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Intermittent arbeitender Absorptionskälteapparat Die Erfindung bezieht
sich auf intermittent arbeitende Absorptionskälteapparate mit vom Kocher getrenntem
Absorber. Unter intermittent arbeitenden Absorptionskälteapparaten sind Apparate
zu verstehen, bei denen Perioden, in denen bei höherem Druck Kältemittel aus einem
Absorptionsmittel ausgetrieben und verflüssigt wird, mit Perioden abwechseln, in
denen bei niederem Druck das verflüssigte Kältemittel verdampft und vom Absorptionsmittel
wieder aufgenommen wird.
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Es ist bereits bekannt, in intermittent arbeitenden Absorptionskälteapparaten
einen vom Kocher getrennten Absorber zu benutzen, der vor dem Zutritt von heißen
Kochdämpfen während der Kochperioden geschützt und sowohl iri den Koch- wie in den
Absorptionsperioden dem Einfluß eines äußeren Kühlmittels ausgesetzt ist. Bei den
bisher bekannten Apparaten dieser Art wurde ein verhältnismäßig großer Teil der
Absorptionslösung auf die hohe Abkochtemperatur gebracht und ein verhältnismäßig
kleinerTeil unterhalb der Abkochstelle einer Luftkühlung ausgesetzt. Die Erwärmung
größerer Mengen von Absorptionslösung bringt wärmetechnische Verluste mit sich und
verlängert die Zeit, die für den Wechsel der Perioden erforderlich ist. Es ist ferner
bereits vorgeschlagen worden, die Absorptionslösung in den Koch- und Absorptionsperioden
im Apparat im Umlauf zu bringen. Bei diesen Anlagen war es aber nicht möglich, die
umlaufende Lösung dauernd, d. h. auch in den Kochperioden, stark zu kühlen, da dies
ein Wärmeverlust ergeben hätte.
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Die Erfindung kombiniert die Vorteile beider Anlagen und beseitigt
ihre Nachteile im wesentlichen dadurch, daß in einem Absorptionskälteapparat mit
vom Kocher getrennten Absorber einerseits der Absorber mit einem Flüssigkeitsspeicher
verbunden ist und andererseits das Flüssigkeitssystem des Kochers und Absorbers
mit einem die im Betrieb auftretenden Spiegelschwankungen aufnehmenden Gefäß verbunden
ist. Die Trennung des Absorbers von dem Flüssigkeitsspeicher hat den Vorteil, daß
am Abschluß der Kochperiode eine größere Flüssigkeitsmenge vorhanden ist, die bereits
für die Absorption verwendbar ist. Da aus dem Absorber die gesamteAbsorptionswärme
fortzuschaffen ist, so würde man, wenn man Absorber und Speicher zusammenlegt,-
eine große Zahl von Kühlflanschen brauchen, die den Apparat verteuern, sein Gewicht
erschweren und für den Betrieb des Apparates unnötig sind. Trennt man aber erfindungsgemäß
Speicher und Absorber, so kommt man mitwesentlich weniger Kühlflanschen aus, da
nur die Absorptionsstelle die Absorptionswärme fortzuschaffen hat, während der flüssige
Inhalt des Speichers höchstens die im Temperaturwechsler zwischen Speicher und Kocher
nicht ausgetauschte Wärme abzugeben hat. Das zweite Kennzeichen der Erfindung schützt
in besonders einfacher Weise den Zutritt von Kocherdämpfen in die im Absorber und
Speicher
während der Kochperiode absorptionsbereit gehaltene I;dshng:._
Die Erfinäüng söll--näher unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung beschrieben
werden,, wobei sich weitere Merkmale der Erfindung ergeben werden.
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In der Abbildung bezeichnet i i ein unbeheiztes Speichergefäß für
Absorptionslösung, 1a einen Flüssigkeitstemperaturwechsler, 13 den Kocher, 14 den
Kondensator und 15 den Verdampfer des Apparates..- Es sei angenommen, daß der Apparat
mit Wasser als Absorptionsmittel und Ammoniak als Kältemittel arbeitet, doch kann
der Apparat mit beliebig anderen bekannten Kälte- und Absorptionsmitteln betrieben
werden. Der Apparat wird ursprünglich bis zu der i\Tiveaulinie gefüllt, . die mit
I bezeichnet ist. Das Speichergefäß ii ist daher vollständig mit Absorptionslösung
gefüllt und bleibt auch, insbesondere während der Kochperioden des Apparates, vollständig
angefüllt.
