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Verfahren zum Betriebe einer Absorptionsmaschine Es ist bekannt, bei
Absorptionsmaschinen den Umlauf der Absorptionsflüssigkeit dadurch hervorzubringen,
daß man das als Kältemittel dienende Gas, das -aus der Absorptionsflüssigkeit ausgetrieben
ist, -mit dieser zusammen in . einem- Rohre emporsteigen läßt. Das aufsteigende
Gas reißt dann die Flüssigkeit mit und ruft auf diese Weise. den Umlauf hervor.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung unterscheidet sich von dem Bekannten
dadurch, daß zum Emporreißen der in der Absorptionsmaschine umlaufenden Flüssigkeit
das gasförmige Kältemittel verwendet wird, nachdem es vorher aus einer anderen Flüssigkeit
entwickelt worden ist: Durch dieses Verfahren läßt sich der Betrieb der Absorptionsmaschine
wesentlich verbessern, wie an den folgenden Ausführungsbeispielen erläutert werden
wird. Das Verfahren ist auch in manchen Fällen anwendbar, in denen das eingangs
erwähnte bekannte Verfahren nicht zum Ziel führt. Die Erfindung gestattet sogar,
mit der an einer Stelle ausgetriebenen Gasmenge einen Umlauf an mehreren Stellen
der Absorptionsmaschine hervorzubringen.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Absorptionsmaschine, mit der das Verfahren
gemäß der Erfindung durchgeführt werden kann, ist in Fig. r dargestellt. Durch die
Rohrschlangen 21 und 22 werden Flüssigkeiten geleitet, welche Wärme mittlerer Temperatur
aus der Maschine aufnehmen. Der durch die Rohrschlange 23 geleiteten Flüssigkeit
wird durch die Maschine Wärme bei niedriger Temperatur entzogen, und dem Austreiber
24 wird durch eine Heizquelle 25 Wärme von hoher Temperatur zugeführt. Für die Erfindung
ist es gleichgültig, ob die Maschine den Zweck hat, die durch die Rohrschlange 23
fließende Flüssigkeit zu kühlen oder die in den Rohrschlangen 21 und 22 gewonnene
Wärme- mittlerer Temperatur an anderer Stelle zu verwerten. Durch Erhitzung der
Absorptionsflüssigkeit im Austreiber 24 wird das absorbierte Gas ausgetrieben. Es
verläßt den Austreiber durch das Rohr 26. Der verarmten Lösung, die durch das Rohr
27 emporsteigt, wird durch ein Rohr 28 Gas zugeführt, das durch ein schraubenförmig
gewundenes Rohr 29 aufsteigt und die Lösung mit hinaufreißt in den Absorber 3o.
Größere Mengen Gas können in dem Röhre 29 nicht absorbiert werden, da die Kühlung
fehlt. Die Absorption geht im wesentlichen erst im Absorber 30 vor sich,
aus dem die Absorptionswärme durch die Rohrschlange 21 abgeführt wird. Die reiche
Lösung kehrt durch das Rohr 31 in den Austreiber 24 zurück. Der im Austreiber
ausgetriebene Dampf gelangt durch das Rohr 26 in den Kondensator 32, wo er niederschlagen
wird. Die Rohrschlange
22 führt die Kondensationswärme ab. Die.
niedergeschlagene Flüssigkeit steigt im Roh=e 33 hinauf in den Verdampfer 34 wo
sie sich- =Wieder - in- Dampf verwandelt. Die hierzu erforderliche Verdarnpfungswärme,
wird der Rohrschlange 23 entzogen. Der entstehende Dampf strömt durch das Rohr 28
ab. Die in den Rohren 27, 31 und 33 stehenden Flüssigkeitssäulen halten zwischen
dem Absorber 3o und dem Austreiber 24 sowie zwischen dem Verdampfer 34 und dem Kondensator
32 den Druckunterschied aufrecht, der zum Betrieb der Maschine erforderlich ist.
