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Absorptionsmaschine. Absorptionsmaschinen sind bekannt, bei denen
die Absorptionslösung ohne mechanisch angetriebene Pumpen in Umlauf gehalten wird,
nämlich dadurch, daß die Absorptionslösung und das aus ihr ausgetriebene Gas durch
ein aufsteigendes Rohr in einen Gasabscheideraum emporsteigen. Bei derartigen Absorptionsmaschinen
wird gemäß der Erfindung das ausgetriebene Gas vom mitgeführten Dampf des Lösungsmittels
in einem Wärzneaustauschgefäß befreit, das tiefer als der Gasabscheideraum angeordnet
ist.
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Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. i eine Absorptionsmaschine
dargestellt, bei der Wasser und Ammoniak als binäres Gemisch dienen. Der Druck im
Innern braucht sich vom Atmosphärendruck nicht wesentlich zu unterscheiden. Die
Kälte wird in einem Entgaser i erzeugt und durch dessen Wandungen nach außen abgegeben.
Die Absorptionslösung wird durch ein Rohr 2 zugeführt, das in den oberen Teil des
Entgasers mündet. Sie sickert durch Zwischenwände 3, die aus irgendwelchem flüssigkeitsdurchlässigen
Material bestehen, allmählich herab. Durch ein Rohr ,4 strömt ammoniakarme Luft
(oder Stickstoff oder ein anderes Gas) in den unteren Teil des Entgasers i ein und
wird durch gegeneinander versetzte öffnungen 5 in den Zwischenwänden 3 nach oben
geführt, wo sie den Entgaser durch -das Rohr 6 wieder verläßt. Sie kommt dabei in
innige Berührung mit der Absorptionslösung, aus der sie den Ammoniakdampf aufnimmt.
Die mit Ammoniak angereicherte Luft gelangt durch das Rohr 7 in den unteren Teil
des Absorbers 8, aus dem sie durch das Rohr ,4 im Kreislauf zum Entgaser i zurückkehrt.
Im Absorber 8 ist eine Kühlschlange 9 angeordnet, über welche Absorptionslösung
herabrieselt, die durch das Rohr io zugeführt wird. Diese Lösung ist wesentlich
ammoniakärmer als diejenige; die durch das Rohr 2 in den Entgaser gelangt. Infolgedessen
wird schon bei der Temperatur der die Rohrschlange 9 durchströmenden Kühlflüssigkeit
das Ammoniak aus dem hindurchströmenden Gasgemisch wieder absorbiert. Die mit Ammoniak
angereicherte Absorptionslösung gelangt durch die beiden Schenkel i i und 12 eines
U-Rohres und durch die Rohre 1; und 14 in das Wärmeaustauschgefäß 15. In diesem
sind unterhalb der Mündung des Rohres 14 Zwischenwände 16 angebracht, über welche
die Lösung herabrieselt, bis sie in den zu einem Vorratsbehälter 25 ausgebildeten
unteren Teil des Gefäßes 15 gelangt. Durch die Rohre 1; und
18 wird
sie in den Austreiber i9 geleitet, der beispielsweise durch die elektrischen Heizpatronen
2o geheizt wird. Das durch die Wärmezufuhr ausgetriebene Gas steigt mit Absorptionslösung
gemischt in einem aufsteigenden Rohr 21 hinauf in den Gasabscheideraum 22. Hier
trennen sich Gas und Absorptionsflüssigkeit. Die Flüssigkeit gelangt durch das Rohr
io zurück in den Absorber 8, während das Gas durch ein Rohr 23 in das Wärmeaustauschgefäß
15, geleitet wird. Hier strömt das Gas an den Zwischenwänden i o und 56 vorbei.
Über die Zwischenwände 16 rieselt die aus dem Absorber kommende Lösung, über die
Wände 56 eine noch ammoniakreichere Lösung herab. Das Gas strömt im Gegenstrom an
diesen Lösungen vorbei und gibt dabei einen wesentlichen Teil seines Gehaltes an
Wasserdampf ab, um dann das Wärmeaustauschgefäß 15 durch das Rohr 24 wieder zu verlassen.
Das Wärmneaustauschgefäß 15, in dem das Gas getrocknet werden soll, ist gemäß der
Erfindung tiefer als der Gasabscheideraum 22 angeordnet, nämlich so tief, daß die
aus dem Absorber 8 kommende Absorptionslösung auch ohne Verwendung mechanisch angetriebener
Pumpen unter dem Druck der entstehenden Flüssigkeitssäule hineinströmen kann. Die
tiefe Lage des Gefäßes 15 gibt außerdem noch die Möglichkeit, einen Flüssigkeitsvorrat
25 darin anzustauen, der die im Rohr 21 aufsteigende Flüssigkeit regelmäßig ergänzt
und dadurch einen gleichmäßigen Flüssigkeitsumlauf aufrechterhält.