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Der Apparat wirkt wie folgt: Während der Kochperioden wird .dem Kocher
13 in beliebiger bekannter Weise, z. B. durch eineHeizpatrone,-eineGasflamme, einen
Ölbrenner, einen Dampfmantel @o..dgl., Wärme zugeführt. Durch die Wärmezufuhr zum
Kocher, der in an sich bekannter Weise mit einer Isolation 3o versehen ist, wird
die in ihm stehende Flüssigkeit durch Thermosiphonwirkung leichter als die im unbeheizten
Speichergefäß bzw. in dem einen Schenkel des Temperaturwechslers stehende Lösung,
so daß das Kocherniveau steigt und eine Umlauftendenz. der Flüssigkeit zwischen
der Abkochstelle und dem Speichergefäß eintritt. Um diese noch zu vergrößern, kann,
wie in der Figur dargestellt; eine Pumpschlinge i3a, d. h. ein Gasblasensiedeheber,
verwendet werden, der in an sich bekannter Weise durch die Wärmezufuhr zum Kodier
mitbeheizt wird und durch Gasblasenwirkung die Absorptionslösung zwischen dem unbeheizten
Speichergefäß i i und derAbkochstelle 13 umwälzt. insbesondere in diesem Fall ist
es zweckmäßig, einen Schornstein 3i vorzusehen, der durch die Isolation, 3o hindurchreicht,
um den einerseits diePumpschlinge 13a gewickelt ist und der mit dem beispielsweise
rohrförmig ausgebildeten Kocher 13 in guter metallischer Verbindung steht. Zweckmäßig
werden gut wärmeleitende Metallmassen zwischen beide Rohre eingegossen, so . daß
Schornstein und Kocher mit großen metallischen Flächen miteinander in Verbindung
stehen. -Die im Ausführungsbeispiel durch die Pümpschlinge 13a gehobene reicheFlüssigkeit
wird durch die Wärmezufuhr im Kocher 1'3, .der 'als verhältnismäßig enges Rohr ausgebildet
ist, entgast und fließt durch eine Leitung 2o dem Temperaturwechsler i2 zu, der
ähnlich wie der Kocher von einer Isolation 32 umgeben ist. Diese Isolation kann
zweckmäßig aus Kork o. dgl. bestehen, während die "Isolation des Kochers 13 und
der Pumpschlinge 13a zweckmäßig als Folienisolation oder als Vakuumisolation ausgebildet
ist, um möglichst geringe Wärmekapazität zu haben. Vom Temperaturwechsler 12 aus
tritt die Lösung durch Leitung 2o in den oberen Teil des Speichergefäßes iia ein.
Der Teil iia des Speichergefäßes besteht im Ausführungsbeispiel aus einem zylindrischen
Gefäß, das durch zwei Leitungen i i, und I Id mit dem unteren Teil des Speichergefäßes
IIb verbunden ist. Auch dieser untere Teil' ib ist als zylindrisches Gefäß
ausgebildet. Der Inhalt der in den Teilen i ia und I ib des Speichergefäßes enthaltenen
Absorptionslösung kann einer Kühlvorrichtung ausgesetzt sein, die sowohl in der
Koch- wie in der Absorptionsperiode dem ständigen Einfluß eines äußeren Kühlmittels
ausgesetzt ist. Im Ausführungsbeispiel sind daher die Teile iia und Iib mit Kühlrippen
33 versehen, die in der Vertikalebene gegeneinander versetzt sind, derart, daß die
Kühlrippen sowohl des Gefäßes 14 als auch des Gefäßes iia bei natürlicher Ventilation
Frischluft erhalten. Im Ausführungsbeispiel ist also die zur Abführung der Absorptionswärme
aus dem Apparat erforderliche Kühlvorrichtung 33 unmittelbar am Speichergefäß i
i angebracht. Vom unteren Teil IIb des Speichergefäßes wird die reiche Lösung durch
Leitung i9 über den isolierten Temperaturwechsler i2 zur Pumpschlinge 13a geführt
und von dort zumKocher gehoben. Die bei der Beheizung des Kochers 13 ausgetriebenen
Kältemitteldämpfe treten durch eine Leitung 16 aufwärts. Diese Leitung 16 kann in
an sich bekannter Weise mit Einsatzplatten 34 und gegebenenfalls rriit Kühlblechen
35 -versehen sein, doch kann auch jede andere beliebigeRektifikationsanordnung oder
sonstige Vorrichtung, die das Hochkochen der Flüssigkeit im engen Kocherrohr verhindert,
Verwendung finden. Die Leitung 16 ist zu einer gefäßartigen Erweiterung 36 geführt,
die außen mit Kühlflanschen 37 und innen mit durchbrochenere Einsatzplatten 38 versehen
ist. Von dem Gefäß36 sind zwei Leitungen 39 und 40 zu einem tiefer angeordneten
Gefäß 41 geführt, und zwar mündet in Gefäß 36 die Leitung 39 an einer etwas höheren
