DE478657C

DE478657C - Continuously acting absorption machine

Info

Publication number: DE478657C
Application number: DES82138D
Authority: DE
Inventors: Edmund Altenkirch
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1927-10-13
Filing date: 1927-10-13
Publication date: 1929-06-29

Description

Kontinuierlich wirkende Absorptionsmaschine Bei solchen kontinuierlich wirkenden Absorptionsmaschinen, bei denen alle Gefäße in offener Verbindung miteinander stehen und bei denen die Absorptionslösung durch das ausgetriebene Gas mittels eines aufsteigenden Rohres in einen höher gelegenen Gasabscheideraut, emporgehoben wird, hat man vorgeschlagen, das aus der Absorptionslösung ausgetriebene mit dampfförmigem Lösungsmittel vermischte gasförmige Arbeitsmittel in einem tiefer als der Gasabscheideraum liegenden Rektifikator mit reicher Absorptionslösung, die vom Absorber kommt, in Wärmeaustausch zu bringen. Man will auf diese Weise erreichen, daß dem Verflüssiger ein möglichst trockenes, d. h. von mitgerissenem Dampf des Lösungsmittel befreites Arbeitsmittel zugeführt wird und daß zugleich für die Rektifikation- kein erneuter Wärmeaufwand erforderlich ist. Man hat auch vorgeschlagen, die Rektifikation in dem tieferliegenden Wärmeaustauschgefäß dadurch weiter zu verbessern, daß man in dieses außer der vom Absorber kommenden Absorptionslösung die noch gasreicheren Flüssigkeitsmengen einführt, die als unverdampfte Rückstände aus dem Verdampfer abgeleitet und dem Absorbersystem wieder zugeführt werden müssen.Continuously acting absorption machine With such continuous acting absorption machines in which all vessels are in open communication with one another stand and in which the absorption solution through the expelled gas by means of a ascending pipe is lifted into a higher gas separator, it has been proposed that the expelled from the absorption solution with vapor Solvent mixed gaseous working media in a deeper than the gas separation room lying rectifier with rich absorption solution coming from the absorber in Bring heat exchange. In this way one wants to achieve that the liquefier as dry as possible, d. H. freed from entrained vapor of the solvent Work equipment is supplied and that at the same time for rectification no new one Heat input is required. It has also been suggested that rectification in to further improve the lower-lying heat exchange vessel in that one in this apart from the absorption solution coming from the absorber the even richer gas Introduces amounts of liquid that are left as unevaporated residues from the evaporator must be diverted and fed back into the absorber system.

