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Kältemaschine mit einer Lösung von Kältemittel und Schmiermittel als
Arbeitsflüssigkeit Die Erfindung betrifft eine nach dem Verfahren des Patents 473414
arbeitende Kältemaschine. Das Verfahren nach dem Hauptpatent besteht darin, daß
als Arbeitsflüssigkeit eine Lösung eines Schmiermittels in einem flüchtigen Kältemittel
verwendet und in diesem Gemisch in einer zwischen Verdampfer und Kompressor angeordneten
Kammer durch Verdampfen des Kältemittels das Schmiermittel so angereichert wird,
daß die Flüssigkeit im Kompressor als Schmiermittel dienen kann.
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Die Verdampfung des flüchtigen Kältemittels muß dabei eine möglichst
vollständige sein, jedoch würde eine Unterstützung der Verdampfung durch Wärmezufuhr
von außen den Wirkungsgrad herabsetzen, da alsdann ein Teil des Dampfes durch den
Kompressor gehen würde, ohne dem Verdarnpfer Wärme zu entziehen.
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Um eine möglichst -,reitgehende Konzentration des Gemisches im Verdampfer
selbst zu erzielen, wird nach der Erfindung der Verdampfer so ausgestaltet, daß
er eine Anzahl von Sammelräumen enthält, in denen die Konzentration des Gemisches
stufenweise erfolgt. Zweckmäßig erhält dabei der Verdarnpfer die an sich bekannte
Form eines Schlangenrohres, dessen einzelne Windungen Taschen bilden. Das Schlangenrohr
besteht vorteilhaft aus einem sich an den Kondensator anschließenden aufsteigenden
und einem zum Kompressor führenden absteigenden Teil. In dem ersteren Teil bewirkt
das indifferente Gas, das nach dem Hauptpatent am Kreislauf teilnehmen soll, die
Beförderung des Gemisches durch die einzelnen Taschen, während letzteres im: absteigenden
Teil von selbst von einer Tasche zur nächsten überfließt. Die Lösung wird bei ihrer
Wanderung durch die Taschen so weit konzentriert, daß praktisch unverdünntes Schmiermittel
in den Kompressor gelangt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar ist: Abb. i eine schematische Ansicht des geschlossenen Kreislaufsystems,
Abb. 2 eine schaubildliche Ansicht eines ein in sich geschlossenes Ganzes bildenden
Kühlschranks für Haushaltungszwecke.
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Wie aus Abb. i ersichtlich, enthält die Vorrichtung zur Ausübung des
Verfahrens einen Verdampfer A, eine Pumpe B, einen
Kondensator C
und ein Drosselventil D, die einen geschlossenen Kreislauf für die aus einer flüchtigen
Flüssigkeit und einem darin gelösten Schmiermittel bestehenden Arbeitsflüssigkeit
bilden. Der Kompressor, der Kondensator und das Drosselventil können von beliebiger
Bauart sein, während der Verdampfer so eingerichtet ist, daß in ihm stufenweise
die Konzentration des- Schmiermittels im Sinne des Verfahrens nach der Erfindung
stattfindet. Die Verdampfung des flüchtigen Bestandteils der Arbeitsflüssigkeit
geht somit in einem Verdampfer vor sich, der sich in wesentlichen Teilen von den
sonst üblichen Verdampfern unterscheidet. Der Verdampfer kann in verschiedenartiger
Weise ausgeführt sein, es ist nur wichtig, daß er eine Anzahl von Taschen in der
Art von Flüssigkeitsverschlüssen enthält, in denen verhältnismäßig kleine Mengen
der Kälteflüssigkeit unter dem Unterdruck des Kompressors zurückgehalten werden,
und dai5 sich die Flüssigkeit darin auf dem. Kompressor zu bewegt, während ein Rückfluß
verhindert wird.
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Der Verdampfer A, der nur zur Erläuterung und nicht zur Begrenzung
der Erfindung dargestellt ist, enthält einen aufsteigenden, sich an das Drosselventil
D anschließenden Teil ca und einen absteigenden Teil a1, der in den Kompressor B
mündet. Der aufsteigende und der absteigende Teil kann aus einem Schlangenrohr bestehen,
dessen Windungen bei a= so nach oben gebogen sind, daß sie Taschen in der Art von
Flüssigkeitsverschlüssen für die Lösung bilden. Der aufsteigende und absteigende
Teil sind am oberen Ende durch ein Rohr a3 miteinander verbunden. Der aufsteignde
Teil a dieses Verdampfers ist nahezu oder ganz mit der aus einer flüchtigen Flüssigkeit
und einem darin gelösten Schmiermittel bestehenden Arbeitsflüssigkeit gefüllt, von
der von Zeit zu Zeit, in dem Maße, in den Lösung durch das Drosselventil D zutritt,
eine kleine Menge in den absteigenden Teil a1 überfließt. Dieser Übertritt der Lösung
in den absteigenden Teil findet insbesondere dann statt, wenn der Kompressor B.
in Gang gesetzt wird. Das Ergebnis ist, daß sich in den Windungen a= des absteigenden
Teiles a1 Ansammlungen der schon teilweise konzentrierten Flüssigkeit bilden, die
während längerer Zeit darin unter dem Unterdruck des Kompressors B zurückgehalten
werden. Jedesmal dann, wenn aus dem, aufsteigenden Teil d ein Zufluß von frischer
Lösung zu dem; absteigenden Teil a1 erfolgt, wird aus der ersten Tasche des absteigenden
Teiles ein Teil der Flüssigkeitsansammlung verdrängt, der zur zweiten Tasche abfließt.
