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Verdampfer für periodisch arbeitende Absorptions-Kühleinrichtungen
Bei den bekannten Verdampfern für periodi.srharbeitendeAbsorptions-Kühlvorrichtungen
erfolgt die Rückförderung der mitgerissenen Absorptionsflüssigkeit durch ein Rohr
und ein von Hand zu verstellendes Dreiwegventil, so daß diese Verdampfer stets eine
Überwachung durch geschultes Personal bedingen. Abgesehen davon, .daß hierdurch
erhöhte Kostenentstehen, liegt die Gefahr nahe, daß aus irgendeinem Grunde die rechtzeitige
Rückförderung der Absorptionsflüssigkeit unterbleibt und somit der Betrieb gestört
wird.
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Der Zweck der Erfindung ist, einen Verdampfer zu schaffen, bei welchem
alle diese Nachteile beseitigt werden und die Rückförderung der während der Heizperiode
in den Verdampfer gelangenden Absorptionsflüssigkeit nach Beendigung der Heizperiode
selbsttätig erfolgt, so daß keine Ventile oder sonstige sich bewegende Teile erforderlich
sind.
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Zu diesem Zwecke ist im untersten Teil des Verdampfers erfindungsgemäß
eine Kammer vorgesehen, die mit einer Druckkammer und der Rückleitung in Verbindung
steht. Irgendwelches während der Heizperiode überströmendes Wasser wird in der unteren
Kammer gesammelt, in welche hinein auch die während der Kühlperiode nicht verdampfte
Flüssigkeit gelangt. Die bei Beginn jeder Kühlperiode einsetzende Druckverringerung
in dem Verdampfer bewirkt eine entsprechendeDruckverringerung in der Kammer, wodurch
die Flüssigkeit aus dieser nach einer Stelle gedrückt wird, an welcher sie in das
Saugrohr gelangt und nach der Absorptionsvorrichtung zurückgeleitet wird. Da letzteres
bei jedem Kreislauf erfolgt, kann sich kein schädlicher Betrag an Wasser in dem
Verdampfer sammeln, so daß auch keine Einstellung von Hand oder überhaupt eine Überwachung
erforderlich ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Abb. i ist eine Seitenansicht, Abb. 2 ein Schnitt nach Linie 2-2 der
Abb. i.
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Abb.3 ist eine Darstellung in kleinem Maße, welche die Anordnung des
Verdampfers in einer Kühlanlage erkennen läßt.
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Abb. q. ist ein Querschnitt nach Linie 4-d. der Abb. 3.
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Abb. 5 und 6 zeigen schematisch ein Verdampfungssystem, von welchem
der Verdampfer gemäß der Erfindung einen Teil bildet.
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Bei dem dargestellten Verdampfer wird ein Oberteil angewandt, der
drei Kammern io, i 1, 12 umschließt, und ein Unterteil, der ein Paar von Kammern
13, 14 bildet. Im oberen Teil ist die Kammer io die Hauptkammer
und
hat die Form einer waagerecht liegenden Blechtrommel. Die Kammer i i ist eine Hilfs-oder
Druckkammer und steht nicht in unmittelbarer Verbindung mit der Hauptkammer io.
Sie kann einen Teil td'er Trommel bilden, welcher durch eine Querwand abgetrennt
ist oder als besonderes Gefäß ausgebildet sein, das am Körper der Trommel angeschweißt
ist und den Abschluß für das Stirnende der letzteren bildet. Die Kammer t2 ist ein
Überlaufbehälter und hat die Form einer Schäle im Innern der Kammer io, kann aber
auch andere Konstruktion haben. Wesentlich ist, daß sie an ihrem oberen Ende eine
offene Verbindung mit dem oberen Teil der Hauptkammer besitzt. Es ist ferner erwünscht,
daß der Boden dieser Kammer i2 über dem Boden der Hauptkammer liegt.
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Die Hauptkammer io ist mit der unteren Hauptkammer 13 durch eine Reihe
von senkrecht stehenden Rohren 15 verbunden, die oben und unten mit diesen Kammern
offene Verbindung haben. Die untere Kammer 13 kann an dem einen Ende mittels einer
geeigneten Form, beispielsweise der Ringform, eine Kammer 17 an einem Ende umschließen.
