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Vorrichtung insbesondere zur Ausübung des Verfahrens des Hauptpatents
498133 zur Erzeugung von Kälte In dem Hauptpatent ist ein Verfahren zur Kälteerzeugung
beschrieben, das darin besteht, daß aus Salmiakgeist das Ammoniak unter vermindertem
Druck zur Abdampfung gebracht wird. Die dort zur Ausübung des Verfahrensbeschriebene
Vorrichtung besteht aus einem zylindrischen Verdampfer, der mit Hilfe einer Wasserstrahlpumpe
an die Wasserleitung angeschlossen ist. Dieser einfache Verdampfer erfordert sowohl
beim Entleeren der verbrauchten Lösung als auch beim Neufüllen mit gesättigter Lösung
umständliche und unbequeme Handhabungen mit den Flüssigkeiten, so daß er nur für
kleinste Dimensionen und einfache Apparate in Betracht kommt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung dieser
Vorrichtung mit besonderer Berücksichtigung ihrer Verwendung für Kühlschränke; erfindungsgemäß
kann die Abführung der verbrauchten Lösung, ebenso wie die Zuführung des neuen Kältemittels,
weitgehend automatisch und bequem durchgeführt werden.
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Es wird das dadurch erreicht, daß zwischen einen Salmiakgeistvorratsbehälter
und den eigentlichen Verdampferraum, in dem sich das Kältemittel während der Kühlperiode
befindet, ein Vorgefäß eingeschaltet wird, das eine Charge von frischer Lösung aufzunehmen
bestimmt ist; es ist weiter Vorsorge getroffen, daß aus dem eigentlichen Verdampferraum
die verbrauchte Lösung in einfachster Weise abgeführt werden kann.
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Die Abb. i bis q. zeigen beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung.
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Bei Abb. i bis 3 dient dass Vorgefäß in zweiter Funktion als Dom für
den Verdampferraum und ist zu diesem Zweck oberhalb des eigentlichen Verdampferraums
angeordnet.
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Das Verdampferaggregat besteht aus zwei zylindrischen übereinander
angeordneten Gefäßen, dem eigentlichen Ver.dampferraurn a und dem als Dom ausgebildeten
Vorgefäß 3, wobei sich das untere zweckmäßig im Innern des Kühlschrankes z befindet,
während das obere, 3, um, Kühlraum zu gewinnen, oberhalb des Schrankes innerhallb
eines domförmigen wärmeisolierten Aufsatzes q. untergebracht ist. Das obere Gefäß
3 ist an seinem oberen Ende mit der gasdichten Verschlußarmatur 5 versehen, in die
das Absawgrohr 15, das zur Wasserstrahlpumpe i9 führt, sowie
das
Zuleitungsrohr 2i führt, das bis auf den Boden- eines Vorratsbehälters 22 für das
Kältemittel reicht.
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Die beiden Gefäße 2 und 3 sind durch einen Kegelventilsitz 4a miteinander
verbunden und können durch dass Kegelventil? mittels der Ventilstange 6 gegeneinander
abgeschlossen werden. An der gleichen, durch beide Verdampferräume durchgeführten
Ventilstange 6 sitzt innerhalb der oberen Verschlußarmatur 5 ein weiteres Kegelventil
8, das die Zuleitung 21 für das Kältemittel vom Gefäß 3 abschließt. Am unteren Ende
der Ventilstange 6 befindet sich schließlich eindrittes Kegelventil 9, das in der
Ventilarmatur io an der Unteröffnung .des Gefäßes 2 seinen Sitz hat. Von dieser
Ventilarmatur io führt ein dünnes Ableitungsrohr 2o zum Absaugrohr 15
vor
der Wasserstrahlpumpe i9. Die Steuerung der drei Kegelventile 7, 8 und 9 mittels
der gemeinsamen Ventilstange 6 erfolgt durch die Klinkengabel 12, die auf die, Kopfplatte
i i am Enide .der Ventilstange 6 einwirkt. Die Klinkengabel 12 sowie der mit Gewicht
versehene Schwinghebel 14 sind um die gleiche Achse 13 an der Verschlüßarmatur 5
bewegäch gelagert.