Dieser Vorgang wiederholt sich ständig, pso daß eine Lösung von ständig zunehmender
Konzentration von einer Konzentrationsstufe zur andern gespült wird, bis praktisch
unverdünntes Schmiermittel zum Kompressor B gelangt, wo es zum, Schmieren von dessen
beweglichen Teilen verwendet wird. Der Kompressor B gibt das Schmiermittel zusammen
mit dem Dampf des flüchtigen Bestandteils der Lösung, den er aus dem Verdampfer
A herausgesaugt hat, in den Kondensator C ab, wo der Dampf kondensiert wird und
wiederum das Schmiermittel verdünnt, so daß eine verdünnte Lösung entsteht, die
aus dem Drosselventil D ausströmt.
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Ein Überströmen von bestimmten Mengen der Lösung von dem, aufsteigenden
zum absteigenden Teil und durch die Stufen des= letzteren erfolgt mit größter Genauigkeit
und Sicherheit, wenn in der Kältemaschine außer der Arbeitsflüssigkeit noch ein
gegen diese indifferentes Gas vorhanden ist, da in diesem Falle das nach oben durch
die Flüssigkeit des aufsteigenden Teiles a expandierende indifferente Gas die Flüssigkeit
nach dem absteigenden Teil cul zu fördern sucht und ein Zurückströmen verhindert.
Bei der dargestellten Form des Verdampfers wird offenbar nur der aufsteigende Teil
nach diesem Prinzip arbeiten, während der absteigende Teil, ebenso wie bei den sonst
üblichen Systemen unmittelbar durch die Ansaugung betätigt wird.
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Wie schon gesagt, können auch andere Ausführungsformen des Verdampfers
verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie mit Einrichtungen zur Bildung einer Anzahl
von Ansammlungen kleiner Mengen der Lösung versehen sind. Die Form ist gleichgültig,
es ist nur nötig, daß daran das Prinzip der Erfindung verkörpert ist, das darin
besteht, daß kleine Mengen der Lösung in zusammenhängendem Kreislauf jedesmal, wenn
das System in Tätigkeit gesetzt wird, zurückgehalten, verdampft und weiterbewegt
werden, während ein Zurückströmen dauernd verhindert wird.
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Abb. 2 zeigt eine für Haushaltzwecke bestimmte und als geschlossenes
Ganzes ausgeführte Kühlvorrichtung, die nach dem vorbeschriebenen Prinzip arbeitet.
Die Vorrichtung besteht, aus einem Kühlschrank 3 mit einem Raum 4. zur Aufbewahrung
von Nahrungsmitteln und einem darunter angeordneten Raum 5 für die Maschine. Die
Vorrichtung, durch die dem Kühlraum q. Wärme entzogen wird, besteht aus einem Verdampfer
in der Art des in Abb. z dargestellten, dessen aufsteigender Teil 6 von einer an
der einen inneren Wand des Raumes angeordneten
Rohrschlange und
dessen absteigender Teil ? von einer gleichen, an einer andern, beispielsweise der
gegenüberliegenden Wand des Raumes angebrachten Rohrschlange gebildet wird. Diese
Teile des Verdampfers sind am oberen Ende durch ein Rohr 8 miteinander verbunden.
Der Kühlraum 4 kann weiterhin Vorrichtungen zum Gefrierenlassen von Flüssigkeiten,
beispielsweise zur Herstellung von Eisstangen enthalten. Hierzu ist beispielsweise
ein Kühlkasten 9 mit dem aufsteigenden Teil 6 und dem. absteigenden Teil 7 hintereinandergeschaltet
und bildet mit diesen zusammen den Verdampfer. An dem Kühlkasten 9 können Schubfächer
91 mit Kästen für das Wasser oder sonstige Flüssigkeiten, die gefrieren sollen,
angebracht werden. Der absteigende Teil 7 steht durch ein Rohr 1o mit der Ansaugöffnung
des Kompressors einer in dem Raum 3 untergebrachten Motorpumpe i i in Verbindung.
Der Ausstoß der Pumpe erfolgt durch ein Rohr 12, das zu einem Kondensator 13 von
beliebiger Bauart führt. Im vorliegenden Falle besteht der Kondensator aus einer
Rohrschlange, die außen an der Rückwand des Kühlschrankes 3 angebracht ist und durch
den natürlichen Luftzug gekühlt wird. Der Kondensator 13 mündet in ein Drosselventil
14, durch das das Kondensat in den unteren Teil des Kühlkastens 9 einströmt. Die
in Abb. 2 dargestellte Vorrichtung ist für die Verwendung eines das Schmiermittel
enthaltenden Kälteträgers und für ein Arbeiten mit indifferentem Gas eingerichtet.
Die Lösung wird bei ihrem Hindurchgang durch die Stufen des absteigenden Teiles
7 so weit konzentriert, bis sie nur noch aus reinem Schmiermittel besteht, das ebenso
wie bei Abb. i durch sein Gewicht in (lie Motorpumpe i i läuft und deren Arbeitsteile
schmiert.
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Im vorstehenden sind das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung
und deren Arbeitsweise in ihrer vorzugsweise verwendeten Form dargestellt, jedoch
ist die Erfindung nicht auf die angegebenen Einzelheiten beschränkt und umfaßt auch
Abänderungen und Anpassungen, die im Sinne der nachfolgenden Patentansprüche vorgenommen
werden können.