Diese Kammer 17 ist an einem Ende offen und dient zur Aufnahme der zu kühlenden
Gegenstände. Die untere Kammer 13 besitzt ferner einen seitlichen zylinderförmigen
Vorsprung 18, mit welchem der größte Teil der Rohre 15 verbunden ist. Die untere
Kammer 14 bildet einen Sumpf oder einen sackartigen Flüssigkeitssammler und ist
mit der Hauptkammer 13 durch eine enge Ablauföffnung ig verbunden. Die Druckkammer
i i ist mit dem Sumpf 14 durch eine Leitung 2o verbunden, und ein enges Rohr a1
ist vom unteren Teil des Sumpfes :durch die untere Hauptkammer 13 bis zum oberen
Teil der Schale 12 geführt. Dieses Rohr kann irgendwo innerhalb dieser Schale enden,
zweckmäßig stößt sein oberes Ende gegen die obere Seite der Hauptkammer io und besitzt
ein Loch 22 im Innern der Schale. Der Hauptkörper des Rohres :2i zwischen den Kammern
13 und: io ist von einem weiteren Rohr 23 umschlossen, welches unten in die untere
Hauptkammer und oben in die obere Hauptkammer mündet, Dieses Rohr 23 dient als Träger
für die Schale 12 und ist am oberen Ende geschlossen, so daß es. nicht unmittelbar
mit dem Innern der letzteren in Verbindung steht. Es ist finit einem Loch 24. im
Innern der Hauptkammer unterhalb der Schale versehen. Das obere Ende kann durch
Schraubengewinde mit dem Boden der Schale verbunden und durch einen Stopfen geschlossen
sein, durch welchen das Rohr 21 hindurchragt. Der Verdampfer kann in einem System
benutzt werden, in welchem ein einziges Rohr dazu dient, verflüssigtes Ammoniak
dem Verdampfer während der Heizperiode zuzuleiten und verdampftes Ammoniak vom Verdampfer
während der Kühlperiode abzuleiten. Ein solches Rohr 25 ist bei der dargestellten
Ausführung durch die obere Wand der Kammer i o hindurchgeführt und endet im Innern
der Schale in der Nähe des Bodens.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Während der Heizperiotde
wird das verflüssigte Ammoniak durch das Rohr 25 der Schale i2 zugeleitet und, fließt
über den Rand derselben weg oder durch ein Loch 26 hindurch in die Hauptkammer io
und füllt den ganzen Verdampfer bis zur gewünschten Höhe an. Alles Wasser, was mit
dem Ammoniak mitgeführt wird, scheidet sich infolge seines höheren spezifischen
Gewichtes am Boden ab und fließt durch das Loch ig in den Sumpf 1q.. Wenn der Flüssigkeitsspiegel
im Verdampfer steigt, fließt die Flüssigkeit, die entweder flüssiges Ammoniak oder
,die Absorptionsflüssigkeit oder eine Mischung aus beiden ist, aufwärts durch die
Leitung 2o, um den gleichen Druck in der Kammer i i aufrechtzuerhalten, wie in der
Kammer i o. Am Ende der Heizperiode wird ein wesentlicher Druckabfall hervorgebracht,
so daß das verflüssigte Ammoniak im Verdampfer sich verflüchtigt und durch das Rohr
25 zum Kecherabsorber zurückkehrt. Sobald dieser Druckabfall eintritt und die Saugwirkung
im Rohr 25 eintritt, kann die geringe Flüssigkeitsmenge, die in der Schale i2 vorhanden
ist, durch das Rohr 25 in den Kocherabsorber zurückgesaugt werden. Gleichzeitig
bewirkt der Druckabfall im System eine Ausdehnung des Gases im oberen Teil..der
Kammer ii und dieses bewirkt einen Druck in dem Sumpf, welcher den Flüssigkeitsinhalt
des letzteren herausdrückt. Man erkennt, daß die Leitung 2o sehr viel weiter ist
als die Leiturig 21 und .das Loch ig. Sobald die Heizung abgedreht wird und das
Kühlwasser dem Kocherabsorber zugeführt wird, ist der Druckabfall verhältnismäßig
rasch. Der Druck kann in wenigen Minuten von i o auf 2 Atin. sinken. Der auf die
Flüssigkeit durch die Expansion des Gases in der Kammer i i ausgeübte Druck bewirkt
während dieses raschen Druckabfalls das Herausdrücken der Flüssigkeit aus dem Sumpf
durch das Rohr 21 und die Abführung von Flüssigkeit und Gas durch das enge Loch
ig. Der Teil der Flüssigkeit, -welcher durch das Rohr 21 hindurchgedrückt wird,
wird durch das Loch 22 der Schale 12 zugeführt, aus welcher er in den Kocherabsorber
durch das Rohr 25 zurückgesaugt wird. Sobald die Drücke ausgeglichen sind, hört
diese Förderung durch das Rohr zi auf und infolgedessen
wird nur
eine geringe Flüssigkeitsmenge aus dem Sumpf in .die Schale während jedes Arbeitskreislaufs
übergeführt. Sobald das Rohr 25 die ursprüngliche in der Schale 12 enthaltene Flüssigkeit
lierausgesaugt hat und diejenige Flüssigkeitsmenge, die aus dieser in den Sumpf
14 übergetreten ist, abgesaugt hat, zieht es Gas aus dem oberen Teil der Hauptkammer
io ab und die normale Operation der Kühlung durch Verdampfung tritt am Ende dieses
Teils des Kreislaufs ein. Bei der normalen Operation kann ein Sieden in den Rohren
15 eintreten. Es ist unerwünscht, daß ein Sieden in dem Rohr 21 eintritt, da, dies
das Resultat haben würde, «eitere Flüssigkeit in die Schale 12 einzuführen, welche
in den Absorptionsapparat zurückgesaugt würde, ohne daß sie verdampft würde und
die erwünschte Kühlwirkung hervorbrächte. Aus diesem Grunde ist das Rohr 21 in dem
Rohr 23 eingeschlossen, so daß jedes Kochen des Ammoniaks im Rohr 23 Flüssigkeit
durch das Loch 24 in die Hauptkannner io unterhalb der Schale überführt und gleichzeitig
das Rohr 21 unter dem Siedepunkt erhalten wird, so claß kein Aufwärtsfluß in diesem
Rohr eintritt.
