DE513790C - Wasserdampfkaeltemaschine, insbesondere zur Erzielung tiefer Temperaturen - Google Patents

Wasserdampfkaeltemaschine, insbesondere zur Erzielung tiefer Temperaturen

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DE513790C
DE513790C DES73118D DES0073118D DE513790C DE 513790 C DE513790 C DE 513790C DE S73118 D DES73118 D DE S73118D DE S0073118 D DES0073118 D DE S0073118D DE 513790 C DE513790 C DE 513790C
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DES73118D
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D31/00Other cooling or freezing apparatus

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

  • Wasserdampfkältemaschine, insbesondere zur Erzielung tiefer Temperaturen Die Erfindung betrifft eine Wasser:dampfkältem:aschine, mittels deren große Temperaturunterschiede ökonomisch erzielt werden sollen.
  • Die folgende Beschreibung bezieht sich zwar insbesondere auf Kältemaschinen mit unmittelbarer Verdampfung :einer Flüssigkeit im Vakuum, doch ist die Erfindung auch auf alle anderen Typen von Kältemaschinen anwendbar.
  • Der Vorteil, den die bei großen TemperaturLinterschie-den angewendete K.askad:enkühlung aufweist, ist wohlbekannt und erklärt sich durch den Gewinn an Kraft, den man für das Arbeiten von Verdichtungsvorrichtungen erzielt, die mit so vielen Elementen versehen sind, als die Kaskade Stufen hat, woraus sich eine beträchtliche Verminderung des Verdichtungsverhältnisses von Organen für diesen Zweck ergibt.
  • Es sind bereits Einrichtungen zur Konzentrierung von Flüssigkeiten bekannt, welche aus hintereinandergeschalteten Konidensatoren und hintereinandergeschalteten Verdampfern bestehen, wobei der Verdampfer mit der höchsten Temperatur mit dem Kondensator höchster Temperatur verbunden ist und der Verdampfer mit der niedrigsten Temperatur mit dem Kondensator niedrigster Temperatur. Eine derartige Konzentriereinrichtung unterscheidet sich jedoch grundsätzlich sowohl durch ihren Zweck als auch durch ihre Arbeitsweise von einer Kältemaschine, welche den Gegenstand der Erfindung bildet.
  • In einer Konzentriereinrichtung hängt .die Verdampfung der zu konzentrierenden Flüssigkeit von der Höhe der Temperatur dieser Flüssigkeit über der Temperatur des zur Kondensation verwendeten Kühlwassers ab, und infolgedessen ist regelmäßig die Temperatur der in den Verdampfer eintretenden, zu konzentrierenden Flüssigkeit erheblich höher als .die Temperatur des zur Verfügung stehenden Leitungswassers, welches für das Verfahren die Kältequelle darstellt; mit anderen Worten, die Temperatur, welche in irgendeinem Verdampfer einer derartigen Einrichtung herrscht, ist stets höher als die Temperatur in irgendeinem der Kondensatoren, mit denen die Verdampfer verbunden sind, In einer Kältemaschine aber muß genau das umgekehrte Verhältnis Platz ,greifen, d. .h. man muß in fdem Verdampfer eine Temperatur herbeiführen, welche unterhalb der Temperatur bleibt, welche in den durch irgendwelche zur Verfügung stehende Mittel, wie z. B. das an Ort und Stelle vorhandene Leitungswasser, gekühlten Kondensatoren herrscht.
  • Eine solche in Abb. r schematisch dargestellte Einrichtung, die bereits praktisch ausgeführt worden ist, hat drei Verdampfer a, b, c, in deren -ersten die zu kühlende Flüssigkeit bei d eintritt und nach der ersten Kühlstufe anittels einer Pumpe e herausbefördert wird, die sie in den Verdampfer b drückt; beim Austritt aus diesem wird die Flüssigkeit nach Passieren einer zweitem Kühlstufe wieder von einer Pumpe f übernommen und in den Verdampfer e gedrückt, aus dein sie vollständig gekühlt von einer Pumpe g herausbefördert wird, die sie durch die Verwendungsapparate h hindurchrdrückt, in denen sie nach ihrer Wiedererwärmung von- neuem durch den Verdampfer durch das Röhr d hindurchgedrückt wird.
  • Die Verdichtungsvorrichtungen i, j, k (Dampfej ektoren oder Kompressoren) drikken in unabhängige Kondensatoren 1, mz, n, die vom Sammelrohr o parallel mit Wasser gespeist werden.
  • Diese Anordnung bedeutet bereits eine Verbesserung, indem nur die Verdichtungsvorrichtung k mit der niedersten Temperatur ansaugt, während die Verdichtungsvorrichtungen j und i unter höheren Ansaugtemperaturen und infolgedessen wirksamer arbeiten: Trotzdem ist diese Ausführungsform kompliziert und wenig ökonomisch infolge der zwischen den Verdampfern vorhandenen Saugpumpen, die für ihre Betätigung eine Triebkraft erfordern. Mit anderen Worten, diese Anordnung erfordert eine beträchtliche Zufuhr von Kondenswasser, das für sein Herausbefördern eine bedeutende Triebkraft benötigt, selbstverständlich mit Ausnahme des Falles, wo der Ausfluß unter der Wirkung des Luftdrucks, stattfinden kann.
  • Die Erfindung hat den ausdrücklichen Zweck; die ,genannten Übelstände zu beheben, d. h. .große Kühlungsunterschiede durch einen verminderten Verbrauch von Antriebskraft (oder von Dampf, wenn es sich um Ejektoren handelt) und durch eine geringe Menge von Kondenswasser zu ermöglichen.
  • Abb. a veranschaulicht schematisch die Einrichtung einer solchen Kältemaschine gemäß der Erfindung. Wie bei der in Abb. a dargestellten Anordnung sind auch hier die Verdampfer a, b, c und die Kondensatoren 1, m, n; die beispielsweise als Dampfejektoren dargestellten Verdichtungsvorrichtungen i, j, k können auch von beliebig anderer Art sein, z. B:. rotierende Kompressoren. Bei dieser Anordnung sind die Verdampfer a, b, c in besonderer Weise übereinander angeordnet, um den Ausfluß der zu kühlenden Flüssigkeit aus einem Verdampfer in (den ,anderen infolge ihres Gewichtes zu ermöglichen, wodurch die Pumpen e und f der Anordnung nach Abb. r überflüssig werden. Zwischen je zwei Verdampfern sind Einrichtungen eingeschaltet, die den freien Auslauf der zu kühlenden Flüssigkeit aus einem Verdampfer zum anderen ermöglichen und dabei das jeweils für jede der bezüglichen Stufen erforderliche besondere Vakuum aufrechterhalten. Diesem Zweck entspricht beispielsweise eine Einrichtung in der Art von Siphons p, q vollkommen: Beim Austritt aus dem unteren Verdampfer c kann die vollständig gekühlte Flüssigkeit @durch die üblichen Mittel, z. B: durch die Pumpe r, zum Abfluß gebracht werden.
  • Wie die Verdampfer sind auch die zur Verwendung gelangenden Kondensatoren 1, in, n übereinander angeordnet; wodurch es möglich wird, daß ein und <dieselbe Wassermenge hintereinander durch diese Kondensatoren hindurchtritt. Sind die Kondensatoren, wie dies Abb:2 als Ausführungsbeisgiel zeigt, Mischkondensatoren, so wird der freie Abfluß des Kondenswassers aus einem Kondensator in den anderen mittels einer analogen Einrichtung wie für den Ausfluß der zu kühlenden Flüssigkeit durch die Verdampfer hindurch gewährleistet, z. B. durch Siphons p@, q1.
  • Diese Anordnung schließt die Möglichkeit nicht aus, an einer beliebigen I@andenisationsstufe .einen Zuschuß frischen. Wassers in .dem Falle vorzusehen, wo es nötig wird, die. in dein einen oder .dem anderen Kondensator herrschende Spannung herabzusetzen.
  • Ein anderes wichtiges Merkmal der Maschirre beruht auf der zweckmäßigen Reihenfolge, in der die Verdampfer über die Verdichtungsvorrichtungen mit !den I--ondensatoren verbunden snrvd, wobei diese Reihenfolge so gewählt ist, daß die Verdichtungsvorrichtungen für jeden Verdampfer an den für den Druck ,in Betracht komnnenden bestgelegenen Stellen münden. Dies geschieht in,der Weise, daß die an dem kältesten Verdampfer c ansaugende Verdichtungsvorrichtung k in .den am wenigsten warmen Kondensator 1 ,drückt, wobei > eine bedeutende Verminderung des Verdichtungsverhältnisses erreicht wird, und daß die mit dem am wenigsten kalten Verdampfer in Verbindung stehende Verdichtungsvorrichtung i .in den wärmsten Kondensator mündet.
  • Die Verdichtungsvorrichtungen für die Zwischenverdampfer sind nach demselben Grundsatz verbunden; besonders wenn es sich um eine Maschine mit drei Verdampfern handelt, wird die Verdichtungsvorrichtung j für -den mittleren Verdampfer b unmittelbar in den mittleren Kondensator m münden.
  • Beim Austritt aus dem unteren Kondensator n wird das warme Wasser mittels irgendeines der bekannten Mittel, wie z. B. mittels einer Pumpe s, herausbefördert.
  • Das Vakuum in den Konidensatoren wird mittels entsprechender Luftsauger, z. B. Dampfejektoren, gesichert. Diese Ejektoren arbeiten parallel und mit merklich gemeinsamem Druck, der durch eine den verschiedenen Ejektoren gemeinsame Verdichtungsstufe w unterhalten wird, eine Kombination, die es ermöglicht, .das Vakuum in den verschiedenen Kondensationsstufen ;auf ökonomische Weise aufrechtzuerhalten.
  • Der so angeordnete Luftsauger kann gegebenenfalls mit beliebig gespeisten Hilfskondensatoren verbunden sein.
  • Ebenso kann ein beliebiger einzelner Luftsauger verwendet werden, um das Vakuum in allen vorgesehenen Kondensatoren zu erzeugen. Der Luftsauber saugt in diesem Falle unmittelbar aus .dem kältesten Kondensator an, und,die aus dem wärmsten Konidensator herauszuziehende Luft erreicht den kältesten Kondensator, indem sie durch den bzw. die dazwischenliegenden hindurchtritt, in denen sie sich abkühlt.
  • Die beschriebene Anordnung ist demnach mit einer beträchtlichen Ersparnis an Triebkraft, Dampf und Wasser verbunden und braucht keineswegs genau nach dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ausgeführt zu werden. Insbesondere kann die Zahl der Verdampfer und Kondensatoren der Maschine beliebig sein.
  • Die Verwendung der beschriebenen Anordnung für Kältemaschinen für zu verflüssigendes Gas ist sehr einfach; die Anordnung ist so gedacht, ,daß die zu kühlende Flüssigkeit (z. B. Sole) infolge -ihrer Schwere aus einem Verdampfer in den anderen fließt, wobei sie bei dem unter der höchsten Temperatur arbeitenden beginnt; das Drücken der Verdichtungsvorrichtungen für jeden Verdampfer ist gegen die ,geeignetste KondensatIonsstufe gerichtet, und (die verschiedenen Kondensationsstufen werden hintereinander vom Zirkulationswasser ,gespeist, so daß die gewünschte Ersparnis erzielt wird.
  • Selbstverständlich können die beschriebenen Mittel zusammen odereinzeln zur Anwendung kommen, ohne aus dem Rahmen der vorliegenden Erfindung zu fallen. Ebenso können die Verdichtungsvorrichtungen, Verdampfer und Kondensatoren von beliebiger Form sein. und die beiden letzteren Apparate statt aus lotrechten aus waagerechten Körpern bestehen; auch die Anzahl jeder .dieser Vorrichtungen kann beliebig sein.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wasserdampfkältemaschine, insbesondere zur Erzielung tiefer Temperaturen, mit stufenweise hintereinander .angeordneten Verdampfern und Kondensatoren, wobei jeder Verdampfer mit einem entsprechenden Kondensator über eine Vorrichtung verbunden ist, die den Dampf Baus .dem Verdampfer .ansaugt und ihn in dem Kondensator verdichtet, dadurch :gekennzeichnet, daß die Verdampfer und die Kondensatoren in je einer Säule übereinander angeordnet sind, so daß sie zwei getrennte Einheiten bilden, daß ferner die als Mischkondensatoren ausgebildeten Kondensatoren in an sich bekannter Weise derart übereinander angeordnet sind, daß der kälteste oben und er wärmste unten ist, und daß schließlich ;der Verdampfer höchster Temperatur mit dem Kondensator höchster Temperatur verbunden ist usw. a. Kältemaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d@aß jeder Verdampfer und Kondensator mit dem in der Reihe folgenden Verdampfer oder Kondensator durch einen als Flüssigkeitsabschluß dienenden Siphon verbunden ist, so daß die Flüssigkeit frei aus einer Stufe in die nächste strömen kann, ohne daß ein Druckausgleich zwischen den beiden Stufen eintritt. 3. Kältemaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Anordnung der Kondensatoren derart, daß die Luft aus jedem Kondensator unter der Wirkung des Druckunterschiedes in den darüberliegenden Kondensator .gelangen kann und schließlich paus dem kältesten und gleichzeitig höchstgelegenen Kondensator durch eine Luftpumpe beliebiger geeigneter Art abgesaugt wird.
DES73118D 1925-10-14 1926-02-03 Wasserdampfkaeltemaschine, insbesondere zur Erzielung tiefer Temperaturen Expired DE513790C (de)

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DE (1) DE513790C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1155149B (de) * 1960-07-29 1963-10-03 Wilhelm Odendahl Verfahren und Einrichtung zur Kuehlung eines Fluessigkeitsstromes
EP0008915A1 (de) * 1978-09-05 1980-03-19 A.P.V. Spiro-Gills Limited Wasserkühlanlage und -verfahren
US4748826A (en) * 1984-08-24 1988-06-07 Michael Laumen Thermotechnik Ohg. Refrigerating or heat pump and jet pump for use therein

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1155149B (de) * 1960-07-29 1963-10-03 Wilhelm Odendahl Verfahren und Einrichtung zur Kuehlung eines Fluessigkeitsstromes
EP0008915A1 (de) * 1978-09-05 1980-03-19 A.P.V. Spiro-Gills Limited Wasserkühlanlage und -verfahren
US4748826A (en) * 1984-08-24 1988-06-07 Michael Laumen Thermotechnik Ohg. Refrigerating or heat pump and jet pump for use therein

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