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Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe von intermittent arbeitenden
Absorptionskälteapparaten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Betrieb von intermittierend arbeitenden Absorptionskälteapparaten
mit Umlauf der Lösung zwischen einem Kocher und einem unbeheizten Speichergefäß.
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Man hat für derartige Apparate bereits \,orgeschlagen, die Kocherdämpfe
gegenseitig finit armer und reicher Lösung, d. h. alle drei Mittel zusammen in Wärmeaustausch
zu bringen. Will man aber eine möglichst weitgehende Rektifizierung des Kocherdampfes
erreichen, so ist es zweckmäßig, die Temperatur der Flüssigkeit, die mit den Kocherdämpfen
in Wärmeautasch tritt, nicht zu hoch zu halten. Wird daher die heiße, arme Lösung
des Kochers mit der kalten, reichen Lösung des Speichergefäßes in Wärmeaustausch
gebracht, so nimmt bei theoretisch vollendetem Wärmeaustausch die reiche Lösung
die Temperatur der heißen, vom Kocher kommenden Lösung an. Damit aber ist ihre Temperatur
so hoch, daß sie- zu Rektifizierungszwecken ungeeignet ist.
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Gemäß der Erfindung wird daher die zur IZektifizierung der - Kocherdämpfe
benutzte reiche, kalte Lösung nicht in vollständigem Wärmeaustausch mit der heißen;
armen Lösung gebracht, sondern sie wird vorher, d. h. noch bei niederer Temperatur,
aus dem üblichen Temperaturwechsler abgezweigt und mit dieser niedrigeren Temperatur
zur Rektifizierung des Kocherdampfes benutzt.
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Hierdurch wird nun ein Teil der in der heißen, armen Lösung enthaltenen
Wärme nicht ausgenutzt, und gemäß weiterer Erfindung wird dieser `frei gewordene
Teil der Wärme der aus dem Kocher kommenden Lösung dazu benutzt, mit dem Inhalt
eines die Spiegelschwankungen während des Betriebes aufnehmenden Ausgleichgefäßes
in Wärmeaustausch zu treten. Der Wärmeinhalt der heißen, armen Lösung wird also
voll - zurückgewonnen. Da aber die reiche; kalte Lösung in tieferer Temperatur als
bisher rektifiziert, wird ein wesentlicher Teil der sonst verlorengehenden Abscheiderwärme
gespart. Diese Art des Temperaturwechslers gibt ferner den Vorteil, daß man den
Analyser so hoch im Apparat anordnen kann, daß das in, ihm ausfallende Absorptionsmittel
durch Eigenschwere zum Kocher zurückläuft und anderseits der erforderliche Abschluß
der kalten Lösung vor dem Kocherdämpfen während der Kochperiode gewährleistet ist.
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Die Erfindung soll näher unter Hinweis auf die beiliegenden; Zeichnungen
beschrieben werden, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben
werden.
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In den Abbildungen zeigt Fig. z schematisch einen Absorptionskälteapparat
gemäß der Erfindung. Die Fig. 2 bis 5 zeigen Teile eines Apparates gemäß der Erfindung
in besonders zweckmäßigen Ausführungsformen.