Stelle als die Leitung 4o. Auch im Gefäß 41 liegt- die Mündungsstelle der Leitung
39 höher als die der Leitung 4o, die jedenfalls unter die Einmündungsstelle der
Leitung 39 herabgezogen sein muß. Beim Betrieb kondensiert im Gefäß 36 eine gewisse
Flüssigkeitsmenge,
die hauptsächlich aus Absorptionsmittel besteht und die sich auf den Einsatzplatten
38 sammelt. Überschüssige Flüssigkeitsmengen fließen in das Gefäß 41 ab und sammeln
sich dort. Diese überschüssigen Mengen können durch eine Leitung 42 nach dem Speichergefäß,
beispielsweise nach der Leitung 1 id, entwässert werden. Die Flüssigkeitsmenge,
die im Gefäß 41 gesammelt wird, hat einen später zu erörternden Zweck. Vom Gefäß
41 gehen die im Kocher. ausgetriebenen Dämpfe durch eine Leitung 18 weiter zum Kondensator
14, der in beliebiger, an sich bekannter Weise ausgebildet sein kann. Das im Kondensator
verflüssigte Kältemittel rinnt im Ausführungsbeispiel von selbst in den Verdampfer
15 hinein, dessen oberer Teil 15Q, der einen Sammelbehälter für das ausgetriebene
Kondensat darstellt, zweckmäßig durch eine Isolation 43 isoliert ist. Von diesem
Teil 15" des Verdampfers ragt im Ausführungsbeispiel der eigentliche Verdampfer
1°5U abwärts hinunter in- den Kühlraum, beispielsweise eines Kühlschrankes. Im Ausführungsbeispiel
ist dieser eigentliche Verdampfer in Form eines zylindrischen Gefäßes
44 ausgebildet, von dem aus in bekannter Weise Rohrschlangen 45 nach abwärts
ziehen, in die Eiskästchen oder andere schnell zu kühlende Gegenstände eingesetzt
werden können. Doch kann auch jede andere beliebige Art von Verdampfern verwendet
werden, ohne das Wesen der Erfindung zu beeinträchtigen. Zweckmäßig wird der Verdampfer
mit einer selbsttätig wirkenden Entwässerungsvorrichtung versehen. Doch ist auch
die selbsttätige Entwässerung des Verdampfers nicht grundlegende Voraussetzung der
Erfindung: Vielmehr kann die Entwässerung auch durch bekannte, v an Hand zu bedienende
oder periodisch gesteuerte Ventile erfolgen. Im Ausführungsbeispiel wird die selbsttätige
Entwässerung des Verdampfers durch ein U-Rohr 46 erreicht, das in ein Gefäß 47 mündet.
Da das in einer Absorptionsperiode im Verdampfer übrigbleibende Wasser schwerer
ist als das neu ankommende Ammoniak der nächsten Kochperiode, steht das übriggebliebene
Wasser am untersten Teil des Verdampfers und wird bei der neuen Füllung daher in
dem Rohr 46 aufwärts gedrückt, bis es am Abschluß der nächsten Kochperiode in den
Behälter 47 überläuft. Dieses übergelaufene Wasser wird durch eine Leitung 48 nach
dem Rohr 18, Gefäß 41 und Leitung 42 entwässert. Doch kann diese Leitung 41 auch
direkt nach der Flüssigkeit im Speichergefäß i i oder zu einer beliebig anderen
unbeheizten Flüssigkeitsmenge geführt werden. Doch kann die Entwässerung auch in
beliebig anderer Weise erfolgen. Die Ausbildung des Verdampfers und der Rektifikationsanordnung
34, -3@- in der Leitung 16 sowie des Gefäßes 36 kann beliebig ausgeführt sein. Es
kann beispielsweise an Stelle der dargestellten Rektifizieranordnung die Rektifikation
des vom Kocher kommenden Dampfes vor seinem Eintritt in den Kondensator durch eigenes
Kondensat erfolgen, oder die Kocherdämpfe können zum Durchperlen durch reiche oder
arme Absorptionslösung (wie im Gefäß 41 gezeigt) gebracht und dadurch rektifiziert
werden oder auch . durch anderen Wärmeaustausch mit reicher oder armer Lösung. Der
obere Teil des Verdampfers kann, wie dargestellt, isoliert sein, wobei zweckmäßig
eine Isolation von geringer Wärmekapazität, z. B#. Folienisolation oder Vakuumisolation,
verwendet wird. Es kann aber auch jedes beliebig andere Mittei gebraucht werden,
um während der Kochperioden zu verhindern, daß unkondenserter Kältemitteldampf in
den Verdampfer gelangt und diesen erwärmt. Z. B. kann der Verdampfer teilweise mit
einer Hilfsflüssigkeit gefüllt sein, die leichter ist als das Kältemittel, so daß
diese Flüssigkeit während der Kochperioden die Teile 44 und 45 der Abbildung
füllt, allmählich aber durch das Einlaufen des Kondensats nach oben hin verdrängt
wird.
