dampfventile ein Gehäuse 68 vorhanden ist. Der Dampf strömt darauf aus der Kammer 67 abwärts durch das Rohr 70, geht unter Blasenbildung durch das Quecksilberbad, in das das Rohr.7o eintaucht, und schließlich durch ein kurzes Rohr 167 in ein Kopfstück 169. Dieses Kopfstück mündet in den Kondensator ein, der in derselben Weise ausgeführt ist, wie schon beschrieben worden. In der Nähe des Auslasses dieses Kopfstükkes 169 ist ein temperaturabhängiges Element i 7 o (Abb. i) angeordnet, das durch ein Rohr I71 mit dem blasebalgartigen Rohr 123 in Verbindung steht. Dieses blasebalgartige Rohr erfüllt die Aufgabe, das Brennstoffzufuhrventil so lange offen zu halten, als noch irgendwelche Dampfmenge aus dem Adsorberabschnitt, der gerade aktiviert wird, ausgetrieben wird.
Es sind Maßnahmen getroffen, daß die Adsorberabschnitte nacheinander zyklisch aktiviert werden, wobei die zeitliche Aufeinanderfolge der einzelnen Vorgänge -von der Temperatur abhängt, die die Salzlösung des Verdampfers besitzt, oder von der kondensierten Dampfmenge. Zur -Erreichung dieses Zieles ist das Gaszufuhrventi192 durch ein Rohr 172 mit- einem Verteiler D verbunden. Dieser Verteiler, der in Abb. 9 dargestellt ist, besitzt eine Kammer 173, in .die das Rohr 172 einmündet und die durch Ventil 174 in Verbindung mit-den Rohren 175, 176, 177 gebracht werden kann. Diese letztgenannten Ventile führen entsprechend zu Brennern 154, 153, 152. Die Ventile 174 werden nacheinander durch einen Daumen 178 geöffnet, der auf einer Platte 179 sitzt, die mit Hilfe eines Bolzens i8o drehbar gelagert ist. An das Ende jedes der Bolzen der Ventile 174 legt sich ein gebogenes Glied 1$1 an, das eine Walze 182 trägt, die sich gegen die Platte 179 legt. Demzufolge- wird bei einer Drehung des Bolzens 18o der Daumen 178 nacheinander die Walzen -182 nach rechts drücken und somit die Ventile 174 öffnen.
Die Bewegung der Dampfventile 155, 156, 157 wird nutzbar zur Drehung der Scheibe 179 zu bestimmten Zeiten verwendet. Zu diesem Zweck trägt der Bolzen i8o an einem Ende ein Zahnrad 183 (Abb.: 2), welches mit einem Zahnrad 184- kämmt. Das Zahnrad 184 ist mit einem Schaltrad 185 verbunden. Je ein Bolzen 186 ist oberhalb der Dampfventile-i55, 156, 157 angeordnet. Jeder Bolzen besitzt einen Arm 187, 188, 189 für jedes Ventil. Das Ende- des Bolzens (Abb. 9, 1o), das in der Nähe des Schaltrades 185 sich befindet, trägt einen Speerklinkenarm, an dem eine Speerklinke sitzt, die mit dem Schaltrad 185 zusammenwirken kann. Eine Feder i92 (Abb.5) hat das Bestreben, den Schaltklinkenarm igo im Uhrzeigersinne zu drehen, wie dies aus Abb. ro hervorgeht.