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Die in dem Entgasen i herabrieselnde Absorptionslösung gelangt durch
das Rohr 26 in ein Zwischengefäß 27, bildet im, unteren Teile dieses Gefäßes einen
Flüssigkeitsvorrat 28 und fließt durch das Rohr 29 in das Mischgefäß 3o. Diesem
Mischgefäß wird außerdem das Gas zugeführt, das aus dem Wärrneaustauschgefäß 15
durch das Rohr 24, den Gasraum 31, quer durch das Rohr 33 und schließlich durch
das Verbindungsrohr zuströmt. Gas und Flüssigkeit steigen zusammen in dem Rohr 35
empor, und sowohl die Absorptionslösung wie das Gas treten in den oberen Teil des
Resorbers 36 ein. Die Flüssigkeit rieselt innerhalb dieses Gefäßes über die von
Kühlwasser durchströmte Rohrschlange 37 und absorbiert dabei das Gas. Die entstehende
Absorptionswärme wird durch die Kühlflüssigkeit abgeführt. Die angereicherte Absorptionslösung
fließt aus dem unteren Teil des Resorbers 36 durch das Rohr 2 in den Entgasen i,
w0 sie das Gas wieder abgibt, so daß nunmehr der Umlauf durch das Rohr 26 von neuem
beginnen kann. Der Gasraum oberhalb der emporgestiegenen und am Boden des Resorbers
36 sich sammelnden Absorptionsflüssigkeit ist durch.. eine Gasleitung 38 mit dem
Zwischengefäß 27 verbunden.
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Für den Fall, daß die im Rohr 35 hirnaufgeführte Absorptionslösung
nicht imstande ist, die gesamte Gasmenge im Resörber 36 zu absorbieren, ist das
Zwischengefäß 27 durch ein Rohr 39 mit dem Schenkel 12 des U-Rohres verbunden, das
unterhalb des Absorbers 8 angeordnet ist. Dieses Rohr 12 ist so weit bemessen, daß
etwa emporsteigende Luft-oder Gasblasen die Flüssigkeit nicht hinauswerfen können.
Sie gelangen in das Rohr 7 , in dem das Gasgemisch von Luft und Ammoniak umläuft.
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An der Verbindungsstelle zwischen den Rohren 6 und 7 ist eine Düse
43 eingebaut, durch die Gas aus dem Raum höheren Drukkes in den Raum niedrigeren
Druckes überströmt. Das Gas bringt beim Austritt aus der Düse das Gasluftgernisch
im Rohr 7 wie bei einer Strahlpumpe in Bewegung und erzeugt so den Gasumlauf durch
den Absorber 8 und den Entgasen i. Die Zuleitung zur Düse 43 ist vom Gasgefäß 31
abgezweigt. Während der größte Teil. der Gasmenge durch das Rohr 34 weitergeleitet
wird, strömt ein verhältnismäßig geringer Teil durch das Rohr 33 und das Verbindungsrohr
40 in eine Entwässerungskammer 41 und von hier aus durch das Rohr 42 zur Düse 43.
Durch die Entwässerungskammer 41 ist das aus dein kalten Entgasen i kommende Rohr
6 hindurchgeführt, damit das zur Düse 43 gehende Ainmoniakgas noch weitergehend
entwässert wird. Das Kondensat fließt durch das Rohr 44 ab, das innerhalb des weiteren
Rohres 43 nach unten geführt ist und unten offen ist. Die sich ansammelnden Flüssigkeitsmengen
fließen durch das Rohr 34 in das Mischgefäß 30, Im Z@ndschengefäß 27 ist ein Überlauf
vorgesehen, der durch das offene Ende des Rohres 45 gebildet wird. Etwa überschüssige
Flüssigkeit gelangt durch dieses Rohr in dien oberen Teil des Wärmieaustauschgefäßes
15. Da diese Lösung noch gasreicher ist als die aus dem Absorber 8 kommende Lösung,
übernimmt sie eine weitere Rektifikation des Ammoniakgases. Je mehr Lösung vom ausgetriebenen
Gas in das Resorbersystem mitgeschleppt wird, um so mehr strömt durch das Rohr 45
zurück, und um so ausgiebiger ist die dadurch erzielte Rektifikation.
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Das Gefäß 46 dient als Schlammsammler und soll außerdem verhüten,
daß aus den Rohren 13 und 14 die Lösung hinausgeworfen werden kann, wenn in :einer
Betriebspause der Druck im Absorber 8 größer wird als im Wärmeaustauschgefäß 15.
