-
Absorptionskälteapparat Die Erfindung bezieht sich auf Absorptionskälteapparate,
bei denen durch einen von einem äußeren Drehfeld angetriebenen, hermetisch im Apparat
eingeschlossenen Rotor ein Betriebsmittel des Apparates in Umlauf versetzt wird.
Es ist bereits bekannt, bei Absorptionskälteapparaten sowohl die Absorptionslösung
als auch ein druckausgleichendes Gas durch derartige Rotoren anzutreiben. Die Erfindung
verbessert diese Anlagen dadurch, daß die durch die auftretenden Wirbelströme entstehende
Wärme im Apparat wärmetechnisch, z. B,. zur Erhitzung eines Betriebsmittels, beispielsweise
der Absorptionslösung im Kocher, verwendet wird. Soll ein druckausgleichendes Gas
durch derartige Rotorenwirkung im Apparat in Bewegung gesetzt werden, so kann eine
beliebige Flüssigkeit, z. B. ein Teil der Absorptionslösung, in der erwähnten Art
in Bewegung gesetzt werden, wobei vermittels Injektorwirkung in einem Gefäß ein
relativer Unterdruck- erzeugt wird, der das Gas in Bewegung setzt. "Das Gas wird
dann also in die Flüssigkeit hineingesaugt, um sie nachher wieder zu verlassen und
seine Bewegung fortzusetzen.
-
Die Erfindung- soll näher unter Hinweis auf die anliegenden Zeichnungen
beschrieben werden, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben
werden.
-
In den Zeichnungen ist dargestellt, wie Vorrichtungen gemäß der Erfindung,an
. drei verschiedenen Arten von Absorptionskälteappa raten verwendet werden können.
Die Abb. i, 2 und 3 stellen schematisch derartige Apparate dar. Die Abb. q. und
5 zeigen in vertikaler und horizontaler Projektiön eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,
um ein Gas, z. B. ein den Apparat teilweise ausfüllendes druckausgleichendes Gas,
in Bewegung zu halten. In diesem Fall besteht die erzwungene Bewegung in einem Umlauf
vom Verdampfer des Apparates zu dessen Absorber und zurück.
-
Die Abb. i bis 3 zeigen schematisch Absorptionskälteapparate. Ein
derartiger Apparat besteht allgemein aus folgenden Teilen: Kocher K, Kondensator
C, der gegebenenfalls mit besonderer Wasserkühlung versehen ist, Verdampfer G, Absorber
A und Temperaturwechsler T.
Diese großen Buchstaben sind die Bezugszeichen,
die für die entsprechenden Teile der Abb. i bis 3. benutzt sind. Die Apparate gemäß
Abb. i bis 3 sind mit Vorrichtungen gemäß der Erfindung versehen, die in den Fällen,
in. denen sie für den Umlauf einer Flüssigkeit benutzt werden, mit C,, und in den
Fällen, in denen sie zur Zirkulation eines Gases dienen, mit C, bezeichnet sind.
Außerdem ist die Vorrichtung gemäß Abb. 2 mit Redüzierventilen R1 und R2, versehen.
-
In diesen Absorptionskälteapparaten ist ein Kältemittel, ein Absorptionsmittel
und gegebenenfalls ein druckausgleichendes indifferentes
Gas enthalten.
Das Kältemittel kann z. B. aus Ammoniak und das Absorptionsmittel aus Wasser bestehen.
Die an sich bekannte Arbeitsweise des Apparates ist -kurz folgende: Im Kocher K
ist, wenn die angegebenen Mittel verwendet werden, ammoniakhaltiges Wasser enthalten,
das in geeigneter Weise erhitzt wird, wobei das Ammoniak ausgetrieben wird und seine
Dämpfe im Kondensator C verflüssigen. Ammoniakarmes Wasser wird vom Kocher durch
den Temperaturwechsler T, gegebenenfalls durch ein Reduzierventil R2 (Abb. 2), zum
Absorber geführt. Bei Verwendung eines druckausgleichenden Gases fällt das Ventil
R2 fort.
