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Absorptionsmaschine Es ist bekannt, in einer Absorptionsmaschine das
ausgetriebene und verflüssigte Kältemittel in einem Raum (in der folgenden Beschreibung
als Entgaser bezeichnet) zu verdampfen, in dem sich ein neutrales, nicht absorbierbares
Gas befindet. Im Absorber wird das Arbeitsmittel aus dem Gasgemisch heraus wieder
absorbiert. Es ist auch bekannt, den Umlauf des neutralen Gases zwischen Entgaser
und Absorber durch eine Strahldüse zu erzeugen, die mit Gas höheren Druckes beschickt
wird. Die Erfindung bezieht sich auf solche Absorptionsmaschinen dieser Art, bei
denen das gasförmige Arbeitsmittel im Entgaser aus einer Absorptionslösung heraus
entwickelt wird, von der es in einem Gefäße (Resorber genannt) absorbiert worden
ist.
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Gemäß der Erfindung wird das der Strahldüse zuzuleitende Gas in einem
anderen Raum erzeugt als dasjenige Gas, mit dem die Absorptionslösung im Resorber
angereichert wird. Das hat in erster Linie den Vorteil, daß bei gleicher Bauhöhe
der Maschine ein höherer Überdruck des Düsengases erreichbar ist; denn der Überdruck
kann in derartigen Absorptionsmaschinen, die ohne mechanisch bewegte Pumpe arbeiten
sollen. nur durch Flüssigkeitssäulen hervorgebracht werden, und ein Gasentwickler,
der nur die verhältnismäßig geringe Menge des Düsengases zu erzeugen hat, kann ohne
Vergrößerung der Bauhöhe leicht so angeordnet werden, daß der in ihm herrschende
Druck größer ist als derjenige, der im Austreiber herrscht. Außerdem kann zur Entwicklung
des Düsengases bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung eine reichere Absorptionslösung
herangezogen werden; das ergibt den Vorteil, daß zur Gasentwicklung Wärme geringerer
Temperatur ausreicht, für die eine besondere Heizquelle gar nicht vorgesehen zu
werden braucht, sondern die als Abfallwärme kostenlos zur Verfügung steht, wie die
später folgenden Ausführungsbeispiele zeigen werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i wird die Kälte in einem Entgaser
i erzeugt, Reiche Absorptionslösung strömt ihm durch das Rohr a zu und verläßt ihn
durch das Rohr 3. Ein neutrales Gas tritt durch das Rohr 4 ein, durchströmt den
Entgaser i von unten nach oben und wird durch das Rohr 5 wieder abgeführt. Die ärmer
gewordene Absorptionslösung wird in dem aufsteigenden Aste des Rohres 3 durch gasförmiges
Arbeitsmittel, das durch das Rohr 6 zuströmt, in den Resorber 7 hinaufgefördert,
in dem das Gas von der Lösung absorbiert wird. Die frei werdende Absorptionswärme
wird durch eine
Kühlschlange 8 abgeleitet. Etwa nicht absorbierte
Gasreste können durch die Hilfsleitung 9 in das Gasumlaufrohr 5 entweichen.
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Am Ende des Gasumlaufrohres 5 ist eine Strahldüse io angeordnet. Aus
ihr strömt gasförmiges Arbeitsmittel unter Druck aus und bringt dadurch den Umlauf
des Gasgemisches hervor. Das Gasgemisch gelangt durch das Rohr ii in den Absorber
i z, den es von unten nach oben durchströmt und durch das Rohr .l. wieder verläßt.
In den oberen Teil des Absorbers 1 2 mündet ein Rohr 13, durch das dem Absorher
gasarme Lösung zugeführt wird. Diese durchläuft in möglichst zerteilter Form den
Absorber 5 und wird durch ein Rohr 14 in den Austreiber 15 geleitet, der beispielsweise
durch die elektrische Heizpatrone 16 geheizt wird. Die entstehenden Gasblasen nehmen
die Absorptionslösung in einem aufsteigenden Rohre 17 mit hinauf in einen Gasabscheider
i8. Voll hier gelangt das ausgetriebene- Gas durch das Rohr 6 und das aufsteigende
Rohr 3 in den Resorber 7 die Absorptionslösung dagegen fließt durch ein Rohr i9,
einen Gasentwickler 2o und das Rohr 13 wieder in den Absorber 12. Im Gasentwickler
2o wird gemäß der Erfindung das Gas erzeugt, das durch das Rohr 21 der Düse io zugeführt
wird. Der Gasentwickler 2o ist beispielsweise mit einer elektrischen Heizpatrone
22 ausgerüstet. Der Druck im Gasentwickler 2o ist bestimmt durch die im Rohre 13
stehende Flüssigkeitssäule, der Druck im Austreiber 15 durch die im Rohre 14 stehende
Säule. Da die erstere länger ist als die letztere, so ist der Druck im Gasentwickler
20 größer. Es kommt hinzu, daß man im allgemeinen diesen Gasentwickler noch näher
dem tiefsten Punkte der Maschine anordnen kann als den Austreiber 15, so daß auch
aus diesem Grunde bei der gleichen Bauhöhe der Maschine der erzielbare Druck höher
ist. Die Menge des im Gasentwickler 2o erzeugten Gases regelt sich selbsttätig.
