DE481439C - Periodisch wirkende Absorptionskaeltemaschine - Google Patents

Description

• Periodisch wirkende Absorptionskältemaschine Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kälteerzeugung nach dem Absorptionsprinzip, bei der aus einem Behälter (Kocherabsorber) mit einer Kälteflüssigkeit, beispielsweise wässeriger Ammoniaklösung, das eigentliche Kältemittel, z. B. das Ammoniak, während eines Zeitabschnittes durch Aufkochen ausgetrieben und in einem Kondensator wieder verflüssigt wird, aus dem letzten in einen Verdampfer gelangt und in diesem durch Wärmeaufnahme aus der Umgebung wieder verdampft und in den Kocherabsorber zurückgesaugt wird. Während des Austreibens wird der Kocherabsorber geheizt, während des Zurücksaugens gekühlt. Während das Kältemittel beim Aufkochen aus dem Dampfraum des Kocherabsorbers ausgetrieben wird, soll es beim Zurücksaugen an möglichst tiefer Stelle in den Kocheräbsorber eintreten.
• Die ganze Apparatur ist möglichst gut zu evakuieren.
• Zur Steuerung des Kältemittels während der Koch- und Absorptionsperiode arbeiten bekannte Einrichtungen dieser Art mit bewegten Organen, z. B. mit schwenkbaren Rohren, Ventilen oder mit verdrehbaren Behältern. Diese Einrichtungen nutzen sich sehr rasch ab, geben dadurch Anlaß zu Undichtigkeiten und zu Betriebsstörungen oder gefährden bei falscher Steuerung die ganze Anlage.
• AndereEinrichtungen bekannterArt arbeiten mit Tauchglocken, d. h. mit mehreren Kammern und Zirkulationsvorrichtungen. Hierdurch wird eine komplizierte Bauart und schlechte Ausnutzung des Kocherabsorbers bedingt.
• Auch sind Einrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen eine Flüssigkeitssperre das Kältemittel verschiedenen (Saug- und Druck-) Leitungen zuführt. Hier sind besondere Hilfsbehälter erforderlich, um die zur Steuerung notwendige Gegendruckhöhe dauernd aufrecht zu halten. Sodann sind getrennte Saug- und Druckleitungen vorhanden, die die Apparatur unübersichtlich machen und verteuern. Die Sperrflüssigkeit nimmt an der Kälteerzeugung nicht teil und verschlechtert hierdurch den Wirkungsgrad der Anlage.
• Gemäß der Erfindung werden alle diese Nachteile dadurch vermieden, daß als Kocher und Absorber wirkende Hauptbehälter nicht unmittelbar, sondern mittelbar über Durchströmbehälter, die eine Flüssigkeit enthalten, mit den nachgeschalteten Teilen (Kondensator, Verdampfer usw.) verbunden sind und die Höhe der Flüssigkeit in diesem Durchströmbehälter derart sich ,ändert, daß bei dem einen Niveaustand in ihnen der Dampfraum der Hauptbehälter, bei dem anderen Niveaustand jedoch :eine möglichst tiefe Stelle des Flüssigkeitsraumes der Hauptbehälter mit derselben Leitung zu den nachgeschalteten Teilen verbunden wird (Kondensator, Verdampfer).
• Bewegliche Teile zur Steuerung sind bei dieser Einrichtung vermieden, die Anlagekosten sind möglichst niedriggehalten, da nur eine gemeinsame Saug- und Druckleitung vorhanden ist, und schließlich nimmt die Steuerflüssigkeit an der IQlteerzeugung teil, wodurch weiterhin die Anlagekosten verringert und der Wirkungsgrad gehoben wird.
• Die Erfindung weist den weiteren Vorteil auf, daß beliebig viele Kessel oder Behälter zur Erzeugung großer Leistungen zusammengeschaltet werden können. Mit einer größeren Anzahl von verhältnismäßig kleinen Kesseln können also gleiche Leistungen erzielt werden wie bisher mit einem einzigen großen Kessel. Dieser Vorteil bedeutet gleichzeitig eine erhebliche Verminderung der Gefahren durch Bruch einzelner Teile usw., da bekanntlich die Zerstörungswirkungen bei dem Bruch eines kleinen Kessels weit geringer sind als bei einem großen Kessel.
• Auf beiliegender Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Kocher (gleichzeitig Absorber) besteht aus drei kombinierten Kesseln. Abb. i stellt das Kesselsystem mit seinem Inhalt während der Kochperiode, Abb. a während der Absorptionsperiode dar.