-
Vom Kondensator C tritt flüssiges Ammoniak in den Verdampfer G, gegebenenfalls
auch durch ein Reduzierventil R1 (Abb. 2). Im Verdampfer verdampft das Ammoniak,
wobei es Wärme aufnimmt und Kälte. erzeugt. Das verdampfte Ammoniak wird vom Wasser
im Absorber A absorbiert, worauf das ammoniakreiche Wasser dem Kocher K (Abb. 2)
durch eine Zirkulationsvorrichtung, in diesem Fall die Vorrichtung C" gemäß der
Erfindung, zugeführt wird.
-
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird teilweise dazu benutzt, wie
schon erwähnt, Flüssigkeit dem Kocher zuzuführen und teils dazu, ein druckausgleichendes
Gas im Umlauf vom Verdampfer zum Absorber und zurück zu erhalten. Bei dem letztgenannten
Umlauf läuft das -Gas vom Verdampfer zum Absorber, mit Kältemitteldämpfen beladen.
Eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung des letztgenannten Umlaufes gemäß der Erfindung
ist in den Abbildungen mit C" bezeichnet. Eine derartige Anordnung ist jedoch nicht
immer nötig, wenn ein indifferentes Gas verwendet wird, das leichter ist als das
gasförmige Ammoniak.
-
Bei der Anordnung gemäß Abb. i wird ein indifferentes Gas verwendet,
und getrennte Zirkulationsvorrichtungen gemäß der Erfindung sind vorgesehen, um
die Absorptionsflüssigkeit und das Hilfsgas in Umlauf zu halten (C" bzw. Cb). Die
Vorrichtung gemäß Abb.2 hat kein indifferentes Gas. Deshalb sind Reduzierventile
R1 und R2 in fürderartige Apparate bekannter Art angeordnet. Bei der Vorrichtung
gemäß Abb. 3 ist ein druckausgleichendes Gas, das leichter ist als das gasförmige
Kältemittel; vorausgesetzt, weshalb eine besondere Zirkulationsvorrichtung für das
ersterwähnte Gas nicht nötig ist.
-
In der Abb. i bezeichnet i bei der Vorrichtung C" einen Hohlzylinder
e aus lamelliertem Eisen. In diesem sind Ausnehmungen vorgesehen, in denen M'indungswicklungen
3, q. und 5 liegen. Diese werden. an eine Dreiphasenstromquelle angeschlossen.:
Die Teile i, 3, ¢ und 5 bilden . zusammen eine Vorrichtung, die den Stator eines
gewöhnlichen Dreiphasensynchronmotors darstellt. Der Zylinder i umschließt ein Gefäß
6, das die zu bewegende Flüssigkeit enthält. Die Wandungen des Gefäßes können von
elektrisch leitendem oder auch nicht leitendem, unmagnetischem Material sein. Wenn
die im Gefäß enthaltene Flüssigkeit darin stark erwärmt werden soll, muß das Material
des Gefäßes leitend sein, so daß sich Wirbelströme von geeigneter Stärke darin bilden
können. Im Innern des Gefäßes und konzentrisch zum Zylinder i ist ein zylindrischer
Körper 7 von lamelliertem Eisen angeordnet. Hierdurch wird eine leichte Ausbildung
eines kräftigen Magnetfeldes ermöglicht.
-
Sobald den Wicklungen Strom zugeführt wird, wird genau wie bei einem
synchronen Motor ein Magnetfeld ausgebildet, das in einer Ebene senkrecht zur Achse
des Zylinders 7 rotiert: Ist im Gefäß eine leitende Flüssigkeit enthalten, so läßt
das Feld Wirbelströme in dieser entstehen. Diese Ströme und das Feld wirken zusammen
und nehmen die Flüssigkeit mit bei der Rotation des Feldes. Die in Rotation versetzte
Flüssigkeit nimmt im Gefäß eine Stellung an, wie sie die Schraffierung in der Abb..
i zeigt.