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Der Apparat gemäß Fig. r besteht im wesentlichen aus einem Kocher
rö, einem Speichergefäß: zr, einem Ausgleichsgefäß 12, einem Kondensator 13, einem
Absorberelement
14 und einem Verdampfer 15. Der Kocher io_ist imAusführungsbeispiel
als ein enges Rohrstück ausgebildet, um möglichst wenig Absorptionsmittelmenge gleichzeitig:
auf der hohen Austreibetemperatur zu ha;lieri.: Die Beheizung des Kochers io erfolgt
- iiz= Ausführungsbeispiel durch eine Heizschlinge 16, die um einen in beliebiger
Art beheizten Schornstein 17 in an sich bekannter Weise gewickelt ist. Doch kann,
insbesondere bei Gasheizung, der Schornstein auch die Heizschlinge umgeben. Der
untere Teil der Heizschlinge 16 mündet im unteren Teil - des Kochers io, der obere
Teil der Heizschlinge 16 im oberen Kocherteil, derart, daß durch die Austreibung
von Gas in der Heizschlinge ein Umlauf der Kocherflüssigkeit in sich selbst zustande
kommt. Vom unteren Teil des Kochers io geht ferner eine um den unteren Schornsteinteil
17 gelegte Gegendruckpumpe i8 aus, deren Steigrohr ig in einem den oberen Koch-erteil
umgebenden Ringraum 2o mündet. Von diesem Ringraum 2o, der im folgenden als unterer
Ringraum bezeichnet werden soll, geht eine Leitung aus, die gleichfalls um den Schornstein
17 herumgewickelt ist und in diesem Teil 22 die eigentliche Zirkulationspumpe der
Lösung darstellt. Denn diese Zirkulationspumpe 22 fördert über ein Steigrohr 23
die Absorptionslösung zu einem gleichfalls das Kocherrohr umgebenden oberen- Ringraum
24, von dem aus die entgaste Lösung über eine Leitung 25, einen ersten Temperaturwechsler
26, einen zweiten Temperaturwechsler 27, als Innenrohr, und weiter durch Leitung
28 zum Boden des Speichergefäßes ii. läuft. Der obere Ringraum 24 ist innen mit
einem Rohrstück 29 versehen, so daß die Gasräume des oberen Ringraumes 24 und des
unteren Ringraumes 2o über den Rohrstutzen 29 in Verbindung stehen. Das in den genannten
Pumpen 18 und 22 sowie in der Heizschlinge 16 ausgetriebene Gas geht vom oberen
Teil -des unteren Ringraumes.:2o durch eine Leitung 30 zu einem Analyser
31, in dem die ausgetriebenen Dämpfe während der Kochperiode in später zu beschreibender
Weise mit reicher zum Kocher fließender Lösung in Wärmeaustausch treten, wobei die
Dämpfe getrocknet werden. Das sich bildende Kondensat des Absorptionsmittels läuft
durch eine Entwässerungsleitung 32 in den Kocher io zurück. Vom Analyser 31 --treten
die Dämpfe in der Kochperiode weiter durch eine Leitung 33 zu einem Abscheider 34,
der im Innern in an sich bekannter Weise mit durchlochten Stoßplatten 35 versehen
ist, von denen die letzte 35a derart ausgebildet ist, daß sie einen Rücklauf von
Kondensat in das Innere des Abscheiders verhindert. Vom Abscheider 34 aus treten
die Dämpfe zum Kondensator 13, der im Ausführungsbeispiel aus einer Mehrzahl von
Rohren besteht, die an ihren Enden verbunden sind, und die durch ein Kühlblechpaket
36 gekühlt «-erden, das gleichzeitig in den Absorptionsperioden zur h'brtschaffung
der Absorptionswärme des Absorberelementes 14 dient. Die eigentlichen Rohre des
Kondensators sind zweckmäßig etwas geneigt angeordnet, so daß sich das gebildete
Kondensat auf der einen Seite des Kondensators sammelt, von der es durch eine Leitung
37 dem Außenmantel 38 des Abscheiders zuläuft, so daß die vom Kocher kommenden Dämpfe
in an sich bekannter Weise durch ihr eigenes Kondensat gekühlt werden. Von dem gleichfalls
geneigt angeordneten Abscheider 34, 38 wird durch den steigenden Kocherdruck das
sich im Mantel 38 sammelnde Kondensat durch eine Leitung 39 aufwärts
zu einem Element 4o gedrückt, das mit Kühlflanschen 41 versehen ist. Das Element
40 stellt gewissermaßen einen Nachkondensator dar.. Da sich während der Kochperiode
in der Leitung 39 eine aus Kältemittelkondensat, gegebenenfalls mit einigen
Gasblasen, bestehende Flüssigkeitssäule bildet, so ist der Druck im Kondensator
i3 um das Gewicht der Flüssigkeitssäule in der Leitung 8g größer als der Druck im
Nachkondensator 40. Daher wäre es denkbar, daß bei dem etwas niedrigeren Druck in
dem in der Höhe des Verdampfers 15 angeordneten Nachkondensator 40 eine teilweise
Wiederverdampfung des Kondensats wegen des niedrigeren Druckes eintreten könnte,
wenn nicht durch die Kühlflanschen 41 eine weitere Wärmeentziehung aus dem Kondensat
stattfinden würde. Das Element 40, das eine Kondensatorverlängerung darstellt, dient
gleichzeitig dazu, 'das Kondensat noch weiter zu kühlen, so daß es mit möglichst
niedriger Temperatur in den Verdampfer eintritt. Das Element 4o wird ferner praktisch
dazu benutzt, gleichzeitig als die obere Versteifung der Apparatur zu dienen, indem
dieses Element mit seinen Enden an dem den gesamten Apparat tragenden Gestell befestigt
wird.