Strömt mehr Gas durch die Düse aus, als erzeugt wird, so steigt die Flüssigkeit
im Gasentwickler 2o an und benetzt einen größeren Teil der Oberfläche der lleizpatrone
22. Wird dagegen zuviel Gas erzeugt, so wird die Flüssigkeit aus dem Gasentwickler
2o verdrängt, bis sie schließlich die Heizfläche überhaupt nicht mehr berührt. Daher
stellt sich der Flüssigkeitsspiegel in diesem Gefäße so ein, däß gerade die zur
Entwicklung des Düsengases erforderliche Heizfläche von der Flüssigkeit benetzt
wird.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in Abb. 2 dargestellt. Auch liier
läuft ein Geiniscb, das aus dem neutralen Gase und dein gasförmigen Kältemittel
besteht, durch den Entgaser 25, Umlaufrohr 29 an der Strahldüse 28 vorbei durch
das Rohr 3o, den Absorber 26 und das Rohr 27 in den Entgaser 25 zurück. Diesem wird
reiche Lösung durch das Rohr 128 zugeführt. Die arme Lösung v erläßt ihn durch das
Rohr 129, in dessen aufsteigendem Aste sie durch das Gas emporgehoben wird, das
durch das Rohr 130 zuströmt. Gas und Lösung gelangen in ein Gasabscheidegefäß 31,
aus dem das Gas durch das Rohr 32 in den Resorber 33 gelangt. Die Flüssigkeit dagegen
fließt durch das Rohr 34 in einen Gasentwickler 35 und weiter durch das Rohr 36
ebenfalls in den Resorber 33, in dem sie das Gas absorbiert. Die Absorptionswärme
wird durch die Kühlschlange 37 abgeführt.
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Der Absorber 26 wird durch das Rohr 38 mit armer Lösung beschickt.
Die reiche Lösung fließt aus dem Absorber 26 durch das Rohr 39 in den Austreiber
4o, der beispielsweise durch die Heizpatrone .41 geheizt "vird. Gas und Flüssigkeit
gelangen durch das aufsteigende Rohr 42 in den Gasabscheider .I3. aus dem die entgaste
Lösung durch das Rohr 38 wieder in den Absorber 26 gelangt. Wie die Abbildung erkennen
läßt, liegt das Rohr 38, das von der heißen entgasten Lösung durchströmt wird, innerhalb
des Gasentwicklers 35, als dessen Heizquelle es dient. Da die zwischen dein Entgaser
25 und dem Resorber 33 umlaufende Lösung zwischen niedrigeren Temperaturstufen-
arbeitet, ist ihre Konzentration erheblich größer als die der Lösung, die zwischen
dem Austreiber d.o und dein sorber 26 umläuft. Infolgedessen reicht die Temperatur
des Rohres 38 zu einer lebhaften Gasentwicklung im Gasentwickler 35 aus. Der Flüssigkeitsspiegel
in diesem Raum stellt sich auch bei diesemAusführungsbeispiel gerade so hoch ein,
daß die benetzte Heizfläche der Erzeugung der erforderlichen Menge an Düsengas entspricht.
Das Ausführungsbeispiel zeigt, daß für die Erzeugung des Düsengases eine besondere
Heizquelle nicht erforderlich ist, sondern die in der Maschine ohnedies % orhandene
Wärmemenge zu diesem Zwecke herangezogen werden kann.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3. Das Gasgemisch läuft
durch den Entgaser 5o, die Rollre 51 und 52, den Absorber 53 und das Rohr 54. um.
Die Strahldiise 55 hält den Umlauf aufrecht. Dein Entgaser 50 wird die reiche Lösung
durch das Rohr 56 zugeführt, die arme Lösung wird durch das Rohr 57 abgeleitet.
In dessen aufsteigenden Schenkel mündet ein Rohr 58 aus einem Gassainnielraum 59.
