DE487180C - Absorptionsmaschine - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 5. DEZEMBER 1929

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 487 KLASSE 17a GRUPPE

Absorptionsmaschine Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. April 1928 ab

Bei kontinuierlich wirkenden Absorptionsmaschinen, insbesondere solchen, die der Kälteerzeugung dienen, durchläuft das Arbeitsmittel im Kreislauf folgende Räume: Einen Raum, in dem es aus einer Absorptionslösung ausgetrieben wird, einen Raum, in dem es verflüssigt wird, einen Raum, in dem es verdampft und schließlich einen Raum, in dem es von der Lösung wieder absorbiert wird. In der Regel erfolgt dabei die Verflüssigung durch Kondensieren bei höherem Druck, und die Kälte wird durch Verdampfen des Kondensats bei geringerem Druck geleistet. Es sind aber auch Absorptionsmaschinen bekannt, bei denen die Verflüssigung des ausgetriebenen Arbeitsmittels durch Absorption und seine Verdampfung durch Entgasen der Absorptionsflüssigkeit v.or sich geht. Derartige Maschinen sind z. B. in der »Zeitschrift für die gesamte Kälteindustrie« 1913, Seite 114 bis 119 beschrieben. Bei Absorptionsmaschinen der zuletzt genannten -Art durchläuft also das Arbeitsmittel nacheinander einen Austreiber, einen Resorber, einen

ag Entgaser und einen Absorber. Im Absorber und Entgaser kann dem gasförmigen Arbeits- = mittel ein indifferentes Hilfsgas beigemischt sein, und es spielt sich dann folgender Vorgang ab:

J₀ Das im Austreiber durch Wärmezufuhr entwickelte gasförmige Arbeitsmittel wird im Re-

sorber von einer Absorptionslösung aufgenommen, worauf es aus der angereicherten Absorptionslösung im Entgaser in das beigemischte indifferente Gas hinein verdampft, während das Arbeitsmittel im Absorber aus dem Gasgemisch heraus wieder absorbiert wird. Eine derartige Absorptionsmaschine ist z.B. in der britischen Patentschrift 251 251 beschrieben.

Bei allen Absorptionsmaschinen, die statt des Kondensators und des Verdampfers einen Resorber und .einen Entgaser besitzen, wird die im Entgaser verarmte Absorptionslösung dem Resorber wieder zugeführt. Die im Absorber angereicherte Lösung gelangt in den Austreiber, aus dem die durch Gasabgabe verarmte Lösung in den Absorber zurück- = kehrt. Außer dem Kreislauf des Arbeitsmittels sind also bei derartigen Maschinen, die zum Unterschiede von den mit Kondensation arbeitenden Absorptionsmaschinen auch Resorptionsmaschinen genannt werden, zwei getrennte Flüssigkeitskreisläufe vorhanden, nämlich zwischen dem Absorber und Austreiber einerseits (Absorbersystem) und dem Resorber und Entgaser andererseits (Resorbiersystem). Vom Resorbersystem zum Absorbersystem, führt eine Verbindungsleitung, durch welche im Resorber sich ansammelnde überschüssige Flüssigkeitsmengen ins Absorbersystem zurückgelangen.

*i Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Edmund Altenkirch in Neuenhagen b. Berlin.

In einer Absorptionsmaschine der vorstehend beschriebenen Art ist im normalen Betriebe eine bestimmte Menge Absorptionsflüssigkeit im Absorbersystem und eine bestimmte andere Menge Absorptionsflüssigkeit im Resorbersystem vorhanden. Beim Betrieb derartiger Maschinen können nun Störungen auftreten, die, wie sich gezeigt hat, ihre Ursache vorzugsweise in Änderungen der Kühlungsbedingungen des Resorbers haben und sich um so mehr geltend machen, je größer die im Resorbersystem vorhandene Flüssigkeitsmenge im Verhältnis zu der im Absorbersystem vorhandenen Flüssigkeitsmenge ist. Sinkt beispielsweise infolge veränderter Kühlungsverhältnisse die Temperatur des Resorbers, so wird verhältnismäßig viel Arbeitsmittel von der im Res orb er befindlichen Absorptionsleitung aufgenommen und festgehalten. Gleichzeitig fließt durch die Selbstreinigungsleitung in erhöhtem Maße Lösung ins Absorbersystem zurück. Das in dieser Lösung enthaltene Lösungsmittel bleibt im Absorbersystem, während das Arbeitsmittel wieder ausgetrieben wird, ins Resorbersystem zurückgelangt und dort in der angegebenen Weise von neuem Lösungsmittel verdrängt. Die Lösung im Absorbersystem wird daher in dem Maße an Arbeitsmittel ärmer, wie die Lösung im Resorbersystem an Konzentration zunimmt. Infolgedessen steigt die Austreibung stemperatur, und es wird verhältnismäßig viel Lösungsmittel mit verdampft. Dieses bedeutet einen unerwünschten Wärmeverlust durch Verdampfungswärme und erhöhte Ausstrahlung. In besonders ungünstigen Fällen kann der Rückgang der Konzentration der Absorptionslösung im Absorbersystem so weit gehen, daß die Maschine zum Stillstand kommt.

