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Absorptionsgefäß Den Gegenstand der Erfindung bildet ein insbesondere
für Absorptionskältemaschinen bestimmtes Absorptionsgefäß, das mit einer Anzahl
in verschiedenen Höhenlagen angeordneter horizontaler oder schwach geneigter Rohre,
die von herabströmender Absorptionsflüssigkeit nacheinander durchflossen werden
können, versehen ist und das außerdem einen (oder mehrere) für alle Rohre gemeinsamen
Gasraum besitzt, dem das zu absorbierende Gas zugeführt wird. Die Erfindung bezweckt,
bei einer Einrichtung der vorstehend erwähnten Art dem zu absorbierenden Gas oder
Dampf in den erwähnten Rohren einen verhältnismäßig großen Querschnitt zur Verfügung
zu stellen und gleichzeitig eine reichliche Bemessung sowohl der absorbierenden
Flüssigkeitsoberfläche als auch der für die Kühlung zur Verfügung stehenden Oberfläche
zu ermöglichen, ohne daß die Bauhöhe des Absorptionsgefäßes unbequem groß wird.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Rohre, in welchen die Berührung
zwischen Gas und Absorptionsflüssigkeit stattfindet, in den Gasraum in der Weise
einmünden, daß der in den Rohren über der herabrinnenden Absorptionsflüssigkeit
befindliche freie Raum mit dem Gasraum kommuniziert. Bei einem bekannten Absorptionsgefäß,
bei dem die Absorptionsflüssigkeit der Reihe nach eine Anzahl in verschiedenen Höhenlagen
angeordneter horizontaler Rohre durchströmt und bei dem ebenfalls ein gemeinsamer
Gasraum zur Zuführung des zu absorbierenden Gases verwendet wird, münden die erwähnten
Rohre nicht in den Gasraum, sondern in dazwischenliegende flüssigkeiterfüllte Absorptionskammern
ein, die durch Absperrorgane gegen den Gasraum abgeschlossen sind und nur bei Überdruck
im Gasraum einen Übertritt von Gas in die Absorptionslösung gestatten. Es handelt
sich demnach bei der bekannten Einrichtung um einen Absorptionsapparat ganz anderer
Art, bei dem es fraglich ist, ob eine sichere Betriebsweise überhaupt gewährleistet
ist, bei dem auf jeden Fall aber eine Berührung des zu absorbierenden Gases mit
der Oberfläche der Absorptionsflüssigkeit in offen an den gemeinsamen Gasraum angeschlossenen
Rohren, in denen der über der herabrieselnden Ab-
sorptionsflüssigkeit befindliche
Raum mit dem Gasraum kommuniziert, überhaupt nicht stattfindet und der infolgedessen
nicht die Vorteile des Erfindungsgegenstandes aufweist. Diese Vorteile bestehen
neben der durch die Vermeidung der Absperrorgane gewährleisteten
absoluten
Betriebssicherheit vor allem darin; daß man sowohl die absorbierende Flüssigkeitsoberfläche
als auch die zur Wärmeabfuhr dienende Oberfläche des Raumes, in dem die Absorption
vor sich geht, besonders reichlich bemessen und damit eine sehr gute absorbierende
Wirkung erzielen kann, ohne eine unbequem große Bauhöhe in Kauf nehmen zu müssen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen
veranschaulicht. Zwischen zwei aufrecht stehenden Gasräumen i und 2 (Fig. i), von
denen der eine mit einer Gaszuführungsleitung 3, der andere mit einer Entlüftungsvorrichtung
4 versehen ist, sind in verschiedener Höhenlage übereinander mehrere Rohre 5 angeordnet.
Der größere mittlere Teil jedes dieser Rohre 5 ist in der Richtung vom Gasraum
i zum Gasraum 2 hin schwach abwärts geneigt. Ihre Enden sind jedoch in der aus Fig.
i ersichtlichen Weise. aufwärts gebogen. Das oberste Rohr 5 ist mit einer Zuleitung
6 für arme Absorptionslösung versehen. In entsprechender Weise ist am untersten
Rohre 5 eine Abflußleitung ; für reiche Absorptionslösung angebracht. Untereinander
sind die Rohre 5 in der Weise durch Leitungen 8 miteinander verbunden, daß die durch
die Zuflußleitung 6 eintretende Absorptionsflüssigkeit, nachdem sie den schwach
geneigten Rohrteil durchflossen hat, dein oberen Ende des schwach geneigten Teiles
des nächst tiefer liegenden Rohres zuströmt. Dieser Vorgang wiederholt sich bei
sämtlichen Rohren, .bis die Absorptionslösung durch die Abflußleitung 7 das Absorptionsgefäß
wieder verläßt. Die beigesetzten Pfeile zeigen die Strömungsrichtung der Absorptionsflüssigkeit
an.
