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Vorrichtung zur Erzielung eines Gasumlaufs in einem ständig offenen
Umlaufsystem einer mit neutralem Hilfsgas arbeitenden, kontinuierlich wirkenden
Absorptionsmaschine Es ist bekannt, bei Absorptionsmaschinen, beispielsweise bei
kontinuierlich wirkenden Absorptionskältemaschinen mit dem Arbeitsmitteldampf beigemischtem
indifferenten Gas, das Gasgemisch des Verdampfers und Absorbers umzuwälzen, damit
immer neue Mengen Arbeitsmitteldampf mit der Absorptionsflüssigkeit in Berührung
kommen. Oft kann es dabei auch ausreichend sein, lediglich die im Absorber befindlichen
Gase in ständiger Bewegung zuhalten, so daß sich zwischen der Absorptionsflüssigkeit
und dem zu absorbierenden Gas eine trennende Schicht indifferenten Gases nicht ausbilden
kann. Bei den bekannten Maschinen, bei denen der Umlauf durch mechanisch angetriebene
Druckerzeuger, z. B. einenVentilator, hervorgerufen wird, besteht der Nachteil,
daß die Wandung des gasführenden Rohres zur Durchführung der Antriebswelle für den
Ventilator durchbrochen werden -muß, was leicht Anlaß zu Betriebsstörungen infolge
Undichtigkeiten geben kann. Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, Elektromotoren
vorzusehen, deren Motoranker innerhalb der Rohrwandung angeordnet ist, wobei der
Anker durch ein durch die Rohrwandung hindurch wirkendes, aber außerhalb der Rohrwandung
erzeugtes magnetisches Drehfeld in Umdrehung versetzt wird. Eine Anordnung dieser
Art hat jedoch den Nachteil, daß infolge des durch die Stärke der Rohrwandung vorgeschriebenen
Luftspaltes der Wirkungsgrad des Motors stark herabgesetzt wird. Außerdem kann diese
Anordnung praktisch nur bei Anwendung von aus unmagnetischem Material hergestellten
Rohren Verwendung finden.
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Durch die Erfindung werden alle diese Mängel beseitigt. Gemäß der
Erfindung wird in einem ständig offenen Gasumlaufsystem das Gasgemisch durch einen
rotierenden Druckerzeuger angetrieben, und zwar dient dabei zum Antrieb des Druckerzeugers
ein innerhalb der 'Wandung der Absorptionsmaschine angeordnetes Schaufelrad, welches
durch eines oder mehrere der in der Absorptionsmaschine arbeitenden Medien bewegt
wird. Dadurch läßt sich jegliche Durchbrechung der Wandung der Maschine zwischen
Innen- und Außenraum vermeiden, da sowohl die Antriebsvorrichtung als auch der rotierende
Druckerzeuger selbst völlig innerhalb der Maschine angeordnet sind und außerdem
das Antriebsmittel für die Antriebsvorrichtung schon von vornherein innerhalb der
Wandung der Maschine vorhanden ist. Wird eine Absorptionsmaschine mit einem Austreiber
verwendet; bei dem in einem engen Heberohr der aufsteigende Arbeitsmitteldampf die
arme Lösung mit hochreißt, so
kann beispielsweise als Antriebsenergie
die lebendige Kraft des im Heberohr emporsteigenden Dampfflüssigkeitsgemisches zum
Antrieb einer im Kreislauf der Absorptionslösung liegenden Turbine ausgenutzt werden.
Man kann jedoch als Antriebsvorrichtung auch eine Dampfturbine verwenden, der man
zweckmäßig den Dampf durch eine Düse zuführt. Diese Dampfturbine wird -man am besten
in dem Raum anordnen, zu welchem der Arbeitsmitteldampf die Absorptionslösung emporhebt.
Das Turbinengehäuse bildet dann gleichzeitig den Gasabscheideraum der Flüssigkeitsförderung.
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. Man kann jedoch als Antriebsenergie auch das Druckgefälle ausnutzen,
das in der vorn Gasabscheider zum Absorber führenden, die arme Lösung enthaltenden
Leitung herrscht, um damit eine Flüssigkeitsturbine zu betreiben. Zweckmäßig wird
dabei dem Laufrad dieser Turbine das Antriebsmittel mittels einer Düse zugeführt.
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Besonders vorteilhaft ist es, zum Antrieb des mechanischen Druckerzeugers
eine nach Art einer Gasuhr gebaute Vorrichtung zu verwenden, die eine innerhalb
der Gefäßwandung der Maschine in einer Flüssigkeit drehbar gelagerte Trommel besitzt
und im Zuge der vom Austreiber zum Kondensator führenden Gasleitung angeordnet ist.