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Durch das Schwinggewicht 14 wird bewirkt, daß die Schwinggabel 12
und mit ihr die Ventilstange 6 immer nur in ihren Endlagen, also in. :der höchsten
und der tiefsten Stellung, in Dauerstellung stehen. Durch diese beiden Endstellungen
wird. einerseits, wie auf Abb. i .dargestellt, Ventil 8 und 9 geschlossen, Ventil
? offengehalten. In der anderen Endstellung, wie auf Abb.2 und 3 dargestellt, ist
das Kegelventil geschlossen und die Ventile 8 und 9 offen. Vor der Mündung der Saugleitung
15, innerhalb der Verschlußarmatur 5, befindet sich ein an einem zweiarmigen
Hebel 16 schwingbar angeordnetes Platten- oder Kegelventil, das durch Hochgehen,
des Schwimmers 17, der durch Querdorn 18 am zu tiefen Herabsinken gehindert wird,
verschlossen wird.
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Das Zuleitungsrohr 2.i für das Kältemittel im Vorratsbehälter 22 wird
zweckmäßig mit einer Verschlußarmatur 23 verbunden, die durch ein Flüssigkeits-,
zweckmäßig Ölventil das Gegenluftrohr 24 vermöge des Steigrohrs 25 gegen die Außenluft
abschließt, so daß eine geruchlose Speicherung des Kältemittels 26 erfolgt.
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Auf Abb. i .ist die Funktion des Apparates in der Saug- bzw. Kühlperiode
dargestellt. Das Verdampfergefäß 2 ist z. B. mit 25prozentigem Salmiakgeist gefüllt.
Durch die Wasserstrahlpumpe i9 wird, das Ammoniakgas abgedampft, steigt durch das
offene Kegelventil 7 in das leere Gefäß 3 und verläßt den Verdampfer durch das offene
Klappenventil 16 und wird vom Wasser der Wasserstrahlpumpe abgeleitet. Ist die Ammoniaklösung
erschöpft, so wird durch Umschwenken des Schwinghebels 14 das Ventil 7 geschlossen,
dagegen Ventil 8 und 9 geöffnet. Wie auf Abb. 2 .dargestellt ist, arbeitet nun die
Wasserstrahlpumpe evakuierend nicht nur auf die Saugleitung 15, sondern auch auf
die Ableitung 2o, vermöge der .die verarmte Ammoniaklösung 28 in die Wasserleitung
abgesaugt wird, während durch die Zuleitung 2i ,das Kältemittel infolge des im Gefäß
3 herrschenden Unterdrucks aus dem Vorratsgefäß 22 in ersteres gedrückt wird. Das
sich so im Gefäß 3 .ansammelnde Kältemittel 26 hebt den Schwimmeer 17 hoch, so daß
er in seiner Endstellung mittels des Klappenventils 16 die Absaugleitung 15 verschließt
und die Zuleitunigdes Kältemittels unterbricht, wie das in Abt. 3 d'argesteillt
ist. Es ist rdamit eine neue Menge Kältemittel in den Verdampfer gebracht, wogegen
das verarmte Kältemittel herausb:efördert wurde.
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Durch neuerliches Umschwenken des Schwinghebels-14 wird .das Kegelventi17
zwischen den- Verdampferräumen 2 und 3 geöffnet und die Ventile 8 und' 9 für die
Zu-bzw. Ableitung ides Kältemittels geschlossen. Das Kältemittel fließt vom Raum
3 in den Raum 2 herunter, und, der sinkende Schwimmer 17 gibt die Saugleitung 15
wieder frei, womit eine neue Verdampfungs- bzw. Kühlperiode einsetzt.
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Die Entleerung der verbrauchten Lösung aus dem Verdampfer kann natürlich
auch ohne Tätigkeit der Wasserstrahlpumpe erfolgen, wenn die drei Ventile 7, 8 und
9 in einer Mittelstellung des Schwinggewichts offengehalten werden.
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Bei Verwecdunig der Apparatur für Kältemittel, die ohne Rückstand
verdampfen, kann Ventil 9, io und die Ableitung2o fortfallen.
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Die Anordnung der Ventile mach vorliegender Ausführungsform hat den
besonderen Vorteil, daß die nach außen ableitenden Ventile 8 und 9 stets unter Flüssigkeitsverschluß
stehen und idaher leicht vakuumdicht zuhalten sind.
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Der Verdampfer kann natürlich in üblicher Weise mit Kühlrippen versehen,
sein; es können Kältespeicher und Eiserzeuger u. dgl. vorgesehen werden. Ebenso
können-, die zylindrischen Verdampfer als flache Verdampfer ausgebildet werden,
um eine rationellere Ausnutzung des Kühlraums zu ermöglichen.
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In Abb. q. ist eine andere Ausführungsform rein schematisch dargestellt,.
bei der das Vorgefäß nicht einen Teil des Verdampfers bildet, sondern außerhalb
desselben, zweckmäßig unterhalb des Vorratsbehälters für -das Kältemittel, angeordnet
ist.
Das Vorratsgefäß 35 befindet sich unterhalb des Kühlschrankes
und trägt oben wieder einen Ölverschl.uß 25 und ist mit dem Kältemittel 26, z. B.
Salmiakgeist, gefüllt. Unterhalb des Vorratsgefäßes ist das Vorgefäß 34 angeordnet,
das zweckmäßig durch eine Kapillare 35 allmählich gefüllt wird, wobei die Luft durch
das Überlaufrohr 36 verdrängt wird. .
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Von dein Vargefäß 34 führt die Rohrleitung 21 zu der oberen Ventilarmatur
8 am Verdampfergefäß 2. Im Verdampfer :2 wird das Vakuum wieder durch die Wasserstrahlpumpe
i9 erzeugt, die durch die Rohrleitung 15 an -den Verdampfer angeschlossen,
ist.
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Ist eine Füllung des Verdampfers verbraucht, so wird das. Kegelventil
g am: Boden des Verdampfers vermöge der Ventilstange, 6 geöffnet, und die verarmte
Lösung kann. durch die Rohrleitung 2o . selbst bei stehender Pumpe abfließen. Wird
sodann dar. Ventil 9 geschlossen, die Pumpe angestellt und das Ventil 8 geöffnet,
so fließt das. bestimmte Quantum Kältemittel aus dem Vorgefäß 34 in den Verdampfer.
Da die Füllzeit sehr rasch abläuft, so kann während dieser Periode nur ein belangloses
Quantum durch die Kapillare 35 nachsickern; die Füllung des Vorgefäßes 34 tritt
erst während, der langen Verdampfungsperiode ein. Jetzt wird auch das Ventil 8 geschlossen
und damit der eigentliche Verdampfungsvorgang eingeleitet.
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Die Bewegung der beiden Ventile 8 und 9 erfolgt zweckmäßig -durch
eine um die Achse 30 vermittels eines Schwinighebels 32 beWegliche Profilscheibe
3 i. Dieselbe beeinflußt j e nach der Stellung entweder die Hebung des Ventils g
vermöge der Ventilutange 6 und des an ihrem oberen Ende vorgesehenen Anschlages
oder sie hebt das Ventil 8 vermöge des rohrförmigen, um die Ventilstange 6 konzentrisch
angeordneten Ventilschaftes 29, der oben ebenfalls einen Anschlag trägt. In der
Mittelstellung der Profilscheibe 31 sind beide Kegelventile geschlossen.
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Es kann natürlich auch Vorrats- und Vorgefäß oberhalb des. Verdampfers.
angeordnet werden, so daß die Wiederfüllung des Verdampfers bei stehender Pumpe
erfolgen. kann.
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Zur Vereinfachung der Steuerung kann der Schwinghebel statt der manuellen.
Betätigung eine automatische Regelung erhalten. Es kann z. B. .der Schwinghebel
mit der Wasserleitung zerr Wasserstrahlpumpe z. B. durch einen Federbalgen gekuppelt
sein, so daß bei Anstellen und Abstellen der Wasserleitung Bewegungen des Schwinggewichts
erfolgen, oder er kann z. B. auch durch einen zeitlich eingeregelten Automaten bedient
werden.
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Durch die vorliegende Erfindung ist eine Apparatur geschaffen, die
es in einfachster Weise gestattet, besonders Salmiakgeist als Kältemittel zu benutzen.
Durch Betätigung eines einzigen Handgriffs oder auch rein automatisch findet sowohl
eine Abführung des verbrauchten Kältemittels als auch die Zuführung frischen Kältemittels
aus einem Vorratsgefäß in abgemessener Menge statt, wobei sich sämtliche Vorgänge
in einem nach außen abgeschlossenen System abspielen.