Das aus diesem Saminelranin in das Rohr 57 eintretende Gas hebt die Lö-:s.ung mit
hinauf in ein Gefäß 6o. Das Gas und der größte Teil der Flüssigkeit gelangen durch
ein Rohr 6i in den Resorber 6z, aus dem die Absorptionswärme durch eine Kühlschlange
63 abgeführt wird. Ein verhältnismäßig
geringer Teil der Absorptionslösung
fließt aus dem Gefäß 6o durch das Rohr 6.4 in den Gasentwickler 65 und gelangt von
hier durch die Rohre 66 und 67, den kleinen Gasabscheider 68 und das Rohr 69 in
den Sammelraum 59 und von hier durch das Rohr 58 in das aufsteigende Rohr 57. Hier
wird die Lösung durch den gleichzeitig eintretenden Dampf in das Gefäß 6o wieder
mit hinaufgenommen. An das kleine Gasabscheidegefäß 68 ist ein Rohr 7o angeschlossen,
das mit dein Rohr 67 zu einem [)-Rohr vereinigt ist und dessen Zweck «-eiter unten
beschrieben wird. Dein Absorber 53 wird die arme Lösung durch das Rohr
71 zugeführt. Die Kühlschlange 72
führt die Absorptionswärme ab. Die
arme Lösung fließt durch das Rohr 73 in einen Rektifikator 7.4, durchströmt diesen
in verteilter Form, sammelt sich in seinem unteren Teil und gelangt durch das Rohr
75 in den Austreiber 76. Dieser wird durch die Heizpatrone 77 geheizt. Die entwickelten
Gasblasen nehmen in dem aufsteigenden Rohre 78 die Lösung mit hinauf in den Gasabscheiderauin
79. Die arme Lösung gelangt durch das Rohr 71 wieder in den Absorber 53.
Das Gas wird durch das Rohr 8o in eine Heizschlange 81 geleitet und von hier durch
das Rohr 8-2 in den Rektifikator 7q.. Diesen durchströmt es im Gegenstrom zu der
herabtropfenden Lösung und gelangt dann durch das Rohr 83 in den Gassammler 59.
Das die Rohrschlange 81 durchströmende Gas gibt seine überhitzungswä rine und die
Kondensationswärme des mitgerissenen Dampfes des Lösungsmittels an die unigebende
Flüssigkeit ab. Diese wird infolgedessen entgast, und das Gas gelangt durch das
Rohr 8,4 in, die Düse 5,5, Bei diesem Ausführungsbeispiel wird in erster Linie die
Kondensationswärme des bei der Austreibung mit verdampften Lösungsmittels benutzt,
um das Düsengas zu erzeugen. Gleichzeitig wird dadurch also das ausgetriebene Gas
getrocknet. Die innerhalb der Rohrschlange 8i niedergeschlagene Flüssigkeit des
Lösungsmittels wird durch das Rohr 82 vom Dampf mit hinaufgerissen in den
Rektitikator 7.4. Hier wird das Kondensat dein Flüssigkeitskreislauf wieder zugeführt,
und der Dampf wird durch die bekannte Rektifikationswirkung noch weitergehend get
rocknet.
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Das Rohr 66 wird möglichst in der -Nähe des Flüssigkeitsspiegels an
den Gasentwickler 65 angeschlossen, damit sich nicht stagilierende Flüssigkeitsmengen
bilden. Daher kann es vorkommen, daß, wenn der Flüssigkeitsspiegel gelegentlich
etwas sinkt, auch Gas durch <las Rohr 66 in das aufsteigende Rohr 67 hineingelangt.
Dann besteht die Gefahr. claß das Gas die in diesem Rohre siehende Flüssigkeitssäule
hinaustreibt und dadurch der erforderliche Druck innerhalb des Gasentwicklers 65
verlorengeht. Aus diesem Grunde ist das kleine Gasabscheidegefäß 68 angeordnet.
Flüssigkeitsmengen, die durch das Rohr 67 etwa mit hinaufgerissen werden, werden
hier vom Gase getrennt, stürzen durch das Rohr 7o wieder herunter und füllen das
Rohr 67 sofort wieder von neuem an, so daß die hier erforderliche Flüssigkeitssäule
immer erhalten bleibt.
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Die im Gefäß 6o abgezweigte Flüssigkeitsmenge, die durch das Rohr
6.4 in den Gasentwickler 65 fließt, ist abhängig von dem Widerstand in den Rohrleitungen
6.4, 66, 67 und von der Höhe des Punktes, in dem die Flüssigkeit durch das Rohr
69 in den Dampfsammelraum 59 gelangt; denn das gesamte Umlaufsystem bildet ein [)-Rohr,
dessen einer Schenkel den Umlauf fördert, während der andere ihn hemmt. Je höher
also dieser zweite Schenkel hinaufgeführt wird, um so geringer ist die Umlaufmenge.
Der Konstrukteur hat es daher in der Hand, die zur Erzeugung des Düsengases bestimmte
abgezweigte Lösungsmenge richtig zu bemessen.
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Wenn in besonderen Fällen die im ausgetriebenen Dampf zur Verfügung
stehende Wärmemenge oder die in der entgasten Lösung aufgespeicherte Wärmemenge
zur Entwicklung des Düsengases nicht ausreicht, so läßt sich die Heizungsart'nach
Ausführungsbeispiel a mit der nach Ausführungsbeispiel 3 vereinigen.
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Bei allen drei Ausführungsbeispielen werden zweckmäßig in üblicher
Weise Temperaturwechsler zwischen den armen und reichen Lösungen angeordnet; in
den Ausführungsbeispielen sind sie der besseren Übersicht wegen nur an einzelnen
Stellen dadurch angedeutet, daß die Rohre dicht nebeneinander gezeichnet sind.