Eine Vorrichtung dieser Art bietet den Vorteil, daß ihr Antrieb nur einen außerordentlich
geringen Gasdruck erfordert, zu dessen Aufrechterhaltung eine ganz geringe Flüssigkeitssäule
genügt.
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Als mechanischer Druckerzeuger kann bei allen vorstehend erwähnten
Antrieben statt eines Ventilators auch eine Pumpe, eine Schnecke o. dgl. verwendet
werden.
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In der Zeichnung -ist die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen
veranschaulicht.
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Fig. i zeigt eine kontinuierlich wirkende, mit Beimischung eines indifferenten
Gases arbeitende Absorptionskältemaschine, bei der das im Verdampfer und Absorber
befindliche Gasgemisch mittels eines von einer Dampfturbine angetriebenen mechanischen
Druckerzeugers umgewälzt wird. i ist der Austreiber der Maschine. Er besitzt einen
Dampfdom 2, in dem sich das mittels der elektrisch beheizten Heizpatrone 3 ausgetriebene
dampfförmige Arbeitsmittel sammelt und über die Rohrleitung 4 die Düse 5 auf das
im Turbinengehäuse 6 angeordnete Schaufelrad 7 strömt. Vom Turbinengehäuse 6 strömt
der Dampf über. die Rohrleitung 8 in die vom Absorber 9 zu einem Vorratsbehälter
io führende U-förmige Leitung i i bei 12 ein, reißt die im Rohr i i oberhalb der
Einmündungsstelle 12 befindliche, vom Absorber nachströmende reiche Absorptionslösung
in das Gefäß io mit hinauf und gelangt nach seiner Trennung von der Absorptionslösung
über die Leitung 13 in den luftgekühlten Kondensator 14. Hier findet die Verflüssigung
des Arbeitsinitteldampfes statt. Das Kondensat fließt über die U-förmig gebogene,
oben im Verdampfer mündende Leitung in den Verdampfer 16. Hier verdampft es wieder,
indem es über eingebaute Verteilungsplatten herniederrieselt, in das- dort befindliche
indifferente Gas hinein. Als Absorptionsflüssigkeit möge wäßrige Ammoniaklösung,
als indifferentes Gas Stickstoff angenommen werden. Vom Austreiber r strömt die
arme Lösung über eine U-förmig gebogene Leitung 17 dem Absorber 9 zu, der mit Kühlrippen
i 8 versehen ist. Hier wird von der herniederrieselnden Lösung aus dem im Gegenstrom
aufsteigenden Gasgemisch der Ammoniakdampf absorbiert und das indifferente Gas durch
eine Leitung i9 einem zwischen Absorber und Verdampfer angeordneten Gastemperaturwechsler
20 zugeleitet, den es durch die zum Verdampfer führende Leitung 21 wieder verläßt.
In dem Temperaturwechsler 2o findet ein Wärmeaustausch des vom Absorber zum Verdampfer
strömenden neutralen Gases mit dem Gasgemisch statt, welches vorn Verdampfer 16
über die Leitung 22 in dem Temperaturwechsler =o und von hier über die Leitung 23
zum Absorber 9 zurückgelangt. Durch eine Reinigungsleitung 24 wird im Verdampfer
16 unverdampft gebliebene Flüssigkeit einem unterhalb des Absorbers befindlichen
Flüssigkeitsvorrat-25 zugeleitet. Von hier aus gelangt diese Flüssigkeit zusammen
mit der wieder angereicherten Absorptionslösung über die als überlaufrohr ausgebildete
Leitung i i, den Vorratsbehälter io und eine diesen mit dein Austreiber i verbindende
U-förmige Leitung 26, die mit der Leitung 17 einen Temperaturwechsler bildet, zum
Austreiber zurück. An die Leitungen 13 und i l sind Leitungen 27 bzw. 28 angeschlossen,
die zu einem Ausgleichgefäß 29 führen, und zwar mündet die Leitung 27 in den Dampfraum,
die Leitung 28 in den Flüssigkeitsraum des Gefäßes 29 ein. Dieses Ausgleichgefäß
hatden-Zweck, bei schwankendem Absorptionsflüssigkeitsuinlauf den Stand der im Ausgleichgefäß
befindlichen Lösung ungefähr gleich zu halten. Die Welle 3o des im Turbinengehäuse
6 angeordneten Schaufelrades 7 ist mittels zweier Stopfbuchsen 31 und 32 durch ein
das Gehäuse 6 mit dem Gastemperaturwechsler 2o verbindendes Rohr 33 hindurchgeführt
und trägt an ihrem in den Gasraum der Absorptionsmaschine hineinragenden Ende einen
Ventilator 34. Der
Ventilator 34 ist im Strömungsweg des Gases angeordnet
und versetzt das Gasgemisch in einen Umlauf, der über die Leitung 23 zum Absorber
9, von hier über. die Leitungen i9 und z i sowie den dazwischeäliegenden Temperaturwechsler
ao zum Verdampfer 16 und schließlich über die Leitung 2? zum Temperaturwechsler
2o zurückführt. Die Antriebsvorrichtung für den Gasgemischumlauf liegt bei der beschriebenen
Einrichtung völlig im Innern der Wandung der Ab-
sorptionsmaschine.