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Die durch die Rohre 5 und 8 herabströmende, sie aber nicht völlig
ausfüllende Absorptionsflüssigkeit bietet innerhalb dieser Rohre dem durch die Zuleitung
3 in den Gasraum i eintretenden und zum Gasraum 2 hinströmenden Arbeitsmitteldampf
eine sehr große absorbierende Oberfläche dar. Die Absorptionslösung wird
daher rasch mit Arbeitsmitteldampf angereichert und wird um so konzentrierter, je
tiefer sie herabfließt. Die dabei entstehende Absorptionswärme kann durch das umgebende
Kühlmedium, beispielsweise Luft, gut abgeführt werden. Die Kühlflächen lassen sich
ohne Schwierigkeit sehr reichlich bemessen, indem man beispielsweise die Rohre 5
oder die Verbindungsleitungen 8 oder auch beide nicht auf dem kürzesten Wege, sondern
in Zickzack- oder Schlangenlinien führt.
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Da die Enden der Rohre 5 aufwärts gebogen sind und ihre Einmündungsstellen
in die gemeinsamen Gasräume i und 2 höher liegen als die Ein- bzw. Austrittsstellen
der Verbindungsleitungen 8, ist der herniederfließenden Absorptionsflüssigkeit ein
ganz bestimmter Weg vorgeschrieben, derart, daß die Absorptionslösung die einzelnen
Rohre 5 nur nacheinander durchfließen kann, während dieselben Rohre für den Arbeitsmitteldampf
lauter parallele Verbindungen zwischen den Gasräumen i und 2 darstellen. Während
also die Absorptionsflüssigkeit auf ihrem verhältnismäßig langen Wege immer aufs
neue mit Arbeitsmitteldampf in Berührung tritt und gleichzeitig - durch die Rohrwandungen
hindurch - mit dem Kühlmedium unter sehr günstigen Bedingungen im Wärmeaustausch
steht, bietet sich dem vom Gasraum i zum Gasraum 2 hin strömenden Arbeitsmitteldampf
ein verhältnismäßig kurzer Weg von großem Gesamtquerschnitt dar. Beides aber ist
für eine ausgiebige Absorptionswirkung von besonderem Vorteil, weil es dadurch möglich
wird, auf beschränktem Raum Wärmedurchgangsflächen von weit größerer Ausdehnung
und Wirksamkeit unterzubringen als bisher.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 liegen die Stellen, an denen
die Absorptionsflüssigkeit von jedem der schwach abwärts geneigten Rohre 15 zu dem
nächst tiefer liegenden Rohre 15 gelangt, innerhalb der gemeinsamen Gasräume i i
bzw. 12. Dadurch fallen die Verbindungsleitungen 8 fort. Die Rohre 15 sind im Gegensatz
zu der Anordnung nach Fig. i nicht parallel zueinander, sondern im Zickzack geführt.
Um den Übertritt der Absorptionsflüssigkeit vom einen Rohre zum anderen und gleichzeitig
das Eintreten des Arbeitsmitteldampfes in die Rohre 15 zu ermöglichen, mündet das
untere der Rohre 15 innerhalb der Gasräume i i und 12 oberhalb des offenen oberen
Endes des nächst tiefer liegenden Rohres 15, so daß die Absorptionslösung von dem
einen zum anderen Rohre innerhalb der gemeinsamen Gasräume herabtropfen oder herniederrieseln
kann. Durch die offenen Enden der Rohre 15 kann gleichzeitig Arbeitsmitteldampf,
der dem Gasraum i i durch das Rohr 13 zugeführt wird, in diese Rohre eintreten und
sich auf den gegenüberliegenden gemeinsamen Gasraum 12 zu bewegen. Die Absorptionsflüssigkeit
wird dem obersten Rohre bei 16 zugeführt und vom -unteren Ende des gemeinsamen Gasraumes
i i bei 17 abgeleitet. Der Gasraum 12 ist wieder mit einem Entlüftungsstutzen 14
versehen.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von den beiden
bisher beschriebenen in der Hauptsache dadurch, daß nur im unteren Teil schwach
abwärts geneigte verhältnismäßig enge Rohre vorgesehen sind,
während
die darüberliegenden weiten Rohre horizontal angeordnet sind. Die Absorptionslösung
tritt bei 26 in ein weites horizontal liegendes Rohr 25 ein, dessen oberer Teil
durch kurze Gasleitungen 29 mit den gemeinsamen Gasräumen 21 und 22 verbunden ist.