Die Erfindung zeigt einen Weg, eine gute Rektifikation des ausgetriebenen gasförmigen Arbeitsmittels auch bei solchen Absorptionsmaschinen der eingangs erwähnten Art durchzuführen, die kein tiefer als der Gasabscheideraum liegendes Rektifikationsgefäß besitzen und bei denen daher die vom Absorber kommende reiche Lösung nicht zur Rektifikation verwendet werden kann. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die aus dem Verdampfer abzuführende überschüssige Flüssigkeit zwecks Wärmeaustausch mit dem ausgetriebenen gasförmigen Arbeitsmittel in ein Gefäß geleitet wird, das im Zuge der dem Absorber zuströmenden Absorptionslösung liegt, so daß die Flüssigkeit, welche die Rektifikation bewirkt hat, zusammen mit dieser Absorptionslösung in den Absorber gelangt. Die Rektifikation läßt man sich dabei zweckmäßig in demselben Raum vollziehen, in welchem sich das ausgetriebene gasförmige Arbeitsmittel und die Absorptionslösung voneinander trennen, d. h. in dem bereits erwähnten Gasabscheideraum.The invention shows a way of a good rectification of the expelled gaseous working medium also in such absorption machines of the aforementioned Type to be carried out that does not require a rectification vessel lying deeper than the gas separation chamber and in which, therefore, the rich solution coming from the absorber is not used for rectification can be used. This is achieved according to the invention in that the excess liquid to be discharged from the evaporator for the purpose of heat exchange with the expelled gaseous working medium is passed into a vessel which is in the In the course of the absorption solution flowing to the absorber, so that the liquid, which has caused the rectification, together with this absorption solution in the Absorber arrives. The rectification can expediently be left in the same Complete space in which the expelled gaseous working medium and separate the absorption solution from one another, d. H. in the already mentioned gas separation room.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Abb. i zeigt die Anwendung des Erfindungsgedankens bei einer auf reiner Wärmewirkung beruhenden Absorptionskältemaschine, bei welcher der Druckunterschied lediglich durch Flüssigkeitssäulen aufrechterhalten wird. i ist der Verdampfer, aus welchem das gasförmige Kältemittel durch die Leitung 2 in dem Absorber 3 gelangt. Dieser wird durch Kühlwasser, das eine Kühlschlange ¢ durchströmt, gekühlt. Aus dem Absorber 3 fließt die angereicherte Lösung durch ein U-förmiges Rohr 5 in ein Zwischengefäß 6, das dazu dient, den Flüssigkeitsumlauf gleichmäßiger zu gestalten. Das Zwischengefäß 6 steht durch ein Rohr 7 mit dem Gasabscheider 8 in Verbindung. Aus dem Zwischengefäß 6 tritt die Lösung in das untere Ende des als schrägliegende Spirale ausgebildeten Austreibers g, der durch einen elektrischen Heizstab io erwärmt wird. In dem Austreiber und dem sich an ihn anschließenden Steigrohr 1i wird die erwärmte und verarmte Flüssigkeit durch aufsteigende Blasen hochgetrieben. Sie gelangt in den bereits erwähnten Gasabscheider 8, der durch ein U-förmiges Rohr 12 mit dem Absorber 3 in Verbindung steht. Durch das Rohr 12, das zusammen mit dem Rohr 5 einen Temperaturwechsler bildet, gelangt die verarmte Lösung in den Absorber zurück. Das im Gasabscheideranm 8 von der Flüssigkeit getrennte Gas wird über einen Ausgleichbehälter 13 in den Kondensator 14 geführt, dessen Kühlmantel von demselben Kühlwasser durchströmt wird, das auch die Kühlschlange 4 des Absorbers durchfließt. Das im Kondensator 14 niedergeschlagene Kältemittel wird durch ein: Rohr -75, das zur Sicherung des Druckes als U-Rohr ausgebildet ist, dessen zweiter Schenkel mit dem unteren Teil des Verdampfers -i in, Verbindung steht, dem Verdampfer zugeleitet.Various exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing illustrated. Fig. I shows the application of the inventive concept to a absorption refrigeration machine based on pure thermal effects, in which the pressure difference is only maintained by columns of liquid. i is the vaporizer, from which the gaseous refrigerant passes through line 2 in absorber 3. This is cooled by cooling water that flows through a cooling coil ¢. the end the absorber 3 flows the enriched Solution through a U-shaped Tube 5 into an intermediate vessel 6, which serves to keep the liquid circulating more evenly to design. The intermediate vessel 6 stands through a pipe 7 with the gas separator 8 in connection. From the intermediate vessel 6, the solution enters the lower end of the as inclined spiral formed expeller g, which by an electrical The heating element is heated up. In the expeller and the riser pipe connected to it 1i the heated and depleted liquid is driven up by ascending bubbles. It reaches the already mentioned gas separator 8, which passes through a U-shaped tube 12 is connected to the absorber 3. Through the pipe 12, which together with the Tube 5 forms a temperature changer, the depleted solution reaches the absorber return. The gas separated from the liquid in the gas separator 8 is via a Expansion tank 13 led into the condenser 14, the cooling jacket of the same Cooling water is flowed through, which also flows through the cooling coil 4 of the absorber. The refrigerant precipitated in the condenser 14 is passed through a: pipe -75, the to secure the pressure is designed as a U-tube, the second leg with the lower part of the evaporator -i is in connection, fed to the evaporator.