-
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel stellt das Gefäß 6 den Kocher
des Absorptionskälteapparates dar. Die Absorptionsflüssigkeit kann vom Absorber
durch eine Leitung 18 in den Kocher fließen, dort wird sie durch Rotation auf ein
höheres Niveau als die Mündung der Leitung 18 gefördert, und kann von dort durch
eine andere Leitung i9 zum Absorber zurücklaufen. Im Kocher wird die Flüssigkeit
erhitzt, was ganz oder teilweise durch die Wirbelströme erfolgen kann, die das Feld
zum Teil in der Flüssigkeit, vor allem aber in, den Gefäßwandungen sowie in den
Eisenzyndern erzeugt.
-
In der Abb. i bezeichnet .Cg. eine Ausführungsform der Erfindung,
die. dazu dient, einen Umlauf des indifferenten Gases zu erzeugen. Die Bezugszeichen
il bis .71 haben die gleiche Bedeutung wie die entsprechenden indexlosen Ziffern
der Vorrichtung C, Im Gefäß 61 ist eine leitende Flüssigkeit, z. B. ein Elektrolyt
oder ein flüssiges Metall, enthalten, das sich nicht chemisch mit den Gasen oder
Flüssigkeiten, mit denen es in Berührung kommt, verbinden kann. In gleicher Weise
wie bei C" kann diese Flüssigkeit in Rotation versetzt werden.
-
In das Gefäß 61 münden Leitungen ii, 13 und 22 ein. Durch die Leitung
22, die von:der Leitung i9 abzweigt, füllt sich das Gefäß 61 teilweise mit Absorptionslösung,
die in diesem Falle in Rotation versetzt wird, um-den Umlauf des Gases, das durch
Leitung ii angesaugt wird und durch. Leitung 13 zum Verdampfer G zurücktritt, in
Bewegung zu setzen. Da sich die -Absorptionslösung, die im Ausführungsbeispiel-als
Treibmittel für das Gas benutzt wird, durch die Wirbelstromwärme 'erwärmt, muß sich
auch das
durch Injektorc@irkung eingesaugte, vom Absorber kommende
Gas erwärmen, und da dieses Erwärmen des Gases in einem aufsteigenden Schenkel des
Zirkulationssystems, nämlich in dem aufwärts geführten Teil der Leitung ii erfolgt,
trägt diese Gaserwärmung dazu bei, den Gasumlauf zu unterstützen. Die Vorrichtung
Cg ist in vertikaler und horizontaler Projektion in den Abb. q. und g dargestellt,
aus denen ersichtlich ist, wie das vom Absorber durch Leitung ii kommende Gas durch
die Düsen 12 angesaugt wird.
-
Bei dem Apparat gemäß Abb. i ist vorausgesetzt, daß kein beträchtlicher
Druckunterschied zwischen dem Kocher und Absorber-besteht, d. h. daß der Apparat
mit einem druckausgleichenden Gas gefüllt ist. Im anderen Falle kann eine Vorrichtung
C" gemäß Abb. 2 zur Anwendung kommen. Gleiche Bezugszeichen haben gleiche Bedeutungen
in den Abb. i und 2. In Abb. 2 ist das Gefäß 6 jedoch durch eine Rohrschlange ersetzt,
die den Zylinder 7 umschließt.
-
Verschiedene Stellen der Rohrschlange können durch elektrische Leiter
miteinander derart verbunden werden, daß Ströme von geeigneter Stärke zur Erwärmung
der Flüssigkeit im Rohrmaterial auftreten. Im übrigen wirkt die Anordnung in gleicher
Weise wie die Vorrichtung C" der Abb. i. Die Flüssigkeit wird im Rohr vorwärts getrieben,
und wegen dessen Länge und seines verhältnismäßig engen Durchmessers kann . ein
großer Druckunterschied zwischen dem Anfang und dem Ende der Rohrschlange aufrechterhalten
werden.
