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Einrichtung zur Erzielung einer Kühlwirkung Gegenstand der Erfindung
ist eine Einrichtung zur Erzielung einer Kühlwirkung mit einem Behälter zur Aufnahme
einer löslichen Substanz und eines Lösungsmittels, die zusammen eine kühlende Lösung
bilden, welche nach einer Heizkammer überführt wird, die mit einem Kondensator für
das Lösungsmittel in Verbindung steht, um die Lösung für den weiteren Gebrauch geeignet
zu machen, indem die Lösung in die lösliche Substanz und das Lösungsmittel getrennt
wird, die dann getrennt nach dem Behälter zurückgeführt werden.
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Gemäß der Erfindung stehen im Gegensatz zu bekannten Einrichtungen
dieserArt die Heizkammer und der Kondensator mit der Atmosphäre in Verbindung, so
daß die lösliche Substanz und das Lösungsmittel bei atmosphärischem Druck getrennt
werden.
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Die Heizkammer und der Kondensator können je mit einer besonderen
Entlüftungsleitung versehen sein. Dabei wird die eine in einem gekühlten Teile des
Kondensators unterhalb der Stelle angeordnet, wo die Ableitung für das verdampfte
Lösungsmittel aus der Heizkammer in den gekühlten Teil eintritt, während die andere
Entlüftungsleitung an dem Auslaßzweig eines U-förmig gestalteten Auslaßkanals liegt,
durch welchen die abgetrennte lösliche Substanz aus der Heizkammer abgelassen wird.
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Vorteilhaft wird die Heizkammer mit Trennwänden versehen, welche die
Kammer in mehrere Abteilungen unterteilen und die lösliche Substanz von der Entlüftung
fernhalten, bis der größere Teil des Lösungsmittels verdampft ist, wobei besondere
Heizvorrichtungen für die einzelnen Abteilungen vorgesehen sind, so daß, wenn das
Lösungsmittel aus der Lösung in Form von Dampf abgeht, die verbleibende lösliche
Substanz in -geschmolzenem Zustand zurückbleibt.
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Die Zeichnung stellt eine beispielsweise Ausführungsform einer Einrichtung
zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung in einem senkrechten Schnitt dar.
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R ist ein Teil eines Kühlraumes, in welchem der Kühlbehälter i untergebracht
ist, der mit Flanschen oder Rippen 2 versehen ist und sich über den Kühlraum R nach
oben erstreckt. Am unteren Ende des Behälters i befinden sich eine oder mehrere
gelochte. Platten oder Scheidewände 3, von denen die unterste sich etwas über dem
Boden des Behälters i befindet. Von dem unteren Ende des Behälters i ist ein Auslaßrohr
q. außerhalb des Kühlraumes R geführt und setzt sich in eine Rohrschlange g fort,
die von einem Isoliermantel 6 umgeben ist und sich außerhalb desselben in ein Siphonrohr
7 fortsetzt, hinter welchem ein Brenner 8 angebracht ist. Für den letzteren wird
vorzugsweise eine nicht leuchtende Gasflamme benutzt, es kann jedoch auch eine andere
geeignete Wärmequelle benutzt werden, die in bekannter Weise durch einen Thermostaten
o. dgl. geregelt werden kann. Das Rohr 7 setzt sich dann
nach oben
in ein Rohr g von vorzugsweise kleinerem Durchmesser oder Querschnitt fort, das
in eine Destillierkammer io führt.
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Die Kammer io besitzt eine Anzahl von Querwänden 1i, 12, 13, die in
ihrer Höhe so abgestuft sind, daß die Wand von der kleinsten Höhe sich am weitesten
vom Einlaßende der Kammer befindet. Unterhalb der Kammer sind ein oder mehrere Brenner
14 und 15 oder andere Heizvorrichtungen vorgesehen, die durch Thermostaten
16 und 17 gesteuert werden. Ein Dampfabzugsrohr 18 führt von der Kammer io nach
einem mit einem Luftrohr 2o versehenen Kondensator ig, der von einem Wassermante12i
mit einem Auslaßrohr 22 umgeben ist.
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Am Ende der Kammer =o befindet sich ein Ablauf 23, der einen Überlauf
24 bildet und U-förmig gestaltet ist. Dieser U-förmige Ablauf 23, 24 umgibt die
Stirnwand der Kammer io und ist oben bei 25 nach außen offen, während am Boden sich
ein Pfropfen 26 und ein Rohr 27 befindet, das in den Behälter i mündet, der am oberen
Ende von einem Wassermantel 28 mit einem Einlaßkanal 29 umgeben ist. Am unteren
Ende dieses Wassermantels befindet sich ein Rücklaufrohr 3o nach einem Kondensator
31 oberhalb des Isoliermantels 6. Der Kondensator 31 setzt sich nach oben in den
Wassermantel 21 des Kondensators ig fort, dessen Auslaßleitung a2 mit der Zuleitung
2g des Wassermantels 28 in Verbindung steht. Das Kondensatorsystem enthält also
die Zuleitung2g, den Wassermante128, das Ableitungsrohr 3o, den Kondensator 31,
den Wassermantel 21 sowie die Ableitung 22 und kann z. B. durch gewöhnliches Leitungswasser
aufgefüllt werden.