• Der Apparat besteht im wesentlichen aus zwei Hauptkesseln A und B sowie aus einem Steuerungskessel C. Die Hauptkessel A und B sind durch eine Verbindungsrohrleitung v im Dampfraum miteinander verbunden, so daß sie kommunizieren und demzufolge stets gleichmäßig gefüllt sind. Alle drei Kessel A, B und C sind durch die Rohrleitungen d und dl, ferner durch die Rohrleitung s miteinander verbunden. In den beiden Hauptkesseln befinden sich mehrere Kühlrohre ki bis h6; durch diese strömt bei der Absorptionsperiode Kühlwasser. Im Steuerungskessel C befindet sich außerdem ein Behälter G, welcher nur an seinem unteren Teil offen ist (also glockenförmig). Vom-Steuerungskessel führt eine Rohrleitung L nach dem üblichen Kondensator. Der Apparat ist derartig mit einer konzentrierten Ammoniaklösung (wässerige Ammoniaklösung) gefüllt, daß die beiden Hauptkessel A und B im Ruhezustande vollkommen angefüllt sind, während der Steuerungskessel C nur etwa zu einem Drittel gefüllt ist.
• Die Funktion während der Kochperiode (Austreibung) ist folgende (dargegtellt in Abb. i) Durch Erhitzen der beiden Kessel A und B mittels beliebiger Heizquelle -in der Abb. i dargestellt als eine Beheizung mit Gas durch die beiden Brenner ml und m2 - wird Ammonick aus dem Wasser ausgetrieben. Dieses sammelt sich gasförmig am höchsten Punkt n des Kessels an und verdrängt durch seinen eigenen Druck die Flüssigkeit aus den Kesseln A und B durch die Rohrleitung s in den Steuerungskessel C so lange, bis die beiden Rohrmündungen o außerhalb des Flüssigkeitsspiegels zu liegen kommen. Sobald diese Rohrmündungen o freigelegt sind, strömen die Gase durch die Rohrleitungen d und d, nach dem Steuerungskessel C und treten hier von unten in die Glocke G ein. Die Glocke G füllt sich so lange mit Gasen an, bis die Flüssigkeit, die sich in ihr befand, vollkommen verdrängt ist. Alsdann treten die Gase aufperlend durch die außenliegende Flüssigkeit in den Gasraump des Steuerungskessels C und von hier aus durch die Rohrleitung L nach einem -Kondensator; wo sie sich auf bekannte Weise verflüssigen und alsdann in einem Verdampferkessel ansammeln. Während dieses Vorganges staut sich in der Rohrleitung s eine Flüssigkeitssäule an. Ihre Höhe ist so bemessen, daß, ihr Druck größer ist als der Gasdruck in den Rohrleitungen d und di. Infolgedessen wird ein Auftreiben von Flüssigkeit in den Kessel C in der Folge verhindert.
• Die drei Kessel sind zwecks besserer Heizwirkung mit einer Haube H überdeckt. Die Haube H endigt in einem Gasabzugsrohr t für die Verbrennungsgase. Diese sind somit gezwungen, auch den Steuerungskessel C zu umspülen und mitzuheizen. Diese Erwärmung wird noch verstärkt durch diejenigen Gase, welche aus den Hauptkesseln ,4 und B den Steuerungskessel C durchströmen. Hierdurch wird erreicht, daß das Ammoniak aus der in dem Steuerungskessel C befindlichen Flüssigkeit zum größten Teil herausgetrieben wird.
• Die Funktion während der Kühlperiode (Absorption) ist folgende (dargestellt in Abb. z) Durch die Abkühlung der ammoniakarmen Lösung in den Hauptkesseln A und B infolge der Wirkung des Kühlwassers, welches die Kühlrohre k, bis k6 durchströmt, vermindert sich der Druck in den Kesseln und wird kleiner als der Druck in dem Verdampfer der Absorptionskältemaschine. Ans dem Verdampfer treten die Gase infolge des Überdruckes durch die Rohrleitung Lin den Steuerungskessel C und verdrängen die Flüssigkeit aus diesem in die Glocke Cr hinein. Sofern die Glocke G die Flüssigkeit nicht zu fassen vermag, wird der Rest durch die Rohrleitung s in die Hauptkessel A und B hinübergedrückt. Nunmehr treten die Gase in der Pfeilrichtung in die Glocke G und durchströmen die darin befindliche Flüssigkeit, die infolgedessen ,einen Teil des Ammoniaks bereits absorbiert. Der Überschuß der Gase tritt durch die Rohrleitung s in die Hauptkessel,; undB an der tiefsten Stelle ein. Die Gase sind somit gezwungen, die Flüssigkeit in den Hauptkesseln A und B vollkommen zu durchströmen, so daß, sie dadurch restlos absorbiert werden. Voraussetzung dafür ist natürlich, daß der Druck im Dampfraum n der Kessel ,4, und B größer ist als der Druck in der Rohrleitung L. Daß dies erreicht wird und die Gase nicht von dem Kessel C in den Dampfraum n treten können, geschieht durch die Staurohre d. und d3. Die Staurohre d2 und d3 münden in den Steuerungskessel C an der tiefsten Stelle ein und wird in diese Rohre Flüssigkeit so lange hineingedrückt, bis die Flüssigkeit darin so hoch gestiegen ist, daß der statische Druck der Flüssigkeitssäule größer ist als der Druck in der Rohrleitung s. Dadurch wird ein Überströmen von Gasen auf direktem Wege in die Hauptkessel A und B un- möglich. Durch die Glocke G des Kessels C ist ebenfalls ein Kühlrohr k7 angeordnet, das während der Kühlperiode von Kühlwasser durchflossen wird. Dadurch wird die in der Glocke 0 befindliche Flüssigkeit ebenfalls abgekühlt und auch zur Absorption ausgenutzt.