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Sobald bei dem dargestellten Apparat die geheizung angestellt wird,
wird wegen der geringen Flüssigkeitsmenge, die im Kocher erwärmt werden muß, sofort
eine starke Gasentwicklung aus dieser geringen Flüssigkeitsmenge eintreten, so daß
nur eine geringe Zeit verstreicht, bis die ersten Kälteinitteldämpfe zum Kondensator
treten. Da das die Absorptionswärme vermittels der Kühlrippen 33 fortschaffende
Kühlelement, d. h. die eigentliche, die Absorptionswärme abgebende Absorptionsstelle
i iQ, als Speicher ausgebildet und während der Kochperiode flüssigkeitsgefüllt ist,
kann keine Kondensation oder Absorption von Kocherdampf darin eintreten. Vielmehr
stellt die Flüssigkeit in der Leitung 42 einen Abschluß' dar, der die Kochergase
von kalter Absorptionslösung, fernhält und ihre sofortige Führung zum Kondensator
sicherstellt, so daß dieser von Beginn bis zum Ende der Kochperiode voll ausgenutzt
wird. Durch die Zirkulationsvorrichtung, d. h. entweder durch Thermosiphonwirkung
des Kochers, die durch den spezifischen Gewichtsunterschied der Flüssigkeiten im
Kocher- und Speichergefäß sowie den sie verbindenden Leitungen zustande kommen,
oder, wie dargestellt, durch die Gasblasenpumpe isa wird allmählich der :entgaste
Kocherinhalt ersetzt, und die von der Flüssigkeit im Kocher aufgenommene Wärme wird
im Temperaturwechsler i2 dazu benutzt, die neue zum
Kocher sfrömende
reiche Lösung vorzuwärmen. . Der -aus 'dem .Temperaturwechsler in -das Speichergefäß
tretenden armen: Lösung wird im- Äusführungsbeispiel durch die in den Absorptionsperioden
die Absorptionswärme fortschaffende I-'-ühlvorrichtung 33 während derKocliperiode
die aus dem Kocher xriitgenommene Wärme entzogen, so daß stets ein bestimmter Teil
der umlaufenden Lösung absorptionsbereit und also die Kühlvorrichtung 33 ständig
ausgenutzt wird.. Ist die gesamte in den Teilen i 1a und i fb des Speichergefäßes
sowie im Temperaturwechsler 12 enthaltene Lösung genügend entgast, beispielsweise
von ihrer ursprünglichenKonzentration von- 4o11, auf beispiels@v eise 1811, so wird
irr beliebiger bekannter Weise, beispielsweise durch: eine-Thermostatanlage, die
in an sich bekannter Weise entweder durch die Temperatur - oder den Druck in -irgendeinem
der -Apparatteile gesteuert wird, die Beheizung abgestellt.
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Sobäld .die Beheizung abgestellt ist, sinkt wegen der -Kühlflanschen
3 j im Gefäß 36 sowie irri Ausführungsbeispiel auch durch die Kühlflanschen 35 in
der Leitung 16 der Druck seht schnell, zumal da der Kocherinhalt im Verhältnis zu
der Gesamtanlage außerordentlich gering ist. Da:s Sinken des Druckes in der Leitung
16 und im Gefäß 36 hat zur Folge, daß die Flüssigkeit aus dem Gefäß 4, in die -Leitungen'
39 und 40 steigt und so selbsttätig eine dem Verdampfergas den Weg zur Abkochstelle
verriegelnde Drucksäule in der Verbindungsleitung zwischen dem Verdampfer einerseits
und dem Kocher bzw. den durch die Kühlrippen 37 und 35 gekühlten Apparatteilen.