Unterhalb dieser Verbindungsrohre 29 zweigt am einen Ende des Rohres 25 eine U-förmige
Überlaufleitung 30 ab, deren absteigender Schenkel bis unter das nächst tiefer
liegende Rohr 25 herabgeführt ist und deren aufsteigender Schenkel in das zuletzt
genannte Rohr unterhalb des Spiegels der in diesem enthaltenen Flüssigkeit einmündet.
In Fig. 3 sind vier weite Rohre 25 der beschriebenen Art und dementsprechend drei
U-förmige Verbindungsleitungen 3o dargestellt. Vom untersten Rohre 25 aus gelangt
die Absorptionslösung durch ein Verbindungsrohr 31 in den schwach geneigten mittleren
Teil eines engeren Rohres 32, dessen Enden - wie bei dem durch Fig. i veranschaulichten
Ausführungsbeispiel - aufwärts gebogen sind, so daß ihre Einmündungsstellen in die
gemeinsamen Gasräume 2i und 22 von der herabströmenden Absorptionsflüssigkeit nicht
berührt werden. In Fig. 3 sind drei derartige Rohre 32 untereinander angeordnet
und durch Verbindungsrohre 33 miteinander verbunden. Zur Ableitung der Absorptionsflüssigkeit
ist am unteren. Ende des Gasraumes 22 ein Abflußrohr 27 vorgesehen. Der Arbeitsmitteldampf
wird dem gemeinsamen Gasraum 21 durch das Rohr 23 zugeführt.
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Die Rofire 25 bilden Speicherräume für die Absorptionslösung, die
immer nur dann durch die U-förmigen Verbindungsleitungen 30 zu den Rohren
25 abfließt, wenn sich im unteren Teil der Rohre 25 eine bestimmte :Menge Absorptionsflüssigkeit
angesammelthat. Oberhalb des Niveaus, auf welchem auf solche Weise die Absorptionsflüssigkeit
in den Rohren 25 gehalten wird, befindet sich ein flüssigkeitsfreier Raum, der durch
die Rohre 29 beiderseits mit den gemeinsamen Gasräumen 21 und 22 verbunden ist.
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Die zuletzt beschriebene Einrichtung eignet sich besonders zur Verwendung
in solchen kontinuierlichen Absorptionskältemaschinen, die zur Aufspeicherung von
verflüssigtem Kältemittel eingerichtet sind, so daß man nach beendeter Austreibung
die Verdampfung und Kälteerzeugung fortsetzen kann. Der zu diesem Zweck erforderliche
Vorrat an Absorptionslösung wird im unteren Teil der weiten Rohre 25 aufgespeichert.
Durch die Anordnung der schwach geneigten Rohre 32 unterhalb der weiten horizontalen
Rohre 25 wird erreicht, daß diejenige Absorptionslösung, die nach Beendigung der
Austreibungsperiode sich in den Rohren 25 nicht genügend stark mit Arbeitsmittel-
anreichert, in stärkerem Maße mit Arbeitsmitteldampf in Berührung tritt, so daß
die bei 27 -austretende Absorptionslösung das Absorptionsgefäß mit.genügender Konzentration
verläßt.
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Die beschriebene Einrichtung ist mit Vorteil auch als Verdampfungsgefaß
zu verwenden, insbesondere da, wo das 'Arbeitsmittel aus einer Absorptionslösung
heraus verdampft, die zu diesem Zweck in einem Resorber vorbereitet worden ist.
In dem zuletzt erwähnten Falle wird oben reiche Lösung zugeführt, unten verarmte
Lösung abgeführt, und der frei gewordene Arbeitsmitteldampf verläßt das Gefäß durch
die bei der Verwendung als Absorptionsgefäß zur Dampfzuführung dienende Leitung.
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Die Erfindung kann natürlich auch bei solchen Absorptionsmaschinen
verwendet werden, bei denen dem Arbeitsmitteldampf im Absorber und Verdampfer ein
indifferentes Gas beigemischt ist.