• Die ganze Funktion ist also, kurz gefaßt, folgende Während der Kochperiode dient das Rohrs als Staurohr; während der Kühlperiode dienen die Rohre d2 und d3 als Staurohre und haben die gleiche Wirkung wie mechanische Ventile.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Periodisch wirkende Absorptionskältemaschine, dadurch gekennzeichnet, daß als Kocher und Absorber wirkende Hauptbehälter (A, B) über Durchströmbehälter (C), die eine Flüssigkeit enthalten, mit einem einzigen zu den nachgeschaltetenTeilen (Kondensator,Verdampfer üsw.) führenden Leitungszug verbunden sind und die sich :ändernde Höhe des Flüssigkeitsspiegels in diesen Durchströmbehältern (C) dazu benutzt wird, den zu den nachgeschalteten Teilen führenden Leitungszug einmal mit dem Dampfraum der Hauptbehälter (A, B) und das andere Mal mit einer möglichst tiefen Stelle des Flüssigkeitsraumes der Hauptbehälter (A, B) zu verbinden. a. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmbehälter (C) einen ausschließlicb nach unten geöffneten Einsatz (G) besitzen, in dessen Dampfraum eine Leitung (s) einmündet, die zu einer möglichst tiefen Stelle im Flüssigkeitsraum- der Hauptbehälter (A, B) führt, während an einer möglichst tiefen Stelle des Durchströmbebälters (C) selbst Verbindungen (d2, d3) zum Dampfraum der Hauptbehälter (A, B) und an möglichst hoher Stelle der Durchströmbehälter Leitungen (L), .die zu den nachgeschalteten Teilen (Kondensator, Verdampfer) führen, einmünden. 3. Einrichtung -nach Anspruch i oder a, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmbehälter (C) höher als die Hauptbehälter (A, B) angeordnet sind. q.. Einrichtung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfräume der Hauptbehälter --(A, B), die zweckmäßig miteinander in Verbindung stehen, mit einer möglichst tiefen Stelle des Flüssigkeitsraumes der Durchströmbeh,älter (C) über Leitungen (d, dl, d2, d3) verbunden sind, die derart hoch über den Durchströmbehältern (C) zusammenstoßen, daß in den nach unten zum Flüssigkeitsraum der Durchströmbehälter führenden Leitungen (d2, d3) beim Resorbieren eine Flüssigkeitssäule aufgestaut werden kann, welche dem Druckunterschied die Waage hält, der zwischen dem Druck im Dämpfraum der Hauptbehälter und den nachgeschalteten Teilen (Verdampfer, Kondensator) der Einrichtung vorherrscht und somit als Flüssigkeitssperre wirkt. 5. Einrichtung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen des Dampfraumes der Hauptbehälter (A, B) mit dem Flüssigkeitsraum der Durchströmbehälter (C) so weit in den Dampfraum der Hauptbehälter hineingeführt sind, daß die Eintrittsmündung die Niveauhöhe in den Hauptbehältern zumindest bei Beginn der Kochperiode bestimmt. 6. Einrichtung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (s) zwischen dem Flüssigkeitsraum der Hauptbehälter (A. B) und dem Dampfraum des Einsatzes (G) im Durchströmbehälter (C) die Füllung des Durchströmbehälters bestimmt, indem beim Resorbieren Flüssigkeit durch diese Verbindungsleitung aus dem Durchströmbehälter in die Hauptbehälter zurückfließt, welche im Einsatz (G) höher steigt, als dem Einmündungsniveau der Verbindungsleitung (s) entspricht, während umgekehrt während der Kochperiode durch die gleiche Verbindungsleitung (s) Flüssigkeit aus den Hauptbehältern in die Durchströmbehälter zurückfließt, bis das Flüssigkeitsniveau in den Hauptbehältern in Höhe des Einmündungsniveaus der dort eintretenden Verbindungsleitungen (d, dl) gesunken ist. 7. Einrichtung nach Anspruch z oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daB auch die D'urchströmbehälte@r @gegen.'Wärmeverluste geschützt sind, indem ein Wärmeschutzmantel (H) um diese und die Hauptbehälter gezogen ist, und daß gegebenenfalls aus der Flüssigkeit in. den Durchströmbehältern mittels Beheizung die Kältemitteldämpfe ausgetrieben werden.