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Wird der Antriebsmotor des mechanischen Druckerzeugers für den Gasumlauf
durch eine nach Art einer Gasuhr gebaute Vorrichtung gebildet, so kann eine weitere
Vereinfachung der Gesamtanlage dadurch erzielt werden, daß man auch den Druckerzeuger
selbst nach Art einer Gasuhr ausführt und die drehbaren Teile (Trommeln) des Druckerzeugers
und seines Antriebsmotors miteinander kuppelt. Als Flüssigkeitsfüllung beider Teile
kann dann zweckmäßig reiche Absorptionslösung, die vom Absorber zum Austreiber zurückströmt,
verwendet werden, indem man den Druckerzeuger und seinen Antriebsmotor in eine den
Absorber mit dem Austreiber verbindende Flüssigkeitsleitung einschaltet. Das vom
Verdampfer kommende Gasgemisch wird dem äußeren Teile der Trommel des Druckerzeugers
zugeführt; vom inneren Teile der Trommel gelangt es mit etwas erhöhtem Druck in
eine zum Absorber führende Leitung. Zum Betriebe des Antriebsmotors dient Arbeitsmitteldampf,
der, vom Gasabscheider kommend, dem inneren Teil der Trommel zugeführt wird und
nach seinem Austritt aus dem äußeren Teil der Trommel dem Kondensator zuströmt.
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Bei dem durch Fig.2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist eine
Absorptionsmaschine im wesentlichen gleicher Art wie in Fig. i dargestellt. Übereinstimmende
Teile tragen daher die gleichen Bezugszeichen. Abweichend von Fig. i wird jedoch
die die Antriebsvorrichtung des mechanischen Druck- -erzeugers (Ventilators 47)
bildende Turbine nicht von dem im Austreiber entwickelten Arbeitsmitteldampf, sondern
von der vom Austreiber bzw. dem über dem Austreiber liegenden Gasabscheideraum zum
Absorber fließenden armen Lösung angetrieben. Diese wird durch den ausgetriebenen
Arbeitsdampf in dem Steigrohr q. in den Gasabscheideraum 35 mit hinaufgerissen.
Während das Gas über die Leitung 8 dem Vorratsgefäß io zugeführt wird, sammelt sich
die arme Lösung in dem unten an dem Gasabscheider angebrachten Rohr 36 an, das in
die im Turbinengehäuse 6 angeordnete Düse 37 mündet. In diesem Gehäuse ist auf der
Welle 38 das Schaufelrad 39 angebracht. Die Welle 38 ist mittels zweier Stöpfbuchsen
q0, ¢i durch ein das Gehäuse q.2 mit dem Gastemperaturwechsler 2o verbindendes Rohr
43 hindurchgeführt und trägt an ihrem in den Gasraum der Absorptionsmaschine hineinragenden
Ende ein Kegelrad qq.. Dieses Kegelrad greift in ein weiteres auf der Achse 45 befestigtes
Kegelrad 46 ein und treibt dadurch den auf der Achse 45 befestigten Ventilator 4.7
an. Der Ventilator 47 versetzt das Gasgemisch in einen Umlauf, der von dem Temperaturwechsler'2o
aus über die Leitung 23 zum Absorber 9, von hier über die Leitungen i9 und 21 sowie
den dazwischenliegenden. Temperaturwechsler 2o zum Verdampfer'.i6 und schließlich
über die Leitung 2ä zum Temperaturwechsler 2o zurückführt.
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Vorrichtungen zur Erzielung einer Gasbewegung innerhalb einer mit
neutralem Hilfsgas arbeitenden Absorptionsmaschine, bei denen das Gasgemisch mittels
eines innerhalb der Wandung der Absorptionsmaschine angeordneten Antriebsorganes
durch in der Absorptionsmaschine arbeitende Medien bewegt wird, sind an sich bekannt.
Bei den bekannten Vorrichtungen handelt es sich jedoch nicht um eine Absorptionsmaschine
mit einem ständig offenen Gasumlaufsystem und auch nicht um einen rotierenden Druckerzeuger,
sondern um ein mit Kolben und Ventilen versehenes System, in welchem lediglich eine
pulsierende Gasbewegung hervorgerufen werden kann. -Der Gegenstand der Erfindung
besitzt weder Ventile noch hin und her gehende Teile und ermöglicht eine stetige
Gasumlaufbewegung.