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Ununterbrochen arbeitende Absorptionskältemaschine Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Kühlen derjenigen Art, bei welcher der Wärmeumtausch ,durch
Absorption erfolgt. Bei Kühlapparaten dieser Art ist es möglich, den Ausgleich der
Drücke durch die Gegenwart eines inerten Gases zu bewirken, wie Helium, Wasserstoff,
Argon, Stickstoff usw., welche Gase gemäß dem Daltonschen Gesetz wirksam sind. Um
Praktische Verwendung zu ermöglichen, ist es erforderlich, daß das dnerte Gas einem
sehr raschen Umlauf unterworfen werde, weil in anderem Falle die Langsamkeit ,der
Verdampfung unter dem Daltonschen Gesetz und diejenige .der Absorption derart ist,
daß das Funktionieren der Vorrichtung ausgeschlossen ist. Es ist bekannt, für den
Umlauf des inerten Gases eine Pumpe oder ein Gebläse, die eine Schleuderpumpe, ein
Schraubenflügler oder im allgemeinen jeder rotierenden oder hin und her gehenden
Art sein können, zu verwenden. In 4feser Weise kann das inerte Gas einen so schnellen
Umlauf erhalten wie nur nötig, selbst wenn die Rohrleitungen einen geringen Durchmesser
besitzen, und .dadurch wird die Anwendung dieses Prinzips in weiten Grenzen ermöglicht.
Das Gebläse kann von der Außenseite betätigt werden, indem es z. B. unmittelbar
durch eainen Elektromotor und ähnliches angetrieben wird. Es war bisher jedoch .erforderlich,
in diesem Falle eine Stopfbüchse für die Treibwelle anzuordnen, um @dde Vorrichtung
gasdicht zu machen. Es ist aber vorteilhaft, die Stopfbüchse zu vermeiden, und zu
diesem Zweck wird erfindungsgemäß das Gebläse oder die Pumpe durch eine magnetische
Kupplung durch einen Zylinder aus .diamagnetischem Metall oder Material hindurch
angetrieben. Der bewegliche Teil des Gebläses besitzt ein Eisenstück in Foren eines
Ankers mit zwei oder vier Polen oder ,in Form eines Siebtrommelankers, welcher in
dem diamagnetischen Rohr eingeschlossen ist. Das Rohr kann aus Aluminium oder Nickel
oder anderem diamagnetischen Metall bestehen, welche durch die Gase oder Flüssigkeiten
des Absorptionsapparates nicht angegriffen werden. Die Welle des Gebläses und des
Läufers oder Ankers kann an den Enden Spitzen aus gehärtetem Stahl besitzen und
in Lagern aus Achat oder gehärtetem Stahl gelagert sein, um die Widerstände zu vermindern
und das Schmieren unnötig zu machen. Außerhalb des Zylinders aus diamagnetischem
Metall ist der Ständer mit einer Windung vorgesehen, welche ähnlich derjenigen in
Synchronwechselstromnnotoren ist, und mittels welcher ein induzierter Stromkreis
oder ein magnetische
Drehfeld ,erzeugt wird, wodurch der Läufer
zur Drehung kommt.
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Die Anordnung eignet sich insbesondere für Absorpbionsmaschinen, welche
Ammoniak verwenden, aber auch für solche, .die andere Fluida mit ähnlichen Eigenschaften
benutzen, vorausgesetzt, daß jedesmal ein Metall gewählt wird, welches .durch die
Gase und Flüssigkeiten nicht angegriffen wird.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schem.ati.sch
dargestellt, und zwar zeigt' Abb. i die Vorrichtung zeit elektrischer Beheizung
und Abb. 2 .eine solche mit Gasbeheizung. Gemäß Abb. i bezeichnet i einen Behälter,
in welchem ,die Ammoniaklösung durch den elektrischen Widerstand 17 beheizt wird.
Das Ammoniakgas ,wird frei gemacht und kühlt sich .in dem oberen Teil des Behälters
i ab und wind vom Wasserdampf getrennt, während konzentrierter Ammoniak sich in
dem Kondensator :2 verflüssigt. Die Ammoniakflüssigkeit weht dann durch den Überguß
3 in ,den Verdampfer 4, .in welchem diese Flüssigkeit verdampft, wobei die Dämpfe
durch den .Strom eines inerten Gases nritgerissen werden, welches sie zu dem Absorptionsrohr
i i führt. Der rasche Umlauf des inerten Gases wird durch einen Propeller 14 bewirkt,
welcher auf einer lotrechten Welle sitzt. In dem unteren Teil dieser Welle ist ein
weiterer Propeller 15 befestigt. Die Welle .der beiden Propeller wird durch den
Anker 13 angetrieben unter idem Einfluß der Ständerwicklung i6, die ein Drehfeld
erzeugt, so däß das Ganze wie ein Synchronmotor arbeitet. Es ist für diese
Anordnung nötig, daß derjenige Teil des Rohres, welcher den Anker 13 umschließt,
aus einem diamagnetischen Materüal besteht. Das Gebläse 14 setzt die Gasströmiung
in Richtung der Pfeile in den Rohren 4 und ii in Umlauf.