Damit nicht aus demselben Anlaß die Flüssigkeit aus dem weiten. Rohrschenkel i2
durch das Rohr 39
in das Iz(!sorbei-system gedrückt werden kann-,
ist- das Gefäß 48 vorgesehen, in dem da Gas durch die angesammelte Flüssigkeit hindurchtreten
kann.
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Äus ähnlichen Gründen ist das am Ende des Rohres 24 vorgesehene Gasgefäße
31 st) Clro1') bemessen, dä.ß es nötigenfalls die gesamte Flüssigkeit aus dem Zwischengefäß
.27 und den höher liegenden Teilen der Rohre = und 20 aufnehmen kann.
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Ein Gefäß 4; zwischen den Rohren i,^ und iS soll verhindern, daß bei
besonders lebhafter Gasentwicklung im Kessel ig Gasblasen durch die Rohre 18 und
17 hindurch in das Wärmeaustauschgefäß 15 zurückschlagen. Das Gefäß 47 ist so groß,
daß es vorübergehend erhöhte Gasentwicklung aufnehmen kann.
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Das ausgetriebene Gas kann vom mitgeführten Dampf des Lösungsmittels
auch in der Weise befreit werden, daß es mit der Absorptionslösung in Wärmeaustausch
tritt, ohne mit ihr in unmittelbare Berührung zti kommen. Ein Ausführungsbeispiel
dieser Art zeigt Abb. z. Bei diesem Au.sführungsbeispi@l treten Gas und Absorptionslösung
in einem Gefäß 7 2 miteinander in Wärmeaustausch, ohne sich zu berühren. Die aus
dem Absorber 8 kommende Absorptionslösung wird durch ein Rohr 63, das Gefäß 46 und
durch ein Rohr 64 in eine Rohrschlange 65 geleitet. Diese durchströmt sie und gelangt
in ein Gefäß 66- Von liier fließt sie durch ein Rohr 67 in ein Gefäß 68, in dessen
unterem Teil sie einen Flüssigkeitsvorrat 69 bildet. Sie gelangt dann durch das
Rohr 7o, das Gefäß 47 und das Rohr 18 in den Austreiber i g. Mit dem ausgetriebenen
Gas zusammen steigt sie im Rohr 21 hinauf in den Gasabächeiderauin 22. Hier trennen
sich Gas und Lösung die Lösung fließt durch das Rohr i o in den Absorber 8, während
das Gas durch das Rohr 7 1 in das Wärmeaustauschgefäß 7 2 geführt wird, in dessen
Innern auch die von der Lösung durchflossene Rohrschlange 65 angeordnet ist. An
der kühleren Oberfläche der Rohrschlange kondensiert ein großer Teil des vom Gase
mitgeführten Wasserdampfes. Das so getrocknete Gas gelangt dann durch das Rohr 73
in das Gefäß 31 und von da in das Resorbersystem, das sich von dem nach Abb. i nicht
unterscheidet. Das im Wärmeaustauschgefäß 7:2 kondensierte Wasser fließt
durch ein Rohr 7 4 in den unteren Teil des Gefäßes 68. Die Verflüssigungswärme,
die beim Niederschlagen des Wassers entsteht, wird von der Lösung in der Rohrschlange
65 aufgenommen. Gasmengen, die hier infolge der Erwärmung etwa ausgetrieben werden,
trennen sich im Gefäß 66 von der Lösung und werden durch das Verbindungsrohr 75
in das Rohr 7 3 geleitet, so daß sie mit den übrigen Gasmengen in das Resorbersystem
gelangen.
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Der Flüssigkeitsspiegel im Gefäß 68 muß niedriger stehen als der im
Gasabscheideraum 66, nämlich tiefer als die Rohrschlange 65, damit diese nicht von
außen überflutet wird. Der Druck über beiden Flüssigkeitsspiegeln ist aber der gleiche
infolge der offenen Rohrverbindung 67. Aus diesem Grunde muß -die durch das Rohr
67 in das Gefäß 68 eintretende Flüssigkeit in den Flüssigkeitsvorrat 69 frei hinabstürzen,
so nämlich, daß sich in diesem Raume keine Flüssigkeitssäule ausbilden kann. Die
überschüssigen Flüssigkeitsmengen aus dem Gefäß 27 werden durch das Rohr 57 in das
Gefäß 72 geleitet.
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Das U-Rohr i i-i2, das gemäß Abb. i mit dem Rohr 39 zusammen zur Ableitung
überschüssiger Gasmengen aus dem Resorbersystem bestimmt ist, ist bei Abb. 2 nicht
mitgezeichiiet, um das Bild nicht zu überlasten.