Die im. Verdampfer i nicht verdampfte Flüssigkeit sammelt sich zunächst im unteren Teile des Drucksicherungsrohres 75, und sodann im Verdanxpfer an. Sobald im Verdampfer ein größerer Überschuß: an Flüssigkeit vorhanden ist, kann diese Flüssigkeitsmenge den Verdampfer durch eine U-förmig gekrümmte Leitung 16, verlassen und über einen in diese eingeschalteten Behälter 17 in den oberen Teil. des Gasabscheiders 8 eintreten, der mit Tellern versehen; ist, über welche die Flüssigkeit im Gegenstrom zum aufsteigenden Gase herniederrieselt. Die dem Gasabscheideraum 8 durch das Rohr 16c zugeführte Flüssigkeit bewirkt hier unter Wärmeaustausch mit dem ausgetriebenen gasförmigen Arbeitsmittel dessen Rektifikation., d. h. die Kondensation und Ausscheidung des mitverdampften Lösungsmittels. je mehr von dem Lösungsmittel in den Kondensator 14 mitgerissen ist, um so größere überschüssige Mengen desselben gelangen durch die Rückführungsleitung 16 in: den Rektifikationsraum des Gasabscheiders B. Auf diese Weise wird die Menge des mitgerissenen Lösungsmittels beschränkt und im Gleichgewicht gehalten.The in. Evaporator i non-evaporated liquid collects first in the lower part of the pressure relief tube 75, and then in the Verdanxpfer. As soon a larger excess in the evaporator: if there is liquid, this amount of liquid can be used leave the evaporator through a U-shaped curved line 16, and via a in this switched container 17 in the upper part. of the gas separator 8 enter, the one provided with plates; is over which the liquid is in countercurrent to the rising Gases trickling down. The supplied to the gas separation space 8 through the pipe 16c Liquid causes here heat exchange with the expelled gaseous Work equipment its rectification., D. H. the condensation and excretion of the evaporated solvent. the more of the solvent in the condenser 14 is entrained, the greater the excess amount of it will pass through the return line 16 in: the rectification space of the gas separator B. Auf this way the amount of solvent entrained is limited and in equilibrium held.

Der Behälter 17 hat den Zweck, bei Druckschwankungen, ein Durchschlagen des Gases aus dem Gasabscheideraum 8 in den Verdampfer i zu verhindern oder wenigstens zu erschweren.The purpose of the container 17 is to strike through in the event of pressure fluctuations of the gas from the gas separation chamber 8 into the evaporator i or at least to complicate.

In dem Behälter 17 kann eine Heizpatrone 18 angeordnet sein. Man erhält dadurch die Möglichkeit, mittels des über dem Behälter i7 liegenden aufsteigenden Teiles der Leitung 16 die in dem Behälter 17 befindliche Flüssigkeit teilweise zu verdampfen und dadurch auf ein höheres Niveau zu heben, als es durch den Druckunterschied zwischen dem Verdampfer i und dem Gasabscheider 8 möglich wäre. Die erwähnte Heizeinrichtung ist jedoch zu diesem Zweck nicht erforderlich, wenn der Verdampfer um soviel höher als der Gasabscheider liegt, daß, die Flüssigkeitssäule allein bereits ausreicht; den Druckunterschied zu überwinden.A heating cartridge 18 can be arranged in the container 17. You get thereby the possibility of using the rising above the container i7 Part of the line 16, the liquid in the container 17 partially to evaporate and thus to a higher level than it is due to the pressure difference between the evaporator i and the gas separator 8 would be possible. The aforementioned heating device however, this is not necessary for this purpose if the evaporator is so much higher when the gas separator lies that, the liquid column alone is already sufficient; to overcome the pressure difference.

Zwecks Regelung der Konzentration der Absorptionsflüssigkeit kann ferner auch im Gasabscheider 8 eine Heizpatrone ig angeordnet werden.In order to regulate the concentration of the absorption liquid can Furthermore, a heating cartridge ig can also be arranged in the gas separator 8.

In Abb.2 ist eine Hochdruckabsorptionsmaschme veranschaulicht, bei der dem gasförmigen Kärtemittel (Z. P'. Ammoniak) ein neutrales, d. h. nicht absorbierbares Gas beigemischt ist.In Fig.2 a high pressure absorption machine is illustrated, at which the gaseous hardening agent (Z. P '. ammonia) a neutral, d. H. non-absorbable Gas is mixed in.