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Die in dem Behälter i zurückbleibende Flüssigkeit wird an Am:monliakgehalt
geschwächt und wird infolgedessen schwerer, wodurch sie zu dem Wärmeaustauscher
7 strömt und in diesem .ihre Wärme an die stärkere Ammoniakflüssigkeit abgibt, die
in dem zweiten Abteil 6 des Wärmeaustauschers fließt und zudem Behälter i zurückkehrt.
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Die schwächere, nunmehr abgekühlte Flüssigkeit gelangt durch das Rohr
8 zu einem Behälter 9, in welchem der Propeller. 15 wirksam ist, so ,daß die Flüssigkeit
dadurch bis zu dem oberen Behälter io gehoben wird, aus welchem sie in das Absorptionsrohr
i i überfließt, aus welchem sie durch Eigenschwere zu dem Behälter 5 gelangt und
aus diesem wieder angereichert in den Wärmeaustauscher 6 zurückkehrt, so .daß diese
Flüssigkeit einen geschlossenen Kreislauf erhält.
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In dem Absorptionsrohr i Z absorbiert die schwache Flüssigkeit Ammoniakgas
aus dem Gasgemisch des inerten Gases mit Ammonak, welches Gemisch sich entgegen
der Flüssägkeit bewegt. Das Absorptionsrohr ii und der Kühler oder Kondensator 2
sind in Wassermänteln eingeschlossen, in welchen kaltes Wasser bewegt wird, indem
es bei 18 eintritt und über das Rohr i9 zu .dem Austritt 2o geführt wird. Dieses
Kühlwasser absorbiert die latente Wärme bei der Verflüssigung .des Ammoniaks und
ebenfalls die in denn Absorptionsrohr frei gewordene Wärme.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.2 wird das Kühlen ,durch die Außenluft
bewerkstelligt. i ist der Heizbehälter, 2 der Kondensator, 3 das Ableitungsrohr
für die Ammoniakfllüssiglzeit, 4 ,der Verdampfer und 2o und 21 ein Wärmeaustau.scher,
welcher in den Kreislauf des inerben Gases eingeschaltet ist und in welchem ,das
Gas gekühlt wird, bevor es in den Verdampfer 4 .eintritt. Diese Kühlwirkung wird
bewerkstelligt, indem man ;das .inerte Gas, welches aus dem Absorptionsrohr kommt,
in den Wärmeaustausch mit dem kalten Gas bringt, welches in entgegengesetzter Richtung
aus dem Verdampfer zu dem Absorptionsrohr fließt. Diese Anordnung, verbunden mit
der Strömung des inerten Gases von unten nach aufwärts, wie dies in dem Verdampfer
erfolgt, liefert dien Vorteil, die Kälte des inerben Gases wiederzugewinnen und
die Wasserdämpfe, welche von dem inerten Gas getragen werden und der Dampfspannung
bei -der Temperatur des Absorptionsrohres entsprechen, durch energische Kühlung
kondensieren zu können. Diese Wasserdämpfe, welche kondensiert werden, werden durch
das Abflußrohr 23 abgeführt und gelangen zu dem Behälter 5, in welchem sie sich
mit der angereicherten Flüssigkeit vermischen. Das Rohr 23 führt ebenfalls .den
nicht verdampften Überschuß der Ammoniakflüssigkeit ab.
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Durch unmittelbares Verbinden der Behälter 5 und 9 durch .ein Röhrchen
von geeigneter Größe, wie bei 24 punktiert gezeigt, kann die Pumpe 15 einen kurzgeschlossenen
Umlauf der Flüssigkeit in dem Absorptionsrohr schaffen, um die Geschwindigkeit der
Absorption zu vergrößern, ohne daß ein unnötiger Umlauf durch den Wärmeaustausch.er
6, 7 erforderlich ist. Trotzdem dabei die reiche Lösung aus dem Behälter 5 über
das Kurzschlußrohr 24 in den Behälter 9 gefördert wird, wo sie mit der armen Lösung
zusammentrifft,
wodurch theoretisch die Absorption geringer wird, ist praktisch bei dem geringen,
etwa 3 bis 4°/o Ammoniak betragenden Unterschied der Sättigungsgrade (reiche Lösung
enthält z. B. 32 °/o, arme Lösung z. B. 28 °/o) festgestellt worden, daß der zwei-
bis dreimal schnellere Durchfluß nicht nur diese geringe Absorption aufwiegt, sondern
daß praktisch eine wesentliche Steigerung des Wirkungsgrades erzielt wird. Der Behälter
i besitzt eine Abzweigung in Form einer Windung 17, in welcher die angereicherte
Flüssigkeit durch die Gasflamme erhitzt wird, wodurch ein schneller Umlauf wie in
gewöhnlichen Dampfkesseln mit Überhitzerrohren erzielt wird.