Besonders ungünstig gestalten sich die geschilderten Verhältnisse, wenn — etwa durch Anstellen eines die Resorberkühlung bewirkenden Ventilators — plötzlich ein Unterdruck im Resorber entsteht, so daß die Beschickung des Entgasers oder mindestens die Rückführung überschüssiger Flüssigkeitsmengen ins Absorbersystem zeitweilig aussetzt. Die Flüssigkeitsmenge im Absorbersystem nimmt dann schnell ab, und der Flüssigkeitsumlauf stockt.

Wie durch eingehende Versuche festgestellt wurde, lassen sich alle diese Mangel mit einem Schlage beseitigen, wenn die im Absorbersystem einerseits und die im Resorbersystem andererseits vorhandenen "Fliissdgkeitsmengen in besonderer Weise aufeinander abgestimmt werden. Man erreicht dies gemäß der Erfindung dadurch, daß man die im Absorbersystem enthaltene Flüssigkeitsmenge größer als die im Resorbersystem vorhandene Flüssigkeitsmenge macht. Steigert man das Verhältnis der beiden Flüssigkeitsmengen etwa bis auf den Wert 2:1, so kann man sich den praktisch vorkommenden Schwankungen der Raumtemperatur bereits recht gut anpassen. Worauf es ankommt, ist, daß die Menge der Lösung im Absorbersystem um so viel größer als die Menge der Lösung im Resorbersystem gemacht wird, daß die Konzentrationsänderungen der Lösung im Absorbersystem, welche im Betriebe infolge veränderter Kühlungsbedingungen des Resorbers auftreten, innerhalb der für die Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Betriebes zu ziehenden Grenzen bleiben. Dabei ist es besonders zweckmäßig, den im Absorbersystem erforderlichen Überschuß an Absorptionslösung in Form eines Flüssigkeitsvorrates im Zuge derjenigen Leitung unterzubringen, welche die vom Absorber zum Austreiber strömende reiche Lösung führt. Die im Absorbersystem aufgespeicherte Reserve an Arbeitsmittel wird auf diese Weise am größten.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung eine luftgekühlte Resorptionsmaschine mit beigemischtem indifferenten Gas dargestellt, bei der das ausgetriebene Arbeitsmittel, ehe es in den Resorber gelangt, einen als Rektifikator ausgebildeten Gasabscheider durchläuft und bei der ferner ein Teil des ausgetriebenen Arbeitsmittels zwecks Umlauf des Gasgemisches durch Absorber und Entgaser in die zum Absorber führende Gasgemischleitung eingeleitet wird.

In das vom Entgaser 1 ausgehende Rohr 2 strömt durch die Düse 3 der den Umlauf des Gasgemisches bewirkende Düsendampf ein. Das Gasgemisch gelangt in den Absorber 4, von dessen oberem Teil das an Arbeitsmittel arme Gasgemisch durch das Rohr 5 zum Entgaser ι zurückkehrt. Das zur Beschickung des Entgasers erforderliche flüssige Arbeitsmittel strömt aus dem Resorber 6 dem Entgaser ι durch eine U-förmig gekrümmte Leitung 7 zu. Durch eine Leitung 8, die mit der Leitung 7 einen Temperaturwechsler bildet, gelangt die verarmte Kälteflüssigkeit zum Resorber 6 zurück. In den aufsteigenden Teil der Leitung 8 mündet eine weitere, einen Drucksicherungsbehälter 10 enthaltende Leitung 9. Das durch diese Leitung dem Resorber 6 zugeführte Gas liewirkt die Flüssigkeitsförderung vom Entgaser zum Resorber. Vom unteren Teil des Absorbers 4 gelangt die angereicherte Kälteflüssigkeit durch ein Rohr 11 in den durch eine elektrische Heizpatrone 12 heizbaren Austreiber 13. Mittels eines aufsteigenden Rohres 14 wird die Flüssigkeit durch die Wirkung der in ihm enthaltenen Gasblasen in den Gasabscheideraum 15 gefördert. Dieser ist mit dem bereits er-

