-
Verfahren zum Betriebe von kontinuierlich arbeitenden Absorptionskälteapparaten
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines kleinen, billigen, kontinuierlich arbeitenden,
ausschließlich durch Wärine betriebenen Kälteapparates. Der Zweck der Erfindung
wird erreicht durch Vereinfachung der Einrichtungen, die in einem mit zirkulierendem,
druckausgleichendem Gas betriebenen Apparat dazu verwendet werden, um eine Flüssigkeitszirkulation
und eine Absorption des Kältemittels herbeizuführen.
-
Durch die Erfindung wird dies beispielsweise dadurch ermöglicht, daß
die Einrichtungen so getroffen werden, daß Flüssigkeit nicht mehr gehoben zu «-erden
braucht; sondern lediglich dadurch in Umlauf gesetzt wird, wie dies in der Geppertschen
Kältemaschine (Patent 122 948 Abb. i) angegeben ist.
-
Der Flüssigkeitsumlauf kommt in der genannten Geppertschen Patentschrift
dadurch zustande, daß sich der Spiegel der erwärmten Lösung im Kocher höher einstellt
als der Flüssigkeitsspiegel rin Absorber, so daß es zu einem Überlauf der Lösung
vom Kocher zum Absorber kommt. Diese Höhereinstellung des Kocherniveaus beträgt
jedoch nur wenige Zentimeter. Andererseits muß die arme, heiße, vom Kocher zum Absorber
strömende Lösung mit der kalten, reichen, vom Absorber zum Kocher zurückkehrenden
Lösung durch einen Temperaturwechsler in Wärmeaustausch gesetzt «-erden, da sonst
die Wärineveriuste im Apparat zu groß werden. Wird nun der Wärmeaustausch zwischen
den beiden Lösungen .in üblicher Art durch sich gegenseitig berührende Rohrschlangen
ausgeführt, so erhält man zwangsweise wegen der Lage der Eintrittsstellen der Leitungen
in die Gefäße entweder abwärts gerichtete warme oder aufwärts gerichtete kalte Flüssigkeitssäulen
in den Leitungen, die dem Umlauf der Lösung entgegenwirken. Ferner ergeben die Windungen
der Leitungen, die einen häufigen Richtungswechsel der Flüssigkeit zur Folge haben,
einen erhöhten Widerstand, der durch entsprechende Vergrößerung des Niveauunterschiedes
zwischen Kocher und Absorber zu überwinden ist. Um diese Widerstände, die gleichfalls
mehrere Zentiineter Flüssigkeitssäule betragen, zu über-. winden, reicht aber die
Höhereinstellung des Kocherniveaus in der Praxis nicht oder nicht finit Sicherheit
aus.
-
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile im wesentlichen dadurch, daß
sie den Temperaturwechsler zwischen den zum Absorber und vom Absorber strömenden
Lösungen durch indirekte Mittel zustande bringt. Zweckmäßig ist es ferner dabei,
die vorn Kocher zum Absorber geführte Lösung in einer Leitung zu führen, die im
wesentlichen waagerecht verläuft, und endlich den Kocher etwas unterhalb der Mündungsstelle
dieser Leitung in den Kocher mit einer durchbrochenen Platte zu versehen, die bewirkt,
daß die im Kocher hochkochende Flüssigkeit längere Zeit an der Überlaufstelle der
Lösung zum Absorber verbleibt.
Die Erfindung soll näher unter Hinweis
auf die beiliegende Zeichnung beschrieben werden, wobei sich weitere kennzeichnende
Merkmale der Erfindung ergeben werden.
-
In der Abb. i ist ein Teil eines mit druckausgleichendem Hilfsgas
arbeitenden Absorptionskälteapparates schematisch, teilweise im Schnitt, gezeigt.
Die Abb.2 stellt eine abgeänderte Form des Kochers eines solchen Apparates dar.
Abb. 3 zeigt schematisch, von oben gesehen, den Kocher eines Absorptionskälteapparates
und einen mit ihm verbundenen Schornstein.
-
In der Abb. i bezeichnet io den durch eine beliebige Heizquelle, beispielsweise
einen Ülbrenner, beheizten Kocher eines Absorptionskälteapparates, der beispielsweise
mit Ammoniak als Kältemittel, Wasser als Absorptionsmittel und Wasserstoff als druckausgleichendes
Gas arbeitet. Die durch die Beheizung im Kocher ausgetriebenen Kältemittel werden,
wie üblich, in bekannter Weise rektifiziert, verflüssigt und darauf einem Verdampfer
zugeführt, in dem das flüssige Kältemittel in bekannter Weise in ein druckausgleichendes
Gas diffundiert. Das mit Kältemitteldämpfen beladene Hilfsgas zirkuliert darauf
in bekannter Weise durch den in der Abbildung dargestellten Absorber 15 des Apparates,
in dem die Kältemitteldämpfe aus dem Hilfsgas ausgewaschen werden, das darauf zweckmäßig
durch einen Gastemperaturwechsler zum Verdampfer zurückkehrt. Die vom Kocher io
kommende Absorptionslösung, die Kältemitteldämpfe im Absorber 15 auswäscht, sammelt
sich als angereicherte Lösung in einer Sammeltasche 16, die ein konstantes oder
nahezu konstantes Flüssigkeitsniveau aufrechterhält und gleichzeitig eine Flüssigkeitsreserve
bildet. Von der Sammeltasche 16 aus wird die reiche Lösung durch eine Leitung 2o
zum unteren Teil des Kochers geführt, während die arme Lösung durch eine Leitung
17 zum oberen Teil des Absorbers zurückgeführt wird.