Das gasförmige mit dem leichteren neutralen Gas beigemischte Kältemittel verläßt den Verdampfer 2i durch das Rohr 22, welches zum unteren Tee des Absorbers 23 führt. Von dessen oberem Teile steigt das zum größeren Teile vom Kältemittel befreite und darum leichter gewordene Gasgemisch durch ein gekrünnates Rohr 2¢ auf, dessen höchster Punkt oberhalb, der Gasaustrittsstelle des Verdampfers 2i liegt. Das Rohr 24 mündet in den unteren Teil des Verdampfers 2i ein. Die im Absorber angereicherte Flüssigkeit gelangt durch ein Rohr 25, in den durch eineaufrechte Spirale 26 gebildeten Austreiber, der durch einen elektrischen. Heizstah 27 erwärmt wird. Von hier aus wird: diese Flüssigkeit durch. die sich bildenden Gasblasen mittels. des aufsteigenden Rohres 28 in; den Gasabscheider 2g gefördert. Von diesem führt eine Leitung 30 zum Absorber 23 zurück, die mit der bereits erwähnten Leitung 25, zusammen einen Temperaturwechsler bildet. Das. im Gasabscheider 29 abgeschiedene und in dessen Rektifikationsraum getrocknete gasförmige Kältemittel gelangt durch ein Rohr 31 in den Kondensator 3a und wird dort niedergeschlagen. Das Kondensat tritt in den Verdampfer qm an dessen oberem Ende ein. Der Verdampfer 21 ist durch eine U-förmig gekrümmte Leitung 33, mit dem Rektifikationsraum des Gasabscheiders 29, verbunden. In den aufsteigenden Teil der Leitung 33 ist ein. Behälter 34 eingeschaltet, dessen Flüssigkeitsinhalt gegebenenfalls mittels einer Heizpatrone 35 erwärmt werden kann..The gaseous refrigerant mixed with the lighter neutral gas leaves the evaporator 2 i through the pipe 22, which leads to the lower tee of the absorber 23. From its upper part, the gas mixture, which has largely been freed from the refrigerant and has therefore become lighter, rises through a bent tube 2 [, the highest point of which is above the gas outlet point of the evaporator 2i. The pipe 24 opens into the lower part of the evaporator 2i. The liquid enriched in the absorber passes through a pipe 25 into the expeller formed by an upright spiral 26, which is driven by an electrical. Heizstah 27 is heated. From here: this liquid will pass through. the gas bubbles that form by means of. of the ascending tube 28 in; promoted the gas separator 2g. From this a line 30 leads back to the absorber 23, which together with the already mentioned line 25 forms a temperature changer. That. Gaseous refrigerant separated in the gas separator 29 and dried in its rectification chamber passes through a pipe 31 into the condenser 3a and is precipitated there. The condensate enters the evaporator qm at its upper end. The evaporator 21 is connected to the rectification space of the gas separator 29 by a U-shaped curved line 33. In the ascending part of the line 33 is a. The container 34 is switched on, the liquid contents of which can optionally be heated by means of a heating cartridge 35 ..