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Der Kondensator 16 ist an seinem unteren Ende mit einem Ablaufrohr
32 versehen, das im Kondensator 3= liegt und sich außerhalb desselben in ein Rohr
33 fortsetzt, welches in der Rohrschlange 5 und dem Rohr 4 liegt und im unteren
Teil des Behälters i oberhalb der untersten Scheidewand 3 ausmündet. Vor der Ausmündungsstelle
ist eine Prall- oder Lenkplatte 34 angebracht.
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DerBehälteri istzwischendenTrennwänden3 und dem oberen Teile des Kühlraumes
R mit Salz angefüllt, das eine negative Lösungswärme und einen etwas oberhalb des
Siedepunktes von Wasser liegenden Schmelzpunkt besitzt, z. B. Rhodankalium mit einem
Schmelzpunkt von ungefähr i6o°C. Es können natürlich auch andere Salze verwendet
werden. Im oberen Teile des Behälters i über dem Salz befindet sich ein Öl, z. B.
gewöhnliches Mineralöl. Beim Auffüllen des Systems werden die Mengen so bemessen,
daß das Öl, welches in der Lösung schwimmt, im wesentlichen den Teil des Behälters
i außerhalb des Kühlraumes R anfüllt, und daß das Salz in genügender Menge vorhanden
ist, um den Spiegel des Salzes in Berührung mit dem Öl zu halten, während der übrige
Teil des Systems von der Lösung in genügender Menge angefüllt wird, um ein Überströmen
aus dem Rohr g in die Destillierkammer io während des Betriebes zu sichern.
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Ist das System in dieser Weise aufgefüllt, so wird das Salz in dem
Behälter i in dem in diesem Behälter befindlichen Wasser aufgelöst und erzeugt eine
Kühlwirkung infolge seiner negativen Kühlwärme. Diese Kühlwirkung wird auf den Kühlraum
durch die Wände des Behälters i und die vergrößerten Kühlflächen der Flansche 2
übertragen. Die Lösung wird dann durch die infolge der Beheizung durch die Brenner
8 erzeugte Saugwirkung durch das Rohr 4 und die Rohrschlange 5 abgesaugt und gelangt
durch das Rohr g in die Kammer io, wo sie durch die Brenner 14 und i5 beheizt wird.
Der aus der Lösung in der Kammer ro sich ausscheidende Dampf gelangt durch den Auslaß
=8 in den Kondensator i9, wo er sich niederschlägt, während das Kondensat durch
die Leitungen 32 und 33 nach dem Behälter i zurückfließt.
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Dieser Kondensationsprozeß kühlt das Wasser erheblich ab, und es wird
weiter dadurch abgekühlt, daß es durch die Schlange 5 geht, die ganz kalt ist, weil
die kalte Lösung hindurchgeht. Wenn der Dampf in der Kammer io ausgeschieden wird,
dann wird die Lösung immer konzentrierter, so daß hinter der Querwand
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das Salz im wesentlichen trocken ist, obwohl es sich noch in geschmolzenem
Zustande befindet. Die Thermostaten sind so eingestellt, daß sie die Temperatur
nur einige wenige Grade über der Schmelztemperatur des Salzes halten. Das in geschmolzenem
Zustande befindliche Salz fließt über die Wand 24 und gelangt durch das Rohr27 in
das Öl im oberen Teile des Behälters i. Das Öl wird durch das Wasser im Mantel 28
abgekühltund dadurch auf niedrigerTemperatur gehalten, so daß das geschmolzene Salz
fest wird und sich ebenfalls abkühlt. Die Ableitung der Wärme nach dem unteren Teile
des Behälters i wird durch Wärmeschutzmaterial 35 verhindert. Das Salz geht durch
das Öl nach unten und kommt zur Ruhe in dem Öl auf den oberen Flächen der Salzkristalle
in dem Behälter i. Das Salz geht in dem Behälter i allmählich nach unten und löst
sich in dem Wasser auf, das von dem Kondensator ig zurückkehrt, wodurch wieder eine
Kühlwirkung erzielt wird. Dieser Vorgang spielt sich in ununterbrochener Folge ab.