wähnten Rohre 9, dessen Verlängerung in der Düse 3 endigt, durch eine Gasleitung 16 verbunden. Vom Gasabscheider 15 aus wird die verarmte Flüssigkeit durch eine mit dem Rohr υ einen Temperaturwechsler bildende Leitung 17 dem Absorber 4 wieder zugeführt. Von dem das Gasgemisch fahrenden Rohre 5 ist dicht neben dessen Einmündung in dem Entgaser 1 eine U-förmig gekrümmte Leitung 21 abgezweigt, deren aufsteigender Teil in den Rektifikationsraum des Gasabscheiders 15 einmündet. Diese Leitung dient zux Rückführung überschüssiger Flüssigkeitsmengen, die sich im Entgaser 1 angesammelt haben, ig in den Gasabscheider 15, wo sie zur Dampftrocknung nutzbar gemacht werden.

Zwischen dem Resorber 6 und dem Entgaser ι ist noch eine Entlüftungsvorrichtung 18, 19, 20 vorgesehen, welche bewirkt, daß in den Resorber 6 verschleppte Mengen nicht absorbierbaren Gases wieder in das Gasumlaufsystem zurückgelangen können.

Der Absorber 4 besitzt in seinem unteren

Teile eine Verlängerung, die zur Aufnahme eines Vorrats 22 an reicher Absorptionslösung dient. Dieser Vorrat ist so bemessen, daß die Gesamtmenge der im Absorbersystem (4, 22, 11, j3, 14, 15, 17) umlaufenden Lösung ein Mehrfaches der im Resorbersystem (6, 7, 18) umlaufenden Lösung beträgt.

Bei Absorptionsmasdhinen, bei denen wie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel dem Austreiber ein Rektifikationsgefäß vorgeschaltet ist, kann man mit Vorteil den Flüssigkeitsvorrat 22 etwa in der Höhe des im Rektifikationsgefäß vorhandenen Flüssigkeitsstandes unterbringen. Es ist dann nämlich auch bei zeitweiligem Aussetzen der Rückführung von Absorptionslösung aus dem Resorber- ins Absorbersystem die Gewähr dafür vorhanden, daß die Eintauchtiefe des Austreibers nur langsam zurückgeht und eine allzu starke Ivonzentrationsverminderung der im Absorbersystem vorhandenen Absorptionslösung nicht eintritt.

Die angegebene Maßnahme ist auch für den Fall von Wert, daß Kühlungsverhältnisse auftreten, die eine Erhöhung der Absorbertemperatur bedingen. In diesem FaEe verhindert die Verteilung der Flüssigkeitsmengen auf die beiden Systeme gemäß der Erfindung, daß die Konzentration der Absorptionslösung im Austreiber zu stark wird, was eine Beeinträchtigung der Absorptionswirkung im Absorber zur Folge haben würde.

Wird in der angegebenen Weise dafür gesorgt, daß die im Absorbersystem vorhandene Flüssigkeitsmenge stets größer ist als die im Resorbersystem vorhandene Menge und wird das vorgesehene Verhältnis der beiden Flüssigkeitsmengen annähernd aufrechterhalten, so kann die Konzentration der Lösung im Absorbersystem niemals so stark schwanken, daß Störungen in der Kälteerzeugung oder Betriebsunterbrechungen der Absorptionsmaschine auftreten.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Absorptionsmaschine, bei der eine Absorptionslösung zwischen einem Absorber und einem Austreiber (Absorbersystem) und eine andere Absorptionslösung zwischen einem Resorber und einem Entgaser (Resorbersystem) umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die im Absorbersystem enthaltene Flüssigkeitsmenge größer als die im Resorbersystem vorhandene Flüssigkeitsmenge ist.

2. Absorptionsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der im Absorbersystem enthaltenen Lösung um so viel größer als die Menge der im Resorbersystem enthaltenen Lösung gemacht wird, daß die Konzentrationsänderungen der Lösung im Absorbersystem, welche im Betrieb infolge veränderter Kühlungsbedingungen des Resorbers auftreten, innerhalb der für die Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Betriebes zu ziehenden Grenzen bleiben. go

3. Absorptionsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Absorbersystem unterzubringende Überschuß an Absorptionslösung als Flüssigkeitsvorrat im Zuge der vom Absorber zum Austreiber strömenden reichen Lösung enthalten ist.

4. Absorptionsmaschine nach Anspruch 3 mit einem dem Austreiber vorgeschalteten Rektifikationsgefäß', dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsvorrat (22) in der Höhe des im Rektifikationsgefäßi (15) vorhandenen Flüssigkeitsstandes untergebracht ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen