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Selbsttätig wirkende elektrische Schalteinrichtung für periodisch
wirkende Absorptions- Kälte -Apparate Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen
Umschaltung bei periodisch arbeitenden Absorptions-Kälte-Apparaten, bei denen eine
Umschaltung durch elektrischen Kontaktschluß bei Über- oder Unterschreiten eines
bestimmten Flüssigkeitsspiegels im Verdampfer oder Kocherabsorber oder in beiden
erfolgt, und besteht darin, daß bei bestimmten Höhenlagen der Flüssigkeitsspiegel
im Verdampfer und Absorber in diese eintauchende Tauchkontakte einen Relaisstrom
schließen, der sodann zwecks Vermeidung elektrolytischer Beeinflussungen der Flüssigkeiten
außerhalb der Kälteapparatur die Heizung ein- bzw. ausschaltet.
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Es ist an sich bereits bekannt geworden, zum Zwecke einer automatischen
Umschaltung durch die veränderliche Spiegellage im Verdampfer oder Kocherabsorber
bei den verschiedenen Periodenphasen einen Kontaktschlüß zu bewirken, indem in den
Apparat Schwimmer eingebaut werden, die bei bestimmten Höhenlagen einen gesonderten
Kontakt betätigen. Diese Methode setzt je-
doch umständliche Einrichtungen
innerhalb der Kälteapparatur voraus, wodurch umständliche und kostspielige und sodann
auch weniger betriebssichere Konstruktionen bedingt werden. Diese Einrichtungen
haben also mit dem vorliegenden Erfindungsgegenstand nichts zu tun. Es ist auch
bereits vorgeschlagen worden, einen Stromschluß durch direkt eingebaute Tauchkontakte
zu erzielen. Hierbei wird aber der Haupt- bzw. der Heizstrom direkt durch den Kocher
während der ganzen Heizperiode geschickt. Hierdurch sind naturgemäß elektrolytische
Zersetzungen des Kälte- und Lösungsmittels unvermeidlich, und es wird infolgedessen
die Lebens- bzw. Betriebsdauer dieser Einrichtungen außerordentlich verkürzt. Es
ist zwar für Dampfkessel zum Zwecke der Wasserzuflußregelung auch schon vorgeschlagen
worden, die Tauchkontakte zum Schließen eines Relaisstromkreises in einen elektrisch
beheizten Kessel einzubauen, bei dieser bleibt jedoch der Relaisstrom während der
ganzen Zeit des Eintauchens geschlossen, so daß auch hier - wenn auch in vermindertem
Maße - elektrolytische Zersetzungen möglich sind.
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Demgegenüber wird erfindungsgemäß mit schwachem Relaisstrom nur während
der Zeitdauer des eigentlichen Umschaltens gearbeitet, so daß bei Wechselstromantrieb
elektrolytische Zersetzungen praktisch vernachlässigbar klein ausfallen und die
Gebrauchsdauer des Apparates praktisch nicht beeinträchtigen. Vor allem aber besteht
die Erfindungsidee in der Kombination zweier Tauchkontaktvorrichtungen, von denen
die eine im Kocher, die andere im Verdampfer angebracht ist, und die in ihrer kombinierten
Einwirkung auf die -Heizung eine -rein elektrische
und vollkommen
selbsttätige Arbeitsweise des Kälteapparates ermöglichen, so daß hierdurch ein neuer
Effekt erreicht wird.
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In der Zeichnung ist in Abb. i ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung
schematisch dargestellt, während in Abb. 2 eine abweichende Ausführung der Kontaktvorrichtung
im Kocher veranschaulicht wird.
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In der Zeichnung bedeutet ci den Kocherabsorber, b den Kondensator,
c den Verdampfer, in den der Zwischenbehälter cd eingebaut ist. In den Zwischenbehälter
d ist entsprechend isoliert ein Kontakt e eingeführt, der in einer bestimmten Höhenlage
angeordnet ist.
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Während der Austreibungsperiode- steigt das verflüssigte Kältemittel
im Verdampfer c und in dem Steigerohr f, bis die im unteren Teile des Verdampfers
angesammelten Lösungsmittelkondensate in den Zwischenbehälter d überlaufen. Erreicht
nun diese in den Zwischenbehälter d übergetretene F Bissigkeit den Kontakt e, so
erfolgt hierbei ein Kontaktschluß, durch den der noch zu behandelnde Umschaltmechanismus
elektromagnetisch betätigt wird, der sodann von der Kondensationsperiode auf die
Verdampfungsperiode umschaltet.
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Um einen vollautomatischen Kühlbetrieb zu erzielen, wird auch der.
Kocherabsorber mit einem solchen Tauchkontakt gf ausgerüstet. Erreicht gegen Ende
der Absorptionsperiode der steigende Flüssig'heitsspiegel im Kocherabsorber den
Kontakt g, so wird -dieser .Kontakt gleichfalls geschlossen, und es erfolgt in.
diesem Falle wieder eine Umschaltung von der Absorptionsleer iode auf die Austreibungsperiode.
'Um einen schnellen und sicheren Stromschluß- im Kocherabsorber zu erzielen, wird
zweckmäßig der Spiegelquerschnitt der Flüssigkeit im Kocherabsorber im Bereiche
des Kontaktes eingeengt, so daß im Bereiche des Kontaktschlusses ein schnelles Dberfluten
eines Tauchkontaktes erfolgt. \Fach Abb. i wird dieses durch den domartigen Aufbau
ia mit dem Kontakt g erzielt. Am oberen Ende des domartigen Aufbaues befindet sich
das Austrittsventil für die Kältemitteldämpfe.
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Bei. dieser Verengung des freien Spiegelquerschnittes ergibt sich
bei. der darauf folgenden Austreibungsperiode eine starke Bewegung der Oberfläche,
wodurch leicht Flüssigkeitsteilchen usw. mitgerissen. werden können. Aus dem Grunde
geht man zweckmäßiger nach Abb.2 so vor, daß man den. freien Spiegelquerschnitt
des Kocherabsorbers unverengt bestehen läßt und. dafür- eine nach unten offene taschenförmige
Kammer i anordnet, die oben geschlossen.und- unten offen ist. Die Kammer ist an
der äußeren gekühlten Ummantelung so angeordnet, daß der untere Mündungsrand in
der Höhenlage des Spiegels bei normalem Füllungsstande des Absorbers gegen Ende
der Absorptionsperiode zu liegen kommt. Durch die Mantelkühlung kühlt sich der Inhalt
dieser Kammer schneller ab als der übrige Kocherinhalt, da bei diesem infolge der
Absorptionswärme und der größeren Schichtstärke die Abkühlung verzögert wird. Infolgedessen
sinkt der Druck in dem Dampfraum der Kanuner i schneller als in dem Hauptdampfraum
des Kochers. Die Folge hiervon ist, daß in der Kammer ein schnelleres Ansteigen
und damit Überfluten des Tauchkontaktes s' erzielt wird. Um diesen Effekt mit Sicherheit
zu erreichen, wird zweckmäßig unterhalb der Mündung eine Ableitfläche k vorgesehen,
durch die etwaige aufsteigende Kältemitteldampfblasen von der Kammer i nach dem
Hauptdampfraum abgelenkt werden.
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Zur Erläuterung der dargestellten beispielsweisen elektrischen Einrichtung
zu den automatischen Umschaltungen diene folgendes: L sei das elektrische Netz,
an das die Einrichtung angeschlossen ist. Die Beheizung erfolge auf elektrischem
Wege mittels Heizpatrone m. Ebenso erfolge die Kühlung mittels eines. elektrisch
angetriebenen Ventilators n. v' stelle eine Sicherung dar, hinter die zweckmäßig
ein in der Zeichntmg nicht dargestellter Thermostat, etwa ein Kontaktthermometer,
eingeschaltet sei, durch Glas bei Unterschreiten einer bestimmten Kühlraumtemperatur
der ganze elektrische Strom ausgeschaltet und ebenso bei Überschreiten dieser wieder
eingeschaltet wird. Hinter 'der Sicherung v' bzw. dem Kontaktthermometer. zweigt
ein Teilstrom nach dein Ventilator ix, ein zweiter über die Kontakte p zur Heiz-Patrone
m ab.
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Die erfindungsgemäßen Kontakte e und g schließen durch den Transformator
q niedertransformierte Stromkreise. Der Stromkreis des Kontaktes e führt über -
den Elektromagneten r und der des Kontaktes g über den Elektromagneten s. Beide
wirken auf den gleichen Anker t. Durch den Anker t
werden wechselweise
in den Sekundärkreisen eingebaute Kontakte u und v in der. Weise geschlossen bzw.
geöffnet, daß bei Kontaktschluß des einen Stromkreises dieser nach entsprechender.Umlegung
des gemeinsamen Ankers t wieder sofort unterbrochen wird, so daß Strom nur während
der elektrischen Umschaltung fließt. Außerdem werden durch diesen Anker bei S.tromschluß
durch den Kbn= takt g (im Kocher) die Kontakte p -des Heizpatronenstromes .verbunden,
so daß bei dieser Schaltung. der Heizstrom eingeschaltet vvird.
Im-
umgekehrten Falle, d. h. bei Stromschluß durch Tauchkontakte und hierdurch erregten
Elektromagneten y, werden die Kontakte p
wieder geöffnet und damit der Heizstrom
unterbrochen. Die Rückleitung beider Stromkreise erfolgt durch eine geneinsame elektrische
Verbindung des Kocherabsorberaggregates (nach der Zeichnung das Verbindungsrohr
z zwischen Kocherabsorber a und Zwischenbehälter d) mit der Mitte der Sekundärwindungen
des Transformators g.
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Durch die Anordnung eines für beide Sekundärstromkreise gemeinsamen
Schaltankers in Verbindung mit den durch diesen bewirkten Unterbrechungen der Stromkreise
wird erreicht, daß nie beide Stromkreise gleichzeitig in Wirksamkeit treten können
und außerdem hier nur Strom während der Umschaltung verbraucht wird. Außerdem hat
diese automatische Unterbrechung der Steuerströme noch den Vorteil, daß hierdurch
die Öffnungsfunken bei Stromunterbrechung nach außerhalb der Kälteapparatur verlegt
werden, was aus dem Grunde wichtig ist, als hierdurch keine chemische Zersetzung
der Kältemittel oder Lösungsmittel eintreten kann. Ebensowenig kann eine solche
bei Stromschluß eintreten, da bei geringster Eintauchung des Kontaktes sofort infolge
Adhäsionserscheinung eine größere Benetzung des Kontaktstiftes erfolgt, so daß Überhitzungen
infolge des Übergangswiderstandes nicht eintreten können, zumal der Strom sofort
nach Umschalten des Ankers wieder außen unterbrochen wird. Aus diesem gleichen Grunde
(Vermeidung von Stromwärme innerhalb der Apparate) wird, wie schon erwähnt, in diesen
Steuerstromkreisen zweckmäßig mit niederen Spannungen und Wechselstrom gearbeitet.
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Zwecks guter Raumausnutzung wird nach der Darstellung in Abb. i der
Kondensator zweckmäßig konzentrisch um den Kocherabsorber angeordnet, wobei einerseits
die Kondensatorkühlschlangen von einem äußeren, unten geschlossenen Mantel w umgeben
und andererseits gegen den Kocherabsorber durch einen konzentrisch angeordneten
Zylindermantel x abgetrennt wird. Im oberen Teil dieses schornsteinartigen Mantels
x ist der Ventilator angeordnet, und er ist unten offen, so daß der vom Ventilator
n angesaugte Luftstrom in Richtung der Pfeile zuerst den Kondensator b und anschließend
den Kocherabsorber d umspült. Eine Umschaltung des Luftstromes während der einzelnen
Perioden ist zwecks Erzielung einer einfachen Bauweise nicht vorgesehen und nicht
notwendig, da während der Austreibungsperiode sich die Luft an den Kondensatorrohren
erwärmt, so daß eine beachtliche Abkühlung des Kochers durch diesen Luftstrom nicht
entsteht, namentlich in Anbetracht der im Verhältnis zur Absorptionsperiode nur
kurzen Austreibungsperiode. Umgekehrt findet auch keine Beeinträchtigung der Wärmeaustauschverhältnisse
während der Absorptionsperiode statt. Während dieser Periode kühlt sich die Luft
an den Kondensatorrohren ab und umstreicht so mit herabgeminderter Temperatur den
Absorber.