Das obere Ende jeder Ventilstange 165 kann in Eingriff mit den Armen 187, 188, 189 gebracht werden. In der Stellung, die in Abb.4 dargestellt ist, greift die in Abb.4 links ersichtliche Stange 165 in den Arm 187 ein und dreht dadurch den Bolzen 186 und den Schalt klinkenarm i 9o in einer Richtung, die dem Uhrzeigersinne entgegengesetzt ist (Abb. io). Diese Ventilstange ist dem Vent1U.155 und dem Adsorberabschnitt,4l zugeordnet. Infolgedessen wird der Adsorberabschnitt A1 in diesem Falle aktiviert. Nachdem die Aktivierung vollendet ist, wird das Ventilglied 161 des Ventils 165 geöffnet und verursacht eine Drehung des Bolzens 186 in einer dem Uhrzeigersinne entsprechenden Richtung (Abb. io). Die Feder 192 bewirkt diese Drehung. Sie beeinflußt durch die Schaltklinke i 9 i das Schaltrad i 8 5, ,das durch die Zahnradübertragung die Scheibe 179 in Drehung versetzt und den Daumen 178 somit unter die nächste Walze 182 bringt. Infolgedessen wird das nächste Ventil 174 geöffnet, sQ daß beim nächsten Mal das Hauptgaszufuhrventi192 geöffnet wird. Der Adsorberabschnitt A° wird nun aktiviert. Darauf wird der Brenner 153 des Adsorberabschnittes A2 angezündet, und das temperaturabhängige Element 163 wird infolgedessen jerwärmt. Die Folge davon ist, daß das Ventil 156 sich schließt. Diese schließende Bewegung bewirkt das Emporsteigen der Stange 165, das seinerseits durch den Arm i88 die Drehung des - Bolzens 186 in. .einer dem Uhrzeigersinne entgegengesetzten .Sinne zur Folge hat (Abb- io). Bei der späteren Schließung dieses Ventils 156 vermittelt demzufolge die Drehung des Bolzens in der rückläufigen Bewegung die Drehung der Daumscheib-e 179, wodurch das nächste Gasverteilungsventil 174 .geöffnet und die Teile in eine Stellung gebracht werden, daß beim. nächsten Mal das Hauptgaszufuhxventil 192 sich öffnet, währQnd der Adsorbexab-schnittA3 aktiviert wird. Es geht aus dem Gesagten hervor, daß die Adsorberabschnitte nacheinander und in zeitlichen Abschnitten aktiviert werden, die ihre Maßbestimmung von der Temperatur der SalzIösung des Verdampfers erhalten.
Abb. 17 zeigt eine abgeänderte Anordnung der Teile, die zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer vorgesehen sind. Diese Abänderung kann ebensowohl für eine Apparatur gebraucht werden, die mit einer Adsorbereinheit arbeitet, als.auch für Adsorher, die mit einer Anzahl von Adsorbereinheiten arbeiten. Die Anordnung nach Abb. 17 dient hauptsächlich folgenden zwei Aufgaben. Erstens sie reguliert die Adsorptionsdauer für den oberen und den unteren Verdampfer (Eiserzeugungsverdampfex). Der Wrdampfer E kann zweckentsprechend nach einer beliebigen Ausführungsform dargestellt werden; er ist dazu bestimmt, die Kammer abzukühlen, während der Verdampfer E'- zur Eiserzeugung dient. Infolgedessen muß die Salzlösung des Verdampfers Ei unter einer niedrigeren Temperatur erhalten werden als die des Verdampfers E.