Die Wirkungsweise der zuletzt beschriebenen Vorrichtung ist der durch Abh. i veranschaulichten analog.. lm. Verdampfer 21 sich ansammelnde überschüssige Flüssigkeit gelangt durch die Rückführungsleitung 33 in den- Behäter 34 und von diesem in den Gasabscheider 29, wo sie die Gastrocknung bewirkt. Abb.3 stellt eine nach dem Resorptionssystem arbeitende Kältemaschine dar, bei welcher der Umlauf eines indifferenten Gases durch eine Strahldüse erzeugt wird. In das vom Entgaser 41 ausgehende Rohr 43 strömt durch die Düse 44 der den Umlauf des Gasgemisches. bewirkende Düsendampf ein. Das Gasgemisch gelangt in den unteren Teil -des Absorbers 45, von dessen oberemTeil das am Kältemittel arme Gasgemisch durch das Rohr- 46 zum Entgaser 41 zurückkehrt. Der in den unteren Teil des Entgasers 41 einmündende Teil des Rohres 46 ist so geformt, daß er den Übertritt von Flüssigkeit aus dem Entgaser in den Absorber durch dieses Rohr verhindert. Das zur Beschickung des Entgasers erforderliche flüssige Kältemittel strömt aus dem Resorber 47 dem Entgaser 41 durch eine U-förmig gekrümmte Leitung 48 zu. Durch eine Leitung 49, die mit der Leitung 48 einen Temperaturwechsler bildet, gelangt . die verarmte Kälteflüssigkeit zum Resorber 47 zurück. In den aufsteigenden Teil der Leitung 49 mündet eine weitere, einen Drucksicherungsbehälter 51 enthaltende Leitung 5o. Das durch diese Leitung dem Resorber 47 zugeführte Gas bewirkt die Flüssigkeitsförderung vom Entgaser zum Resorber. Vom unteren Teile des Absorbers 45 gelangt die angereicherte Kälteflüssigkeit durch ein Rohr 52 und ein in diesem liegendes Ausgleichgefäß 53 in den als aufrechte Spirale ausgebildeten Austreibers 54, der durch einen elektrischen Heizstab 55 erwärmt wird. Mittels eines aufsteigenden Rohres 56 wird die Flüssigkeit durch die Wirkung der in ihm enthaltenen Gasblasen in den Gasabscheideraum57 gefördert. Dieser ist mit dem bereits erwähnten Rohre 52, dessen Verlängerung in der Düse 44 endet, durch eine Gasleitung 58 verbunden. Vom Gasabscheider 57 aus wird die verarmte Flüssigkeit durch eine mit dem Rohr 52 einen Temperaturwechsler bildende Leitung 59 dem Absorber 45 wieder zugeführt.The mode of operation of the device described last is analogous to that illustrated by Dep. I .. lm. Excess liquid accumulating in the evaporator 21 passes through the return line 33 into the container 34 and from there into the gas separator 29, where it causes the gas to dry. Fig. 3 shows a refrigeration machine working according to the resorption system, in which the circulation of an inert gas is generated through a jet nozzle. The gas mixture circulates through the nozzle 44 into the pipe 43 extending from the degasser 41. causing jet steam. The gas mixture reaches the lower part of the absorber 45, from the upper part of which the gas mixture, which is poor in refrigerant, returns through the pipe 46 to the degasser 41. The part of the pipe 46 which opens into the lower part of the degasser 41 is shaped in such a way that it prevents the passage of liquid from the degasser into the absorber through this pipe. The liquid refrigerant required to charge the degasser flows from the resorber 47 to the degasser 41 through a U-shaped curved line 48. Passes through a line 49, which forms a temperature changer with the line 48. the depleted cold liquid back to the resorber 47. Another line 5o containing a pressure safety container 51 opens into the ascending part of the line 49. The gas fed to the resorber 47 through this line causes the liquid to be conveyed from the degasser to the resorber. From the lower part of the absorber 45, the enriched cold liquid passes through a pipe 52 and an expansion vessel 53 located in this into the expeller 54, which is designed as an upright spiral and which is heated by an electric heating rod 55. By means of an ascending pipe 56, the liquid is conveyed into the gas separation space 57 by the action of the gas bubbles contained in it. This is connected to the already mentioned pipe 52, the extension of which ends in the nozzle 44, by a gas line 58. From the gas separator 57, the depleted liquid is fed back to the absorber 45 through a line 59 which forms a temperature changer with the pipe 52.

Von dem das Gasgemisch führenden Rohre46 ist dicht neben dessen Einmündung in den Entgaser 41 eine U-förmig gekrümmte Leitung 6o abgezweigt, deren aufsteigender Teil über einen Behälter 61 in den Rektifikationsraum des Gasabscheiders 57 einmündet. Die Leitung 6o und der Behälter 61, dessen Flüssigkeitsinhalt durch eine Heizpatrone 62 von außen her erwärmt werden kann, dienen zur Rückführung überschüssiger Flüssigkeitsmengen, die sich im Entgaser 41 angesammelt haben, in den Gasabscheider 57, wo sie zur Dampftrocknung nutzbar gemacht werden.The pipe46 carrying the gas mixture is close to its confluence In the degasser 41 a U-shaped curved line 6o branches off, the ascending one Part opens into the rectification space of the gas separator 57 via a container 61. The line 6o and the container 61, its liquid content through a heating cartridge 62 can be heated from the outside, serve to return excess amounts of liquid, that have accumulated in the degasser 41 into the gas separator 57, where they are used for steam drying can be made usable.