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In Abb. 3 und d. ist ein Kühlschrank erläutert, bei welchem der in
Abb. i und 2 dargestellte Verdampfer angewandt werden kann. Man erkennt, daß die
Hauptkammer io und das Rohr 18 an der hinteren Wand des Kühlschrankes liegt, während
der rin.gförniige Teil 16 nach vorn vorragt, so daß die Kammer 17 sich nach vorn
öffnet. Die Rohre 15 sind hierbei durch ein einziges zickzackförmiges Rohr 15a ersetzt.
Das Gehäuse 27 hat eine Mehrzahl von Löchern 28 und obere und untere Türen, die
durch ein Querglied 29 getrennt sind.
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Bei der in Abb. i und 2 dargestellten Ausführungsform des Verdampfers
ist das Loch i9 in der Wand zwischen den Kammern i3 und 14 vorgesehen. Offenbar
konnte dies auch weit größer gemacht werden und mit einem Verschluß versehen sein,
der eine durchgehende Offnung der gewünschten Größe besitzt, um die Reinigung zu
erleichtern. Der Sumpf ist mit einem Abschluß 30 verseben, durch welchen
das System entleert werden kann und Niederschläge oder Schmutz nach der ersten Montage
herausgespült werden können.
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Der Verdampfer kann in einem System benutzt werden, welches entweder
nur eine einzige Zu- und Ableitung oder getrennte Zuleitungen und Ableitungen besitzt.
In Abb. 5 ist schematisch ein System dargestellt, bei welchem der Koclierabsorber
31 mit einer Schlange 32 versehen ist, welche abwechselnd zum Erhitzen oder zum
Kühlen benutzt wird. Beim Austreiben des Gases während der Heizperiode fließt dieses
durch einen Kondensator 33 und eine Leitung 3,4, welche mit dem Boden des Verdampfers
verbunden sein kann, wie nach Abb. i und 2. Das Rohr 25 von der oberen Kammer führt
zu einem Verteiler 35 am Boden des Kocherabsorbers. In Abb.6 ist ein System dargestellt,
welches eine bekannte Anordnung eines Kocherabsorbers besitzt. Die obere Kammer
36 ist von der unteren Kammer 37 durch eine Querwand 38 getrennt, von welcher ein
Rohr 39 nach unten zu dem Verteiler 40 führt. Die Heizung geschieht durch einen
ringförmigen Brenner 4.1 und die Kühlung der unteren Kammer 37 durch eine Schlange
.42. Der Kondensator ist durch: konzentrisch liegende Rohre gebildet, in welchen
das Wasser im inneren Rohr .43 und das Ammoniak im äußeren Rohr 44 fließt. Die Konstruktion
umschließt eine V orkondensatOral>teilun.g .I5, welche so angeordnet ist, daß Wasser,
das mit dem Ammoniak den Kocherabsorber durch das Rohr 46 verläßt, kondensieren
kann, ehe es die Austrittsstelle 4.7 erreicht und zu einem Rohr 48 und von cla zum
Verdampfer zurückfließen kann.
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In manchen Fällen kann es erwünscht sein, Vorrichtungen zu treffen,
durch welche ein Überdruck im Verdampfer erzeugt werden kann, um Flüssigkeit zum
Kocherabsorber zurückzudrücken, wie es beispielsweise notwendig sein kann, wenn
nach der Versendung, während welcher die Vorrichtung umgekippt ist, die Flüssigkeit
in den Verdampfer übergetreten ist. Zu diesem Zweck kann man das Rohr 34 (vgl. Abb.
i und 2) anwenden, aber an Stelle es am oberen Ende mit dem Kondensator zu verbinden,
wird (vgl. Abb. 5) der Kondensator im Rohr 25 untergebracht oder kann das Rohr 34
direkt mit dem Rohr 25 an einer über dem Kondensator liegenden Stelle Verbindung
haben. Ein Dreiwegehahn kann an der Verbindungsstelle angebracht werden, um das.
Rohr 34. unter normalen Umständen am oberen Ende zu schließen und außer Wirkung
zu halten, während durch Umstellung des Hahns das Rohr 25 unter dem Hahn geschlossen
werden kann, so da.ß der Druck im Vergaser die ganze darin enthaltene Flüssigkeit
durch das Rohr 34 hindurch in den Verteiler 35 drückt. Ein solcher Vorgang ist nur
dann notwendig, wenn ungewöhnlich Zustände eingetreten sind, wo die oben beschriebene
Einrichtung zur Zurückführung des Wassers aus dem Verdampfer zum Absorptionsraum
nicht geeignet ist. Das Rohr 3.4 kann gänzlich weggelassen werden.