Der aus dem Verdampfer E herrührende Dampf strömt durch das Rohr Zoo zu. dem Gehäuse toi. Aus der Grundfläche dieses Gehäuses ragt eine ringförmige Teilwand 202 hervor. Ein Kanal 2o3, der zu dem A'dsorber hinführt, dringt durch die gesamte Grundfläche hindurch und in den Raum hinein, der durch die ringförmige Teilwand 2o2 abgeschlossen wird. Der Eiserzeugungsverdampfer El steht in Verbindung mit dem Kanal 203 durch ein Rohr 204. Ein Vers:chlußstück 205 ist an dem oberen Ende .des Kanals 2o3 vorgesehen. Die senkrechte Wandung dieses Verschlußstückes ist mit Hilfe von Quecksilber in den ringförmigen Räum zwischen Odem Kanal 203 und dem Vorsprung 202 verschlossen. Wie weiter unten beschrieben ist, hebt und senkt sich der Quecksilberspiegel 2o6 entsprechend der Wassermenge, in der der Schwimmer 207 schwimmt. Das VerSChlußstüCk 205 wird außer Berührung mit dem oberen Ende des Kanals gehalten, .da es von dem Schwimmer 207 getragen wird, der in dem Quecksilber 2o8 des ringförmigen Raumes zwischen dem Vorsprung 2o2 und der Außenwandung des Gehäuses toi angeordnet ist. Das Quecksilber stellt den oberen Teil der Säule 2o9 dar, so, daß der SpiegelX des Quecksilbers sich hebt und fällt entsprechend den Verände2-ungen des atmosphärischen Druckes. Der ringförmige' Raum, der sich innerhalb des Vorsprungs 2o2 befindet, steht in Verbindung mit einer Kammer 2 i o durch ein Rohr 211. DieseiKammer ihrerseits ist durch ein Rohr 212 mit 'einer Schwimmerkammer 2'13 verbunden. Die in dem Kondensator C kondensierten Dämpfe strömen in das Gehäuse 214, das bei 215 einen Auslaß zur Atmosphäre' hin besitzt und an das sich ein Rohr 216 anschließt. Das Quecksilber in dem innerhalb des Vorsprungs 2o2 gelegenen Raum, das Rohr 211 und die Kammer 210 ist durch die Wassersäule in dem Rohr 212 in der Schwimmerkammer 213 dem Rohr 216 und dem atmosphärischen- Druck, der auf dem Wasserspiegel des Gehäuses 21q. lastet, im Gleichgewicht. Infolgedessen verändert sich die Höhenlage des Quecksilberspiegels 2o6 mit dem atmosphärischen Druck und mit der Höhe der eben erwähnten Wassersäule. Der Unterschied in der Höhenlage der beiden Quecksilberspiegel ist einzig und allein eine Folge der Wassersäule. Irgendwelche Änderungen des atmosphärischen Druckes verändern also nicht den Unterschied dieser beiden Quecksilberspiegel relativ zueinander. Mithin fällt der Quecksilberspiegel 2o6 bei Anwachsen der Wassersäule so lange, bis er unterhalb des unteren Randes des Verschlußstückes 205 sich befindet. Dadurch gelangt der Verdampfer E in Verbindung mit dem Kanal 203, und diese Verbindung wird erst dann unterbrochen, wenn die Höhe der Wassersäule den notwendigen Betrag erreicht.
Aus dem Dargelegten geht augenscheinlich hervor, daß der Eiserzeugungsverdampfer El in Verbindung mit dem Kanal 2o3 steht, während der Verdampfer E erst dann in Verbindung mit dem erwähnten Kanal gelangt, wenn die Wassersäulenhöhe abnimmt. Infolgedessen wird bei Beginn eines Adsorptionsprozesses Dampf aus dem Eiserzeugungsverdampfer Ei entnommen, der seine Temperatur in kurzer Zeit auf den gewünschten Betrag erniedrigt. Während dieser Zeit ist der Wasserspiegel im Gehäuse 214 und dem Kanal 216 gefallen, so daß bei dem bestimmten Temperaturgrade eine Verbindung zwischen dem Verdampfer E und dem Kanal 203 hergestellt wird, wenn der Quecksilberspiegel 2o6 unter das Verschlußstück 2o5 gelangt. Darauf wird der Dampf ebensowohl dem Verdampfer E als auch dem Eiserzeugungsverdampfer El entnommen.
Das in dem Kondensator kondensierte Wasser strömt in das Gehäuse 21,1., den Kanal 216, das Gehäuse 213, das Rohr 212 und die Kammer 2 i o. Der Schwimmer 217 stellt das Gaszufuhrventil 92 in derselben Weise ein, wie sie im Zusammenhang mit den früheren Darlegungen beschrieben worden ist. Der atmosphärische Druck, der auf dem Kondenswasser lastet, drückt das Wasser aus der Kammer 21o durch das Rohr 218 in das Ventil 83 hinein, das ebenfalls im Zusammenliange mit der vorher beschriebenen Ausführungsform dargestellt worden ist und das die Menge des zum Verdampfer E zurückfließenden Wassers überwacht.