Bei bekannten Maschinen wird der Flüssigkeitsumlauf zwischen dem Austreiber 24 und
dem Absorber 3o dadurch hervorgerufen, daß der Dampf aus der Absorptionslösung innerhalb
eines aufsteigenden Rohres ausgetrieben wird, wobei die Dampfblasen die Flüssigkeit
mit hinaufreißen. Hierbei trennen sich Dampf und Absorptionsflüssigkeit in dem Augenblicke,
in dem die Flüssigkeit ihre höchste Temperatur erreicht hat, Infolgedessen hat der
ausgetriebene Dampf einen. hohen Gehalt an verdampfter Absorptionslösung, was für
den Betrieb nachteilig ist. Bei der Erfindung dagegen wird der Dampf im Austreiber
24 ausgetrieben, dessen obere Flüssigkeitsschichten durch die nachströmenden kälteren
Flüssigkeitsmengen gebildet werden, während die. heiße entgaste Absorptionslösung
durch das Rohr 27 abgeleitet wird." Die aufsteigenden- Dampfblasen verlassen also
die Flüssigkeit. an ihrer kältesten Stelle: Beim Verfahren- gemäß der Erfindung
wird ferner die Bauhöhe der Maschine geringer; denn bei der obenerwähnten bekannten
Vorrichtung muß das aufsteigende Rohr, in dem der Dampf ausgetrieben wird, tiefer
gelegt werden.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Absorptionsmaschine zur Durchführung
der Erfindung ist in Fig.2 schematisch dargestellt. Der Austreiber 44 wird durch
die Heizvorrichtung 45 geheizt. Dadurch wird aus der Absorptionslösung Dampf ausgetrieben,
der durch das Rohr 46 und das schraubenförmige Heberohr 47 in den Gasabscheideraum
48 gelangt. Gleichzeitig tritt in das untere Ende des Heberohres 47 angereicherte
Lösung durch das Rohr 49 ein und wird vom Dampf mit in den Gasabscheideraum 48 emporgerissen.
Der im- Austreiber 44 ausgetriebene `Dampf kommt also vor seiner Kondensation noch
einmal mit Flüssigkeit in innige Berührung, die aus dem Absorber kommt und daher
.infolge ihrer stärkeren Konzentration den Gehalt des Dampfgemisches an dampfförmigem
Lösungsmittel verringert. Dessen Verdampfungswärme geht also nicht verloren, sondern
dient zur Vorwärmung der Absorptionslösung und gegebenenfalls bereits zur Austreibung
eines Teiles des Ammoniaks. Aus dem Dampfabscheider 48 sinkt die Absorptionslösung
durch das Rohr 50 hinab und gelangt in den oberen Teil des Austreibers 44. Aus dessen
unterem Teil strömt die verarmte Lösung durch das Rohr 51 in den Absorber 52. Der
Dampf wird aus dem Gasabscheider 48 durch das Rohr 53 in den Kondensator 54 geleitet.
Dieser. wird durch die Rohrschlange 55 gekiihlt. Die niedergeschlagene Flüssigkeit
steigt durch das Rohr 56 hinauf in den Verdampfer 57, wo sie wieder verdampft. Die
hierzu notwendige'Verdampfungswärme wird der Rohrschlange 58- entzogen. Der entwickelte
Dampf gelangt durch das Rohr 59 in den Absorber 52, wo er wieder absorbiert wird.
-Die Absorptionswärme wird durch die Rohr,5chlange 6o, abgeführt.
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Ein Ausführungsbeispiel, bei dem sich mit Hilfe bekannter Verfahren
ein ausreichender Umlauf ohne Pumpe im allgemeinen gar nicht erzielen ließe, -zeigt
Eig: 3. Im Entgaser i wird Wasser aus weitgehend verdünnter Schwefelsäure verdampft.
Die Verdampfüngswärme wird der zu kühlenden, durch die Rohrschlange 2 geleiteten
- Flüssigkeit entzogen. Der entstehende Wasserdampf strömt durch das Rohr 3 in-
den Absorber 4, in welchem er mit wasserarmer Schwefelsäure in Berührung kommt:
Die Schwefelsäure absorbiert den Wasserdampf; die dabei erzeugte Wärme wird durch
die vom -Kühlwasser durchströmte Rohrschlange 5 abgeführt. Die mit Wasser angereicherte
Schwefelsäure wird durch das Rohr 6 zum unteren Ende des Siederohres 7 geleitet.
Hier wird die Absorptionslösung durch einen elektrischen Heizstab 8 geheizt Durch
die Temperaturerhöhung wird der Wasserdampf ausgetrieben, und die aufsteigenden
Dampfblasen reißen die Flüssigkeit mit empor in einen Gasabscheideraum 9. Während
die entgaste Absorptionslösung durch das Rohr io zurück in den Absorber 4 gelangt,
wird der ausgetriebene Wasserdampf durch das Röhr i i weitergeleitet und gemäß der
Erfindung mit anderer Absorptionslösung zusammen in das aufsteigende schraubenförmige
Rohr 13-geführt, und zwar mit der Lösung, die im Entgaser i- einen Teil ihres Wassergehaltes
abgegeben hat und durch das Rohr 12 zuströmt. Wesentliche Mengen des Wasserdampfes
werden im Rohre 13 nicht absorbiert, da nennenswerte Wärmemengen nicht abgeführt
werden. Die .Absorption findet erst im Resoiber 14 statt, der durch die Rohrschlange
15 gekühlt wird. Die wieder sehr wasserreich gewordene Absorptionslösung
gelangt
durch das Rohr 16 in- den Entgaser r zurück, wo sie von
neuem entgast wird. Wollte man den Umlauf zwischen dem Entgaser r und dem Resorber
14 nach dem eingangs erwähnten bekannten Verfahren bewerkstelligen, so müßte man
an Stelle des Entgasers z ein dem Rohr 7 ähnliches Siederohr anordnen, in dem der
durch die Entgasung bei tiefer Temperatur entstehende Wasserdampf die entgasende
Flüssigkeit mit emporreißt. Der Druck des Wasserdampfes bei- tiefen Temperaturen
ist jedoch so gering, daß er nicht ausreicht, um Flüssigkeit auf eine nennenswerte
Höhe zu heben. Gemäß der Erfindung wird deshalb zum Hervorbringen des Umlaufes der
Wasserdampf verwendet, der in dem Siederohr 7 ausgetrieben ist und hier bereits
einmal Flüssigkeit gefördert hat. Die hierfür erforderlichen Überdriicke lassen
sich durch eine geringe Erhöhung der Heiztemperatur unschwer erzeugen.
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Die durch die Erfindung erzielten Vorteile können noch gesteigert
werden, wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4 zeigt. Hier ist eine Absorptionsmaschine
dargestellt, bei der ein neutrales Gas durch den Absorber 6o und den Entgaser 61
hindurchströmt: Im Entgaser 61 reichert es sich mit dem gasförmigen Arbeitsmedium
an, das im Absorber 6o von der Absorptionslösung wieder absorbiert wird. Das Arbeitsmedium
verdampft im Entgaser 61 aus einer Lösung heraus, die der niedrigeren Temperatur
entsprechend stärker konzentriert ist als die Lösung im Absorber 6o. Durch die Entgasung
im Entgaser 61 wird Wärme gebunden, die durch die Wände des Entgasers 61 der zu
kühlenden Umgebung entzogen wird. Im Absorber sowohl wie im Entgaser entsteht ein
Höhenverlust dadurch, daß die Absorptionslösungen durch eine größere Höhe hindurchtropfen-
oder hinunterfließen. Um den Umlauf der Absorptionslösungen aufrechtzuerhalten,
müssen diese Höhenverluste durch Emporschaffen der Absorptionslösungen wieder ausgeglichen
werden. Damit die hierzu erforderlichen Heberohre nicht zu lang werden und etwa
gar die Bauhöhe der Maschine vergrößern, kann man mehrere Heberohre nebeneinander
anordnen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 sind zwei Heberohre 62 und 63 verwendet.