-
Auch bei dem Apparat gemäß Abb. 3 hat das Gefäß 6 der Abb. i die Form
einer Rohrschlange. Sie ist jedoch mit weniger Windungen versehen als die gemäß
Abb.2, weil gemäß Abb.3 ein druckausgleichendes Gas Verwendung findet. Die Arbeitsweise
der Vorrichtung C" ist dieselbe wie die der vorher beschriebenen Vorrichtungen.
-
Bei allen beschriebenen Ausführungsformen kann im Innern des Gefäßes
6 ein fester Körper von gut leitendem Material rotierbar derart angeordnet sein,
daß er innerhalb der Flüssigkeit von dem rotierenden Magnetfeld in Drehung versetzt
werden kann. Dieser Körper kann daher in beliebiger Weise mit entsprechenden Lagern
versehen sein oder auch in oder auf einer Flüssigkeit schwimmen und gegebenenfalls
mit Flügeln o. dgl. versehen sein.
-
Das rotierende Magnetfeld kann leicht den festen Körper bei seiner
Drehung mitnehmen. Hierbei nimmt der Körper seinerseits die Flüssigkeit mit, so
daß deren Rotation erzeugt oder unterstützt wird. In solchem Fall kann eine schlecht
leitende Flüssigkeit Verwendung finden.
-
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt.
- Z.-B. kann man dem Gefäß 6 verschiedenartige Formen geben, je nachdem, ob man
den Zylinder 7 innerhalb oder außerhalb des Gefäßes anordnen will. Die Form des
Gefäßes 6 kann ferner durch die Art der Anordnung der Mündungen der verschiedenen
Leitungen in das Gefäß bedingt sein. Das rotierende Feld kann in beliebiger anderer
bekannter Weise, z. B. nach Art von Induktionsmotoren, erzeugt werden. Es ist natürlich
bedingt von der Art der Stromquelle, z. B. einem Gleichstrom-, einem Einphasen-
oder Mehrphasennetz, das gerade zur Verfügung steht. Die Mündungen der Injektoren
können in beliebiger bekannter Weise ausgebildet sein. Die leitenden Flüssigkeiten
können aus flüssigen Metallen oder Elektrolyten bestehen. Im letzteren Falle kann
der Zusatz zum Wasser beispielsweise aus einem Rostschutzsalz; z. B. einem Chromsalz,
bestehen.
-
Vorrichtungen gemäß der Erfindung können bei verschiedenartigen Typen
von Absorptionskältemaschinen Verwendung finden. Wie dargestellt, können gleichzeitg
Vorrichtungen zur-Zirkulation der Absorptionsflüssigkeit und des druckausgleichenden
Gases Verwendung finden. Es kann aber auch nur eine derartige Vorrichtung bei einem
bestimmten Maschinentyp zur Verwendung kommen. Werden beide- Vorrichtungen bei ein
und derselben Maschine gebraucht, so können sie zusammengebaut werden und die erforderlichen
magnetischen Felder durch für beide Vorrichtungen gemeinsame elektrische Wicklungen
erzeugt werden.
-
Das neue Verfahren gemäß der Erfindung bietet verschiedenartige Vorteile.
Man kann verschiedene einfache Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens konstruieren.
Z. B. können Kälteapparate mit Vorrichtungen gemäß der Erfindung ohne bewegliche
Teile gebaut werden. Eine wirksame Beheizung des Kochers läßt sich leicht bewerkstelligen.
Die im Kocher befindliche Flüssigkeit bekommt eine große Oberfläche, was dem Kältemittel
einen leichten Austritt aus der Flüssigkeit ermöglicht. Eine Beheizung durch die
verschiedenartigsten Wärmequellen kann- leicht kombiniert werden mit der Erwärmung,
die das Magnetfeld durch die erzeugten Wirbelströme hervorruft. Eine gute Wärmeökonomie
wird in allen Fällen erhalten, und eine wirksame Wärmeisolierung kann leicht in
allen erforderlichen Stellen angeordnet werden.