-
Die Anordnung des Absorbers und Kochers im Verhältnis zueinander ist
so getroffen, daß der aus dem Absorber kommende absteigende Leitungsast 20 im Flüssigkeitsumlauf
zwischen Absorber und Kocher kalte reiche Lösung enthält, die im Kocher durch die
Heizquelle der Vorrichtung bis zum Sieden erhitzt, daher spezifisch leichter wird
und sich somit im Kocher höher stellt als im Absorber, so da.ß sie durch das Rohr
17 kontinuierlich nach dem Absorber abfließt. Um den Widerstand für die Flüssigkeitszirkulation
niedrig zu halten, sind die Leitungen 17 und 20, durch welche arme Lösung
aus dem Kocher abgeführt und reiche Lösung zum Kocher zugeführt werden, durch ein
oder besser durch eine Mehrzahl von Wärmeaustauschelementen 21 verbunden, die aus
gut wärmeleitendem Material (Kupfer, Aluminium o. dgl.) bestehen können und die
in bekannter Weise, beispielsweise durch Löteng, an die Leitungen 17 und 2o angeschlossen
werden können. Die Leitung 17
verläuft im wesentlichen horizontal und ist
in bekannter Weise mit einem Flüssigkeitsverschluß 22 versehen. Durch diese Anordnung
des Temperaturwechslers wird vermieden, daß irgendwo im Flüssigkeitskreislauf ein
aufsteigender Leitungsast mit kalter Flüssigkeit betrieben wird, was die Zirkulation
der Flüssigkeit beeinträchtigen würde. Der Wärmeaustauscherwird zur Vermeidung der
Angleichung seiner Temperatur an die Außentemperatur nach außen-isoliert.
-
Wie die Abbildung erkennen läßt, wird durch den Wärmeaustauscher Wärme
von oben nach unten transportiert. Diesen Vorgang kann man auch bewirken durch einen
Verdampfungs- und Absorptionsvorgang, wie er sich im Verdampfer und Absorber 15
des Apparates abspielt, indem die Leitung 22 als Verdampfer und die Leitung -2o
als Absorber ausgebildet werden, durch welche Elemente ein indifferentes Gas umgewälzt
wird. In Anwesenheit dieses Gases tritt dabei in der Leitung 17 eine die arme Lösung
abkühlende Verdampfung, in Leitung 2o eine die reiche Lösung erwärmende Absorption
ein. Zur Durchführung dieses Vorganges kann ein beliebiges Gas benutzt werden. Es
kann dasselbe Gas zur Verwendung kommen, das durch den Verdampfer und Absorber 15
zirkuliert, indem man dieses Zirkulationssystem mit dem zweiten System durch eine
Anzapfleitung verbindet.
-
Die Beheizung des Kochers kann von unten, z. B. durch einen darunterstehenden
Ülbrenner, erfolgen, wie in der Abbildung angedeutet. Man kann auch durch den Kocher
hindurch ein bekanntes Heizrohr hindurchziehen, an das ein Schornstein angeschlossen
werden kann. Dieses Heizrohr kann auch seitlich am Kocher angebracht werden, wobei
es mit diesem in metallische Verbindung gebracht wird, z. B. durch Schweißeng. Dabei
kann man auch das Heizrohr und den Kocher mit einem Wärmeübertragungsmantel umgeben,
der z. B. aus Aluminium oder Kupferbändern bestehen kann.
-
Eine solche Vorrichtung ist in Abb. 3 im Querschnitt veranschaulicht.
In dieser Abbildung bezeichnet io den Kocher, an den ein Reizrohr 25 angeschweißt
ist. Beide Elemente sind durch eine wärmeübertragende Metallhülle umgeben, um welche
herum eine Wärmeisolation angebracht wird. Diese Art der Verbindung von Heizrohr
und Kocher
gibt die Möglichkeit, die Wärmezufuhr zum Kocher genau
zu regeln, z. B. durch ententsprechen.de Bemessung der wärmeübertragenden Querschnitte
dem unteren Kocherteil mehr ZVärme zuzuführen als dem oberen Teil.
-
Zur Verbesserung der Zirkulation kann, wie in Abb. 2 gezeigt ist,
eine Scheibe 27 in den Kocher eingesetzt werden, die mit einem Loch 28 oder mehreren
Löchern versehen ist. Der Absorber kann in Gestalt eines liegenden Zylinders oder
eines Hohlkörpers mit flachelliptischem oder rechteckigem (Querschnitt ausgebildet
sein, in dem die arme Absorptionsflüssigkeit eine ausreichende Oberfläche bildet,
die, falls erwünscht, durch kapillar wirkende Dochteinbauten vergrößert «-erden
kann.
-
Der Absorber kann in an sich bekannter Weise durch Kühlrippen, Kühlmantel
oder durch eine ihn umgebende Kühlschlange gekühlt «-erden.