Zwischen dem Resorber 47 und dem Entgaser 41 ist noch eine Entlüftungsvorrichtung 63, 64, 65 vorgesehen, welche bewirkt, daß in den Resorber 47 verschleppte Mengen nicht absorbierbaren Gases wieder in das Gasumlaufsystem zurückgelangen können. Die als U.-Rohrausgebildete Rüek£ül=ngsleitung kann bei sämtlichen beschriebenen Ausführungsbeispielen auch so. geführt werden, daß sie in einer wärmeaustauschenden. Verbindung mit einer Leitung steht, durch welche Flüssigkeit dem Verdampfer oder Entgaser zugeführt wird oder vom Gasabscheideraum zum Absorber strömt.A ventilation device is also located between the resorber 47 and the degasser 41 63, 64, 65 are provided, which has the effect that amounts carried over into the resorber 47 non-absorbable gas can get back into the gas circulation system. The return line designed as a U. pipe can be described for all of them Embodiments also like that. that they are conducted in a heat-exchanging. Connection with a line is through which liquid the evaporator or Degasser is fed or flows from the gas separation chamber to the absorber.

Der Vorteil der beschriebenen Einrichtung besteht in erster Linie darin, überschüssige Flüssigkeit (Arbeits- öder Lösungsmittel) aus demjenigen Teil der Absorptionsmaschine, wo ihre Ansammlung schädlich wirkt, in anderen Teilen der Maschine, z. B. dem Gasabscheideraum des Austreibers, nutzbar zu machen, indem hier das mitverdampfte Lösungsmittel wieder ausgeschieden wird, wobei zugleich aus der zurückgeführten Flüssigkeit ohne erneuten Wärmeaufwand gasförmiges Arbeitsmittel entwickelt wird. Dadurch wird eine selbsttätige Regelung erzielt, und dieMenge des mitgerissenenLösungsmittels bleibt in engen Grenzen.The advantage of the device described is primarily in it, excess liquid (working or solvent) from that part the absorption machine, where their accumulation is harmful, in other parts of the Machine, e.g. B. to make the gas separation chamber of the expeller usable by here the co-evaporated solvent is excreted again, at the same time from the returned liquid without renewed heat input gaseous working medium is being developed. As a result, automatic regulation is achieved and the amount of entrained solvent remains within narrow limits.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Continuously acting absorption machine, at which all vessels are in open connection with each other and in which at the Evaporation of working agents or solvents that have not been converted into gaseous form into the circuit the absorbent solution from which it was driven back, thereby characterized in that the excess liquid for the purpose of rectification of the expelled Gaseous working medium passed into a vessel in heat exchange with the latter is, from which the liquid together with the poor absorption solution to the absorber flows in.

2. Absorption machine according to claim i, characterized in that the excess liquid is introduced into the gas space of that vessel (8, 29, 57) is, in which the expelled gaseous working medium and the absorption solution separate from each other.

3. Absorption machine according to claim i or 2, characterized in that that the point at which the return line for the excess liquid (16, 33, 6o) branches off from the evaporator (1, 21) or degasser (41) to at least so is much higher than the point where it opens into the gas separation space (8, 29, 57), that the pressure difference existing between the two points mentioned through the pressure of the liquid in the return line (16, 33, 6o) is overcome can be.

4. Absorption machine according to claim i, 2 or 3, characterized in that that the return line for the excess liquid in a heat-exchanging link stands with a line through which liquid is fed to the evaporator or degasser will.

5. Absorption machine according to claim i, 2, 3 or 4, characterized in that that the return line for the excess liquid in a heat-exchanging Connection with a line is through which liquid from the gas separation chamber flows to the absorber.

6. Absorption machine according to claim i, 2, 3, 4 or 5, characterized characterized in that in the course of the return line forming a liquid seal a container (i7, 34, 61) is arranged for the excess liquid (i6, 33, 6o) is through which the breakthrough of gas from the gas separation chamber in the event of pressure fluctuations (8, 29, 57) in the collecting space of the working or solvent is made more difficult.