andererseits bei Änderung der- Wärmezufuhr zum Apparat oder beim Periodenwechsel
erzeugt. Der obere Teil iia des Speichergefäßes - steht über eine Leitung 49 von
,geringem Durchmesser mit einem Ausgleichsgefäß 21 in Verbindung, das zweckmäßig
zylindrisch ausgeführt ist und von einem beliebigen Isolationsmantel So umgeben
ist. In dieses Ausgleichsgefäß hinein ist im Aüsführgngsbeispiel der eigentliche
Flüssig keitsspiegel des Speichergefäßes 11 verlegt, dessen - Volumen zweckmäßig
kleiner als das des Speichergefäßes ist. Vom oberen Teil des Gefäßes 21 führt eine
Leitung Si zum Gasraum des Kochers oder nach dem Druckgebiet des Gefäßes 36. Die
Mündung dieser Leitung 51 kann entweder unmittelbar über den Kocherspiegel oder
über eine Rektifikationsvörri.chtung beliebiger nicht dargestellter Art oder oberhalb
der Stoßbleche 34 münden. Diese Leitung bewirkt, daß der Druck über- dem Spiegel
-des Ausgleichsgefäßes 21 in den Koch- und Absorptionsperioden ebenso :groß ist
wie- der Druck-über der Austreibestelle. Wesentlich ist der Anschlüß der Leitung
51 an das Apparatgebiet, indem beim Abstellen der Kocherheizung der Druck schnell
sinkt, wie dies z. B. durch die gefäßärtige Erweiterung 36 im Ausführungsbeispiel
erreicht wird. Durch dieses Ausgleichsgefäß 21 wird erreicht, daß sich die Drucksenkung
im Gebiet des Gefäßes 36 und der Leitung 16 auf das Gefäß 21 und damit auf
das Speichergefäß i1 überträgt. -Sobald die Kochperiode abgeschlossen ist und die
Drucksenkung im Gefäß 36 und damit zugleich im Kocher 13 und Ausgleichsgefäß 21
eintritt, strömt aus dem Verdampfer kommendes Gas, das bei seiner Entstehung Kälte
erzeugt, - da ihm der Weg zum Kocher durch das Flüssigkeitsschloß 39, 4o verriegelt
ist, vom Verdampfer über Leitung 18, Gefäß 41 und Leitung q.2 nach der Leitung iid
urid perlt in der Leitung i@id aufwärts. Die in den Leitungen 39 und 4o entstehenden
Flüssigkeitssäulen halten dem Druck das Gegengewicht. Das in den als Absorptionsstelle
dienenden oberen Teil i i, des Speichergefäßes eintretende Gas wird schnell absorbiert,
da ja die Lösung in beiden Teilen iia und I 1b des _ Speizhergefäßes schon während
der Heizperiode gekühlt war. Die Absorption und damit die Kälteleistung beginnt
viel c Liaschinen bisheriger Art s 'hneUer, als es bei -V.
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möglich ivar, bei denen erst die gesamte Absorptiönsmittelmenge von'
.der Kochertemperätur auf Absorptionstemperatur abgekühlt werden mußte. " Die in
die ungekühlte Leitung IId eintretenden Kältemitteldämpfe bewirken während der Absorptionsperiode
eine Zirkulation von Absorptionslösung von dem nur als Speicher dienenden Teil IIb
des Speichergefäßes durch die Kühlvorrichtung der eigentlichen Absorptionsstelle,
die im Ausführungsbeispiel durch den oberenTeil i 1a des Speichergefäßes gebildet
wird. Die Kältemitteldämpfe bewirken- ferner eine Zirkulation der Lösung zwischen
den Teilen iia und 1ib über die Leitung i i, Das Speichergefäß i i stellt also während
der Absorptionsperiode ein in sich selbst geschlossenes, von dem durch das Thermosiphon
13" 'betriebenen Zirkulationssystem der Kochperiode verschiedenes Zirkulationssystem
dar, in dem die vom Verdampfer kommenden Kältemitteldämpfe eben dieser Zirkulation
wegen dauernd mit neuer armerLösungdnBeriihrungkommen.Die ausfallendeAbsorptionswärme
wird durch die ständig der Luftkühlung ausgesetzte Kühlvorrichtung 33 abgeführt,
doch kann die Kühlung des Absorbers ebenso wie die des Kondensators 14 auch durch
Wasserkühlung oder indirekte Kühlsysteme erfolgen.
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Zweckmäßig werden die Einmündungsstellen der Leitungen via, I 1c,
19 und 2o in das
Speichergefäß derart gewählt, daß während der Absorptionsperioden
in die Leitung iid von unten erst dann angereicherte Lösung treten kann, wenn der
gesamte Inhalt des Speichergefäßes schon reich geworden ist, und daß während der
Kochperioden an die Mündung der Leitung i9 erst dann arme Lösung treten kann, wenn
der gesamte übrige Inhalt des Speichergefäßes bereits arm ist, so daß also keine
oder möglichst geringeMischungen derAbsorptionslösung imSpeichergefäßselbstentstehen.
Dies läßt sich beispielsweise dadurch sicherstellen, daß das Speichergefäß selbst,
statt, wie dargestellt, aus zwei Zylindern mit Verbindungsleitungen zu bestehen,
in Form eines einzigen Gefäßes, dessen Inhalt z. B. durch durchlochte Trennwände
ein bestimmter Weg vorgeschrieben wird, oder in Form einer Rohrspirale ausgebildet
ist, deren Durchmesser so eng ist, daß keine Mischungen der beiden Lösungen im Speichergefäß
eintreten können.
