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Absorptionskältemaschine Die Erfindung betrifft eine Absorptionskältemaschine
mit selbsttätiger Ein- und Ausschaltung der Heizung für den Kocherabsorber und Umschaltung
des Kühlwassers am Ende der Koch- bzw. Absorptionsperiode, die sich von den bekannten
Maschinen dieser Art dadurch unterscheidet, daß die Schaltvorgänge unmittelbar durch
den Druck im Kocherabsorber gesteuert werden.
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Man hat bisher die Umsteuerung des Kühlwassers und die Ein- und Ausschaltung
der Heizung auf verschiedene Arten ausgelöst. Sehr häufig geschieht dies mit Hilfe
eines Thermostaten, der bei Erreichung einer Höchsttemperatur im Kocher den einen
oder mittelbar beide Schaltvorgänge bewirkt. In einem anderen Falle erfolgt die
Umschaltung für Heizung und Kühlwasser selbsttätig nach Verbrauch einer vorbestimmten
Kühlwassermenge. Ferner ist eine Ammoniakkältemaschine bekannt, die sich dann umschaltet,
wenn sich in einem an einem Waagebalken aufgehängten Behälter eine genügende Menge
Ammoniak niedergeschlagen hat, so daß sich der Behälter senkt.
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Bei keiner der bekannten Einrichtungen wird jedoch die Umsteuerung
unmittelbar durch den Druck im Kocherabsorber ausgelöst.
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Man hat allerdings schon vom Kocherdruck gesteuerte Ventile für die
Heizgaszufuhr vorgesehen, die aber nur für den Fall in Wirksamkeit treten sollen,
wenn die normale Regelung, die auf irgendeine andere Weise erfolgt, versagt. Dagegen
ist es neu, die Regelung der Gaszufuhr oder eine andere Heizungsart abhängig vom
Druck auch im normalen Betrieb zu bewirken. Daß hierdurch ein Fortschritt erzielt
wird, geht schon daraus hervor, daß bei den zuletzt genannten Maschinen die Sicherheitsorgane
als Überdruckventile ausgebildet sind. Eine Drucksteuerung erweist sich als besonders
zuverlässig, und durch die Erfindung wird diese Zuverlässigkeit erstmalig auch im
normalen Betriebe nutzbar gemacht. Gegenüber den Einrichtungen mit Auslösung durch
Thermostaten weist der Erfindungsgegenstand eine wesentliche apparative Vereinfachung
auf.
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Darüber hinaus wird nach der Erfindung erstmalig außer der Heizungs-
auch die Kühlwasserumschaltung durch den Kocherdruck betätigt.
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Eine besonders vorteilhafte Art der Wasserumschaltung besteht nach
der Erfindung darin, daß die Längenänderung eines während der Heizperiode aufgeheizten
Aluminiumrohres durch eine Hebelübersetzung auf . einen zweiarmigen Hebel übertragen
wird, der dem Kühlwasser den Zutritt zu der jeweils zu speisenden Leitung freigibt.
Dadurch, daß die Wasserumschaltung stets erst nach Abkühlen oder Warmwerden des
Aluminiumrohres vor sich geht, entsteht eine Phasenverschiebung zwischen dem Wasserumlauf
und der Heizperiode. Während der Zeit zwischen dem Ausschalten der Heizung und der
Wasserumschaltung
wird durch die im Kocher aufgespeicherte Wärme
eine weitere Menge Ammoniak ausgetrieben und im Kondensator verflüssigt. Dadurch
wird die Wirtschaftlichkeit der Maschine wesentlich verbessert. Dieser Gedanke ist
zwar an sich nicht neu, man hat aber bisher zur Lösung dieser Aufgabe kostspielige
Kontrollapparate mit Uhrwerk o. dgl. gebraucht.
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In der Zeichnung ist eine Ammoniakkältemaschine mit elektrischer Heizung
und Wasserumschaltung als Ausführungsbeispiel dargestellt. Abb. i zeigt schematisch
die gesamte Anordnung der Maschine; Abb. 2 und 3 zeigen zwei Einzelheiten im Längsschnitt.
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Der Ko--herabsorber i, in dem sich zu Beginn beispielsweise eine gesättigte
Ammoniaklösung befindet, wird durch Heizspiralen aufgeheizt, die in den Einsätzen
2,,-9' untergebracht sind. Das dabei ausgetriebene Ammoniak entweicht durch das
Rohr 3 in die Kühlschlange 4 im Kondensator 5. Die Ammoniakdämpfe werden durch das
aus der Leitung 6 nach.oben fließende Kühlwasser niedergeschlagen und fließen durch
das schleifenförmige Ende der Kühlschlange 4 in den Verdampfer 7, der in den Kühlschrank
o. dgl. eingebaut ist. Das Kühlwasser gelangt aus dem Kondensator 5 durch ein Abflußrohr
6' an einem Sicherheitsventil S des Kochers vorbei in die Abwasserleitung. Dieses
Sicherheitsventil tritt in Tätigkeit, «renn im Kocher i ein unstatthafter Überdruck
entstehen würde, was allerdings nur bei einer Störung im Betrieb der Vorrichtung
möglich ist. In diesem Falle würde das Ammoniak durch das Sicherheitsventil S in
das Abflußrohr 6' und weiter in die Abwasserleitung gelangen.
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Seitlich an den Kocher i ist mit Hilfe eines Manometerrohres 8 ein
Stromschalter (Abb. 2) angeschlossen, der bei Erreichen eines Druckes von beispielsweise
8 Atm. die Heizspiralen in den Einsätzen 2, 2' vom Strom abschaltet.
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Dieser Stromschalter (Abb.2) wird durch eine in einem Gehäuse 23,
225 gelagerte Membran 24 betätigt. Bei Zunahme des Druckes im Kocherabsorber
i überträgt sich die Durchbiegung dieser Membran über verschiedene Zwischenglieder
26, 27, 28 auf eine Wippe 30, die sich entgegen einer Federwirkung 29 um eine Achse
31 dreht. Die Wippe 3o trägt ein mit Quecksilber gefülltes Rohr 33, das in seinen
extremen Kippstellungen den Strom schließt bzw. öffnet. Der Hebelmechanismus ist
so ausgebildet, daß ein Ausschlag der Wippe 30 im einen oder andern Sinne nur erfolgt,
wenn die Membran 24 ihre oberste bzw. unterste Stellung einnimmt, also bei Erreichen
eines Höchst- bzw. Niederdrucks im Kocherabsorber i. -Wenn. also im Kocher i ein
Druck von etwa 8 Atm. erreicht ist, wird der Heizstrom abgeschaltet. Gleich danach
wird aber auch die Kühlwasserumsteuerung im Wasserumschalter (Abb. i) eingeleitet.
Der Stromschalter (Abb. 2) unterbricht nämlich zugleich auch den Strom für eine
(nicht gezeichnete) Heizspirale, die ein als Thermostat wirkendes Aluminiumrohr
36 während der Heizperiode aufgeheizt hat. Bei der nun allmählich erfolgenden Abkühlung
dieses Aluminiumrohres 36 wird dessen Längenänderung über ein Hebelsystem 37, 38,
39 gegen die Wirkung einer Feder 4o auf einen zweiarmigen Hebel 41 übertragen.
Dieser drückt allmählich einen Bolzen 42 und damit eine Gummimembran 43 gegen die
Düse 44, die den Zutritt des aus der Leitung ii kommenden Kühlwassers zu dem Kondensator
5 bildet. Gleichzeitig senkt sich auf der anderen Seite des Hebels 41 ein Bolzen
42 und gibt damit eine Wasserdüse 45 frei, die zu einer den Kocher i durchsetzenden
KVilschlange 9 führt. Das Wasser kühlt also jetzt den Inhalt des Absorbers, wodurch
dessen Druck sinkt und die Aufnahmefähigkeit der Lösung für Ammoniak gesteigert
wird, so daß Absorption stattfindet.
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Das aus dem Kondensator kommende flüssige Ammoniak hat sich inzwischen
im Verdampfer 7 wieder verflüchtigt und dabei dem umgebenden Raum die notwendige
Verdampfungswärme entzogen. Das Gas strömt durch die Leitung 1o dem Kocherabsorber
i wieder zu und wird absorbiert.
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Die Leistung der Maschine kann durch die Kühlwassermenge reguliert
werden. Zu diesem Zweck ist der Querschnitt der Düse 45 veränderlich und kann nach
Bedarf durch eine Schraube o. dgl. verstellt werden. Da infolgedessen die beiden
Düsen 44, 45 verschiedenen Querschnitt haben, entsteht auf der Verbraucherseite
der Kühlwasserleitung beim Umschalten ein Druckwechsel. Dieser wird durch ein besonders
konstruiertes Reduzierventil (Abb. 3) ausgeglichen, das dem Wasserumschalter vorgeschaltet
ist.
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Dieses Reduzierventil- enthält in einem Gehäuse 12, 13, 14 zwei Membranen
15, 16, die zugleich als Dichtung für das Gehäuse dienen. Zwischen ihnen ist eine
Scheibe 18 mit einem Ansatz gelagert. Das Kühlwasser tritt durch die Bohrung ig
in die Kammer 2o, geht durch den Verbindungskanal 21 in die untere Kammer 22 und
verläßt das Ventil durch den Anschlußstutzen 14. Wenn nun in der Maschine weniger
Wasser verbraucht wird als zufließt, drückt das in der Kammer 22 gestaute Wasser
die Membranen 15, 16 nach oben und schließt die Öffnung ig ab.
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Der Vorteil dieses Reduzierventils gegenüber den bekannten Bauarten
besteht in der größeren Einfachheit. Die bei den üblichen Ventilen vorhandenen Hebel
kommen in Wegfall, und die Membranen dienen zugleich auch als Dichtung des Gehäuses.
Infolgedessen ist das
Reduzierventil nicht so sperrig wie die bekannten,
und die Anlage stellt sich somit billiger als bisher.
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Zwecks etwaiger Abstellung des Wasserzulaufs während des Betriebes
sind zwei Stellschrauben a, b vorgesehen, die, wenn man sie anzieht, die
Scheibe 18 und die Membran 15 gegen die Eintrittsöffnung 1g pressen und diese verschließen.
Dadurch wird ein besonderer Abstellhahn für das Kühlwasser erspart und so ebenfalls
eine Vereinfachung der Anordnung erreicht.