Die aus dem Absorber 6o herabsinkende reiche Lösung gelangt durch das Rohr 9r zum
unteren Ende des Heberohres 63, wo ihr das gasförmige Arbeitsmedium durch- das Rohr
64 zugeführt wird. Das Gemisch von Gas und Flüssigkeit steigt durch das Heberohr
63 empor in den Gasabscheider 65. Das Gas wird durch das Rohr 66 weitergeleitet,
während die Flüssigkeit im Rohre 67 hinabsinkt und zum unteren Ende des Heberohres'
62 gelangt. Hier wird ihr das gasförmige Arbeitsmedium durch das Rohr -68 zugeführt.
Gas und Flüssigkeit gelangen .durch das Heberohr 62 in den Gasabscheider 69, den
.das Gas durch das Rohr 64 verläßt, während die Flüssigkeit durch das Rohr
70 in den Austreiber 71 fließt. " Dieser wird durch die Heizvorrichtung 72
geheizt. Das ausgetriebene Gas wird durch das Rohr 68 weitergeleitet, und die verarmte
Absorptionslösung kehrt durch das Rohr 73 in den oberen Teil des Absorbers 6o zurück.
Die durch das Rohr 67 strömende Flüssigkeit steht mit der Flüssigkeit im Rohr 73
in Wärmeaustausch, so daß die aus dem Austreiber kommende heiße Lösung einen Teil
ihrer Wärme an die dem Austreiber zuströmende abgibt. Das im Austreiber 71 ausgetriebene
Gas hebt im Rohre 62 zunächst die schon etwas erwärmte Lösung empor. Diese Lösung
schlägt infolge ihrer höheren Konzentration bereits einen Teil des im Dampf enthaltenen
Lösungsmittels nieder und gibt dafür etwas Ammoniak ab. Der Dampf kommt dann im
Heberohr 63 mit Absorptionslösung zusammen, die noch konzentrierter urimittelbar
aus dem Absorber 6o kommt, wird also hier noch weiter rektifiziert. Zur Verstärkung
des Umlaufes kann man nach Bedarf auch eines der Heberohre 62 und 63 oder auch beide
heizen, wozu sich vorzugsweise Abfallwärme geringerer Temperatur verwenden läßt.
Die in den oberen Teil des Absorbers 6o eingeführte entgaste Lösung wird von dem
Teller 74 aufgenommen und verteilt und tropft über die Rohrschlange 75 herab, die
von Kühlflüssigkeit durchströmt wird. Sie absorbiert dabei das gasförmige Arbeitsmedium,
das mit einem neutralen Gase gemischt unten in den Absorber eintritt. Das verarmte
neutrale Gas verläßt den Absorber durch das Rohr 77 und tritt unten in den Entgaser
61 ein, den es oben durch das Rohr 76 wieder verläßt. Im Entgaser 61 sind eine Reihe
von Trennwänden 79 angebracht, die vorzugsweise porös ausgeführt -werden, so daß
sie sich mit Absorptionsflüssigkeit vollsaugen können. Diese Trennwände .besitzen
Öffnungen 8o, die gegeneinander versetzt sind. Durch diese Öffnungen muß der durch
das Rohr 77 eintretende Gasstrom hindurchströmen, wobei er innig mit der Absorptionslösung
in Berührung kommt. Diese wird durch das Rohr 78 am oberen Ende des Entgasers eingeführt.
Sie tropft durch den Entgaser hinab und fließt durch das Rohr 81 zum unteren Ende
des Heberohres 82, wo ihr das Gas- durch das. Rohr 66, zugeleitet wird. Gas und
lüssigkeit steigen durch das Heberohr 82 hinauf in den Resorber 83, der durch die
Rohrsehlange
84 gekühlt - wird. Hier wird .das Gas -von- der Flüssigkeit
absorbiert, die dann angereichert durch das Rohr 78 in -den Entgaser 61 gelangt.
Ein "Teil des durch das Rohr 66 strömenden Gases wird in das Rohr 85 abgezweigt,
das in die Düse 86 endet.- Der hier austretende Dampfstrahl ruft die .Gas-Bewegung
in den Rohren 76 und 77 hervor.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das im Austreiben 71 ausgetriebene
Gas benutzt, um an drei verschiedenen Stellen die Absorptionslösung emporzuheben,
nämlich in den drei Heberohren 62, 63 und- 82.-