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Insbesondere wird zweckmäßig die Leitung 49, die eine offene Flüssigkeitsverbindung
zwischen dem Speichergefäß i i und dem Ausgleichsgefäß 2i schafft, von so engem
Durchmessergemacht, daß keineKonvektionsströmungen zwischen dem Speichergefäß und
dem Gefäß 21 zustande kommen können. Der Inhalt, insbesondere der Flüssigkeitsspiegel
des Gefäßes 21, nimmt daher nicht am Umlauf der Absorptionslösung teil, sondern
ist allen Strömungsbewegungen entzogen. Das Ausgleichsgefäß 21, .das an beliebiger
.Stelle des Flüssigkeitsumlaufes liegen kann, aber erfindungsgemäß von der Kühlstelle
des Apparates, d. h. den Kühlflanschen 33, räumlich und thermisch getrennt sein
soll, hat zunächst den obenerwähnten Zweck, die Druckverminderung, die bei Abstellen
der Kocherheizung zwischen dem Kocherapiegel und dem Gefäß 41 entsteht, auf das
Speichergefäß zu übertragen und gewissermaßen durch diese Saugwirkung dem Verdampfergas
das Aufreißen des Flüssigkeitsschlosses in der Leitung42 und .den Weg zurAbsorptionsstelleiiQ
zu erleichtern. Das Gefäß :2i .dient ferner dazu, die bei der Entgasung sowie bei
der Absorption auftretenden Spiegelschwankungen der Flüssigkeit aufzunehmen. Während;
wie erwähnt, der Apparat ursprünglich bis zur Niveaulinie I gefüllt war, sinkt während
der Austreibung der Spiegel im Gefäß 2i auf die Niveaulinie II. Die diesem Niveauunterschied
entsprechende Flüssigkeitsmenge befindet sich am Ende der Austreibeperiode als flüssiges
Kältemittel im Verdampfer wieder. Mit anderen Worten: Während der Kochperiode ist
die eigentliche Absorptionsstelle i i« vom Gasraum des Kochers durch zwei Flüssigkeitssäulen
42 und 21 getrennt, von denen die -eine, 42, beim Periodenwechsel zum Aufreißen
gebracht wird, während die andere, 21, entsprechend den abgekochten bzw. wieder
absorbierten Kältemittelmengen schwankt und während der Kochperiode über derKondensationstemperatur
derKältemitteldämpfe gehalten wird. Das Gefäß 21 ist von einem Wärmeisolationsmantel5o
umgeben. Es wird daher in den Kochperioden auf einer zwischen der Austreibe- und
Kühltemperatur liegenden Zwischentemperatur gehalten. Es kann jedoch auch mit der
eine Verlängerung des Kochers darstellenden Leitung 16 in wärmeaustauschende Verbindung
gebracht werden. Jedenfalls muß es, gegebenenfalls durch zusätzliche Beheizung,
auf einer Temperatur gehalten werden, die hoch genug ist, um: eine Kondensation
von durch die Leitung 16 strömenden Kocherdämpfen zu verhindern.
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Beim Abstellen der Wärmezufuhr zum Kocher tritt, wie erwähnt, wegen
der selbsttätigen Ausbildung des Flüssigkeitsschlosses 39, 40 ein Unterdruck in
Leitung 16 und im Gefäß 36 ein wegen der Kondensation der in diesen Räumen enthaltenen
Dämpfe. Werden die Rektifikationsanordnungen, ivie dargestellt, mit Hilfe von auf
von der Höhenlage des Kocherspiegels verschiedener Höhenlage angeordneten Stoßplatten
34 bzw. Einsatzplatten 38 von solcher Beschaffenheit ausgeführt, daß sie als Speichervorrichtungen
für während der Kochperiode unter der Temperatur des Kochers gehaltene Absorptionslösung
dienen, so bedingt die durch die ständige Kühlung dieser Platten mit Hilfe der äußeren
Luftkühlrippen hervorgerufene Temperatursenkung der auf den Platten stehenden sowohl
von der Kocheroherfläche wie der im Speichergefäß enthaltenen Lösung verschiedenen
Absorptionslösung ein besonders schnelles Sinken des Druckes, da außer der Kondensation
auch noch Absorption von Kocherdämpfen auf diesen Platten stattfindet, die eine
innige Berührung der Kocherdämpfe mit der Lösung gewährleisten. Diese Druck-. senkung
bewirkt den Eintritt von Verdampfergas in dieZirkulationsvorrichtung isid und, wie
erwähnt, daß vom Gefäß 41 Flüssigkeit in den Leitungen 39 und 4o hochgedrückt wird,
so daß ein Flüssigkeitsschloß zwischen dem Verdampfer einerseits und dem Kocher
13, dem Ausgleichsgefäß 2 i und der auf den Platten 38 gespeicherten Absorptionslösung
entsteht. Dem Verdampfergas wird hingegen ein anderer Weg, nämlich durch Leitung
q:2, zu von der auf den Platten 38 stehenden Lösung - verschiedener Absorptionslösung,
nämlich der im Speichergefäß i i enthaltenen Lösung, geöffnet. Um bei schnellen
Drucksenkungen im System der Gefäße 36, Leitung 16 und im Kocher sicherzustellen,
daß
riieht die 'Flüssigkeit aus : dem Flüssigkeitsschlöß 39, 4.ö
ausgestoßen werden kann und zum Köcher zurückläuft, ist erstens das Ge-.fäß 36 mit
denEinsatzplatten 38 versehen, die ein Zurücklaufen .der Flüssigkeit nach dem Kocher
verhindern, und ferner ist die Leitung 4ö derart an die Gefäße 36 und 41 angeschlossen,
daß bei etwaigem Aufreißen des Flüssigkeitsverschlusses durch die Leitung 39 die
ausgestoßene Flüssigkeit durchLeitung 46 zurückfließen und den Flüssigkeitsabschluß
neu herstellen kann.