Am Ende einer Aktivierungsperiode ist der Wasserstand im Gehäuse 214 verhältnismäßig hoch, da der aus dem Adsorptionsmaterial ausgetriebene Dampf während der Aktivierung kondensiert angesammelt worden ist. Infolgedessen ist das Verschlußstück 205 in das Quecksilber 2o6 eingelassen, und bei Beginn vier Adsorptionsperiode ist demzufolge die `'erbindung zwischen dem Verdampfer E und dem Adsorber abgeschnitten; es besteht aber eine Verbindung zwischen dem Adsorber und Eiserzeugungsverdampfer El. Die Salzlösung in El wird daher außerordentlich schnell auf den gewünschten Temperaturbetrag abgekühlt. Der Wasserspiegel in dem Gehäuse 214 und dem Rohr 2 i 6 fällt allmählich, da das Wasser fortgesetzt zu dem VerdampferE zurückfließt. Wenn der Wasserspiegel bis auf einen bestimmten Betrag gesunken ist (219), ist der Quecksilberspiegel 2o6 ebenfalls um einen bestimmten Betrag gefallen, und zwar derart, daß sich der Spiegel gerade unterhalb des unteren Randes des Verschlußstückes 2o5 befindet. Der Verdampfer E wird dadurch in Verbindung mit Adsorberkanal 203 gebracht, und die Salzlösung in dem Verdampfer E wird auf einen bestimmten Temperaturgrad abgekühlt. Der Wasserspiegel 2 i 9 fällt weiter und erreicht schließlich eine Niveauhöhe (22o), bei der der Schwimmer 217 anfängt zu sinken. Das ist die Einleitung zur Öffnung des Gaszufuhrventils 92 und des Beginns einer neuen Aktivierungsperiode. Der Beginn dieser Aktivierungsperiode verursacht in ähnlicher Weise, wie schon beschrieben, die Schließung des in der Nähe des Adsorbers angeordneten Hauptdampfventils, so daß die Verbindung zwischen dem Adsorber und den Verdampfern unterbrochen ist. Kurz nach dem Beginn der Aktivierungsperiode beginnt das kondensierte Wasser in das Gehäuse 21¢ zu strömen, wodurch der Wasserspiegel von der durch das Bezugszeichen 22o gekennzeichneten Stelle allmählich zu der in dem Gehäuse 214 vorgesehenen Höhe steigt. Darauf wiederholt sich das Spiel von neuem.
Diese Apparatur stellt also eine überwachungseinrichtung zwischen dem Adsorber und den beiden Verdampfern dar, so daß während einer Adsorptionsperiode der Dampf ständig aus dem Eiserzeugungsverfahren entnommen wird, dagegen aus dem Abkühlungsverdampfer nur während eines Teiles der Zeit Dampf verwendet wird. Auf diese Art und Weise wird die Salzlösung in dem Eiserzeugungsbehälter auf niedrigerer Temperatur erhalten als die Salzlösung in dem Abkühlungsverdampfer. Die Apparatur ist weiterhin zur Lösung der Aufgabe bestimmt, einen Lufteintritt in den Verdampfer unmöglich zu machen, wenn die Wassersäule so weit sinkt, daß das untere Ende des Rohres 218 freigelegt wird. Wie schon klargelegt worden ist, wird der Quecksilberspiegel 2o6 durch die Wassersäule und durch den auf der Wassersäule lastenden Druck der Atmosphäre in seiner Lage erhalten. Infolgedessen fällt bei wachsender Höhe der Wassersäule der Quecksilberspiegel 2o6, dagegen das Quecksilber #-o6a in dem Gehäuse 2i0 steigt.. Die Ab- messungen sind so gewählt, daß beim Fallen der Wassersäule auf die Höhenlage 22i das Quecksilber 206a über das untere Ende des Rohres 218 hinausragt und dadurch das Rohr 218 abschließt. Dadurch wird das weitere Hindurchdrücken von Wasser oder Luft durch das Rohr 2 i 8 in den Verdampfer E unterbunden. Während der nächsten Aktivierung,speriode wird der Wasserspiegel 22 i natürlicherweise steigen, dadurch das Quecksilber in der Kammer 2 i o herabdrücken, bis das Rohr--i8 geöffnet ist. Im Augenblicke der Öffnung könnte es vorkommen, daß der erste Wasserstoß durch das Rohr etwas Quecksilber zu dem Ventil 83 reißen würde. Um das zu vermeiden, ist die Expansionskammer 222 vorgesehen. Dadurch wird etwa mitgerissenes Quecksilber nach dem Wasserstoß in das Gehäuse 21 o zurückfallen.
Es sei bemerkt, daß das Ventil 104 nach der Ausführungsform der Erfindung, die in Abb. i und 2 dargestellt worden ist, in Wegfall gekommen ist. Natürlich ist es ohne weiteres möglich, das Ventil vorzusehen, das dann die Zwecke erfüllt, wie schon beschrieben.
Bei normaler Anordnung der Apparatur fällt der Wasserspiegel nicht so weit, wie durch Bezugszeichen 221 angedeutet ist, jedoch wird, wenn die Abkühlungsapparatur nach unten durch die Gaszufuhr abgeschlossen ist, das Wasser allmählich zu dem Verdampfer zurückkehren, so daß der Spiegel bis zu der Höhenlage fallen wird, die bei 221 angedeutet ist. Wenn diese Einrichtung nicht getroffen wäre, würde Luft in den Verdampfer eintreten können, und die Apparatur würde infolgedessen mit Luft gefüllt werden. Mit der beschriebenen Einrichtung kann diese nachteilige Wirkung nicht eintreten, und sogar bei sehr langer Auß.erbetriebsetzung der Apparatur kann sie ohne jede Schwierigkeit wieder in Betrieb genommen werden.
Im Falle, daß der Schwimmer mit einem Ventil, ähnlich Ventil 104 in Abb. i und 2, versehen ist, sorgt dieses Ventil dafür, daß das Wasser nicht bis auf die Höhenlage 221 fällt, es sei denn, daß das Ventil--undicht geworden wäre. Die eben beschriebene Einrichtung sorgt sogar bei Undichtheit des Ventils 104 dafür, daß Luft keinen Zutritt zu der Apparatur erlangen kann.
Wenn die Einrichtung nach Abb. 17 mit einer Anzahl von Adsorbern versehen ist, wie in der Abb. z dargestellt ist, dann befindet sich der Eiserzeugüngsverdampfer stets mit einem oder mehreren Adsorbern in Verbindung, so daß eine ständige Verdampfung des Inhaltes dieses. Verdampfers vor sich geht. Der Verdampfer E, der zur Abkühlung der Kammer dient, wird jedoch periodisch mit den Adsorbern verbunden, so daß die Verdampfung aus. diesem Verdampfer ständig fortgesetzt wird.
Das Ventil 83 und der dazugehörige Thermostat können nach allen Ausführungsformen der Erfindung durch ein durch Hand zu bedienendes Ventil ersetzt werden. Zweckmäßigerweise wird Silika .Gel als poröses adsorbierendes Material benutzt. Eine Regel, nach der die Wahl des passenden Materials für die vorliegende Einrichtung getroffen werden kann, ist insofern gegeben, als das Material Poren von solcher Größe haben mu , daß es nicht weniger als i o Prozent seines Eigengewichtes enthält, wenn es im Zusammenhang mit Wasserdampf von 3o° und einem Partialdruck von ungefähr 22 mm Quecksilbersäule steht. Ein gutes Silika Gel adsorbiert unter diesen Bedingungen 21 bis 40 Prozent seines eigenen Gewichtes an Wasser. Andere Gele, wie z. B. Wolframoxyd, Zinnoxyd, Aluminiumoxyd und Titaniunnoxyd, können ebenfalls angewendet werden, insofern sie die erforderliche feine poröse Struktur aufweisen.