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Das :Gefäß 41, dessen Inhalt ein ständig aufrechterhaltenes Flüssigkeitsschloß
zwischen dem Gasraum des Ausgleichsgefäßes 21 und dem Verflüssiger und/oder Verdampfer
darstellt, kann seinen Inhalt entweder durch Kondensation von vom Kocher kommenden
Dämpfen erhalten oder aber es wird, wie in der Figur dargestellt, in einer Höhe
angeordnet, die etwa der Niveaulinie I -entspricht, so daß es bei der Füllung des
Apparates gleich mit Lösung beschickt wird. Wie ersichtlich, ist- das Gefäß 41 durch
Leitung 18 mit dem-Verdampfer, durch Leitungen 39 bzw. 40 und Leitung 16 mit dem
Kocher und durch Leitung 4z, die gleichzeitig als Entwässerungsleitung für das Gefäß
41 sowie gegebenenfalls für die selbsttätigeVerdampferentwässerung (Leitung 46;
Gefäß 47 und Leitung 48) dient, mit dem Speichergefäß verbunden. Nach Abschluß der-
Kochperiode drücken die Verdampfergase, die durch Leitung 18 treten, nicht. nur
die im Gefäß 41 enthaltene Lösung in =den Leitungen 39 und 4o hoch, sondern sie
drücken auch die in Leitung 42 . stehende Lösung in das Speichergefäß i i, so daß
also die Leitung 42 in der Kochperiode flüssig-. keitsgefüilt, in der Absorptionsperiode
aber gasgefüllt ist. Die hierbei in das Speichergefäß gedrückte Flüssigkeitsmenge
der Leitung führt zu einer geringfügigen Spiegelsteigerung im Gefäß 21 und im Kocher,
deren Spiegel sich durch die Unterdruckwirkung in dem Gefäß 36 und in Leitung 16
zu heben streben. Mit anderen Worten: Die eigentliche Absorptionsstelle i i" weist
zwei Verbindungswege zurnVerdampfer auf,vondenen der eine, 11,', 42, 44 18;
während der Kühlperiode Verdampfergas zur Absorptionsstelle führt, während der andere
Weg 49, 24 16; 36, 39, 41, 18 Mttelenthält, de im Ausführungsbeispiel in der Flüssigkeitssäule
39, 4o bestehen, die den Druckunterschied -zwischen der- Absorptionsstelle und dem
Verdampfer -selbständig aufrechterhalten. Wegen der offenen Gasverbindung des Gefäßes
21 mit :dem Kocher kann der letztgenannte Verbindungsweg aucbi als Verbindungsweg
zwischen Verdampfer und Kocher aufgefaßt werden. Vorübergehend kann auch noch in
der Leitung i-8 sowie im Kondensator 14 ein kurz= dauernder Unterdruck entstehen,
wenn die darin enthaltenen Dämpfe kondensieren. Jedoch kann der Druck hier niemals
tiefer fallen als der Kondensationsdruck des Kältemittels bei der im oberen Teil
des Verdampfers 15
herrschenden Temperatur: Ist der Druck im Gefäß 36 und
in der Leitung 16, weit genug gesunken, so tritt die Verdampfung im Verdampfer ein,
und zwar werden diese Dämpfe .das Flüssigkeitsschloß des aus den'Leitungen42 und
iid gebildeten [J-Rohres aufreißen und in die Leitung i id treten, wo sie als Gasblasenpumpe
wirken und eine kräftige Zirkulation im Umlaufsystem der Absorptionsperiode, hervorrufen,
in dem andere Flüssigkeitsmengen als in der Kochperio:de umlaufen, da im Ausführungsbeispiel
der Kocherinhalt während der Absorptionsperiode nicht am Umlauf der Lösung teilnimmt.
Hierbei wird ein Teil der Förderdämpfe bereits im Schenkel iid des Ü-Rohres absorbiert.
Diese Absorption sowie die weitere Absorption der Verdampfergase in im eigentlichen
Absorberelement iia enthaltener, von der auf den Platten 38 thermisch getrennter
Absorptionslösung bewirkt eine weitere Drucksenkung im Apparat über die durch die
Platten 38 eingeleitete Drucksenkung hinaus. Die in den Leitungen 39 und 40 wegen
des Unterdruckes im Gefäß 36 und in der Leitung 16 entstehende Drucksäule
III' zwischen Verdampfer und Kocher nimmt dabei einen Wert an, der größer ist als
der Druckunterschied zwischen Verdampfer und Absorptionsstelle und größer als die
Drucksäule III,_ die den Unterschied zwischen dem während der Kochperiode über der
Kondensationstemperatur der Kocherdämpfe gehaltenen Flüssigkeitsspiegel im Gefäß
2i und der Mündung der Leitung 42 in dieLeitung i id darstellt. Mit anderen Worten:
Der Druck im Verdampfer ist in den Absorptionsperioden größer als der Druck über
dem Spiegel des Ausgleichsgefäßes 2i. Der Druckunterschied zwischen III' und III
stellt den Druck dar, mit dem die Verdampfergase in das Speichergefäß bzw. das Absorberelement
gedrückt werden und die Zirkulation der Absorptionslösung bewirken.
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Charakteristisch für den Apparat gemäß der Exfindung ist, wie äus
vorstehendem ersichtlich, daß die durch Veränderung der Wärmezufuhr zum Apparat
in ihm auftretenden inneren Zustandsänderungen eine Verschiebung von Flüssigkeitssäulen
42, 21, 39, 4o bewirken, die während der Koch- und Absorptionsperioden verschiedene
Lagen haben und dabei dem- die Absorptionslösung des Speichergefäßes in beiden Perioden
umwälzenden
Gas verschiedene Wege vorschreiben.
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Was die Größenabmessungen der einzelnen Apparatteile angeht, sei erwähnt,
daß der Verdampfer bzw. Verdampfer plus Kondensatsammelbehälter beispielsweise i
kgAmmoniak fassen kann. Dementsprechend wäre die Größenabmessung des Speichergefäßes
derart auszubilden, daß es zweckmüßig mindestens 3 kg arme Lösung enthält. Das Gefäß
2i ist so auszubilden, daß es die Spiegeldifferenz von i kg Ammoniak aufnehmen kann
und der Verdampfer selbsttätig entwässert, bevor das Gefäß 2i entleert ist. Der
Kocher ist zweckmäßig so auszubilden, daß er etwa 1/i0 des Volumens des Speichergefäßes
enthält. Doch kann das Kochervolumen in Bezug auf Speichergefäß und Temperaturwechsler
sogar noch kleiner, beispielsweise i/20 und noch weniger des Speichergefäßvolumens
enthalten. Je größer der Unterschied zwischen dem Volumen des Kochers und des Speichergefäßes
gemacht wird, um so schneller können die Austreibe- und Absorptionsperioden abwechseln,
da bei einem Apparat gemäß der Erfindung sowohl das Kochen unmittelbar mit dem Anstellen
der Heizung als auch das Absorbieren unmittelbar nach dem Abstellen der Heizung
beginnt, weil bereits große Mengen armer Lösung von Absorptionstemperatur beim Abstellen
der Beheizung abArptionsbereit zur Verfügung stehen. Die Perioden könen daher täglich
mehrfach, z. B. alle halbe Stunde, wechseln, d. h. annähernd gleich lang sein, oder
es kann eine kurze Kochperiöde von beispielsweise 15 Minuten einer Absorptionsperiode
von mehreren Stunden erfolgen, bis alles ausgetriebene Kältemittel verdampft ist.
Eine derartige beliebige Änderung der Länge der Kochperioden .ermöglicht eine einfache
Regelung der Kälteleistung.
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Die Erfindung ist nieht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Es kann jede beliebige Verdampferkonstruktion, jede beliebige Rektifikationsvorrichtung
sowie sonstige bei intermittierenden' Apparaten bekannte Verbesserungen der schematischen
Zeichnung Verwendung finden. Das Speichergefäß, .das während der Absorptionsperioden
im Ausführungsbeispiel auch als Absorber dient und ein in sich geschlossenes Flüssigkeitszirkulationssystem
bildet, kann auch bei kontinuierlich arbeitenden Apparaten Verwendung finden.