Claims

PAT1?NTANSPR'ÜCHrL: i. Kühlverfahren, bei dem ein Kältemittel aus einer feinp-ozzgen festen Substanz im dampfförmigen Zustande ausgetrieben und von ihr wieder adsorbiert wird, dadurch -gekennzeichnet, daß die Zeiten der Austreibürig des Kältemittels aus dem adsorbierenden Material und diejenigen der Adsorbierung des Kältemittels selbsttätig geregelt werden,- und zwar -finit Hilfe von temperatur-, druck- und füllungsabhängigen Schaltmitteln.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines aus mehreren Einheiten bestehenden Adsorbers die Einheiten nacheinander selbsttätig mit den Verdampfern in Verbindung gesetzt oder von ihnen abgeriegelt werden, mit einer Aufeinanderfolge, di:e, von der Temperatur der Salzlösung des Verdampfers und von der kondensierten Dampfmenge abhängig ist.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, däß Begiim und Dauer der Austreibung des Kälterdittels aus dem Adsorbens durch die Temperatur- des Verdampfers geregelt werden.
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß während des Austreibungsprozesses durch die ausgetriebenen Dämpfe schwer kondensierbare Gase, z. B. Luft, aus der Apparatur entfernt werden.
5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da.ß schwere kondensierbare Gase durch einen an dem unter atmosphärischem Druck stehenden Kondensator vorgesehenen Auslaß entfernt werden und somit nicht in den Verdampfer und Adsorber gelangen können.
6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß während der Austreibung zunächst ein Teil des Kältemitteldampfes unter dem Unterdruck und danach der. übrige Teil unter atmosphärischem Druck kondensiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Verdampfer zeitlich nacheinander automatisch an den Austreiberadsorber angeschlossen sind, von denen der eine Kälte von niedrigerer-Temperatur erzielt als der andere. B.
Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines verschiedenen Kältegrades in den Verdampfern Salzlösungen verschiedener Konzentration als Kältemittel Verwendung finden. g.
Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch -gekennzeichnet, daß die den Dampfzustrom zu den Adsorbereinheiten regelnden Ventile Gaszufuhrventile betätigen. io.
Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Beginn und Dauer der Austreibung des Kältemittels aus dem Adsorbens durch ein unter dem Einfluß eines auf der Kälteflüssigkeit vorgesehenen Schwimmers, dessen Stand von der Menge des Kondensats abhängig ist, stehendes Ventil und eines von der Temperatur des Kältemittels vor dem Kondensator abhängigen Thermostaten geregelt werden. i i.
Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Verdampfer und Adsorber während der Austreibung des Kältemittels aus dem Adsorbens und Abkühlung des Adsorbers durch Schließen eines Ventils unterbunden wird, dessen Stellung von der Temperatur des Adsorbers abhängt.
12. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückschla,ventil den Rückstrom während der Adsorption verhindert. i3.
Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückschlußventil den Zufluß des Kondensats aus dem ersten in den zweiten Kondensator überwacht.
14. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluß der kondensierten Kälteflüssigkeit zum Verdampfer durch ein Ventil gesteuert wird, das unter dem Einfluß eines auf der Kälteflüssigkeit befindlichen Schwimmers und eines von der Temperatur des Kältemittels vor dem Kondensator abhängigen Thermostaten steht.
15. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluß der kondensierten Flüssigkeit zum Verdampfer durch ein Ventil geregelt wird, das unter dem Einfluß eines von der Temperatur des Verdampfers abhängigen Thermostaten steht.
16. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil das Eindringen von Luft aus dem Kondensator in den Verdampfer verhindert und die Vergasung so regelt, daß der eine Verdampfer stets auf tieferer Temperatur gehalten wird. 17- Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein von dem auf tieferer Temperatur zu haltenden Verdampfer abhängiger Thermostat eine Temperaturdifferenz zwischen den beiden Verdampfern aufrechterhält.