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Der Verdampfer 15 ist im Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet.
Das Kondensat läuft von oben in das obere Verdampferelement 45 ein und dann von
dessen unterem Teil durch einen ringförmigen Rohrstutzen 46 nach dem unteren Verdampferelement
47. Der obere Teil des unteren Verdampferelements 47 ist durch einen Stutzen 48
mit dem Gasdom 44 des Verdampfers .verbunden, um eine Gasentwicklung in der
Absorptionsperiode zu ermöglichen. Am Boden des unteren Verdampferelementes 47 ist
ein an sich bekanntes Verdampfungs- und Kondensationshilfssystem 49 mit seinem flüssigkeitsgefüllten
Teil
angeordnet. Dieses System hat einen luftgekühlten Kondensatorteil5o. Das Hilfssystem
49 ist mit einem geeigneten Hilfsmittel gefüllt, das bei der Temperatur, in der
das Kältemittelkondensat in den Verdampfer 15 tritt, zum Kochen kommt, so daß Gasblasen
und Lösung im Rohre P aufsteigen, wobei die Dämpfe wieder kondensieren und die Lösung
durch Leitung 53 zur Schlinge 54 im unteren Verdampferelement zurückläuft. Dieses
Hilfssystem arbeitet selbsttätig, solange die Temperatur von unter der Oberfläche
liegenden Schichten des sich im Verdampfer speichernden Kondensats noch über der
Temperatur der Kühlluft liegt. Es bietet also den Vorteil, daß das sich in den Kochperioden
im Verdampfer ansammelnde Kondensat teilweise beim Beginn der Absorptionsperiode
bereits auf die Temperatur der Kühlluft abgekühlt wird. Ohne ein derartiges Hilfssystem
49 müßte diese Abkühlung des Kondensats beim Beginn der Absorptionsperiode durch
Verdampfung des Kältemittels selbst erfolgen. Je größer der Apparat ist, um so größer
ist die absolute Wärmeersparnis durch dieses Hilfssystem.
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Der Verdampfer 15 ist ferner mit einer selbsttätigen Entwässerungsvorrichtung
versehen. Diese besteht aus einer Glocke 55; die unten in den unteren Teil des unteren
Verdampferelementes 47 mündet, so daß das sich als Rückstand im unteren Verdampferelement
sammelnde Absorptionsmittel in der Glocke 55 bei Füllung des Verdampfers ansammeln
und in ihr aufsteigen- muß. Vom oberen Teil der Glocke 55 führt eine U-förmig gebogene
Leitung 56 das zunächst im wesentlichen aus Absorptionsmittel, später aus nahezu
reinem Kältemittel bestehende Medium aus dem Verdampfer ab. Am oberen Teil des U-Rohres
56 ist eine Gasleitung 57 angeordnet, die nach dem Gasraum des Nachkondensators
40 führt. Diese Gasleitung hat den Zweck; zu verhindern, daß die Leitung 56 mit
der an sie angeschlossenen aufwärts führenden Leitung 58 heberartig wirken und daher
den ganzen Verdampferinhalt ablaufen lassen kann. Die aus dem Verdampfer durch das
U-Rohr 56 und die Leitung 58 ablaufenden Flüssigkeitsmengen werden mit einem am
Abschluß der Kochperiode warmen Apparatteil in wärmewechselnde Verbindung gebracht.
Im Ausführungsbeispiel ist die Leitung 58 an der Stelle 59 mit dem zweiten Flüssigkeitstemperaturwechsler
27 wärmeleitend verbunden. Solange Absorptionsmittel durch die Leitung entwässert,,
kommt es noch zu keiner oder unbedeutender Gasblasenbildung an der Stelle 59. Sobald
aber die aus dem Verdampfer ablaufende Flüssigkeit im wesentlichen aus Kältemittel
besteht, kommt es durch die Erwärmung an der Stelle 59 zu einer Gasblasenbildung,
wobei die . gebildeten Glasblasen durch eine Leitung 6o in ein Steigrohr 6r treten,
dessen Flüssigkeitsinhalt dadurch gehoben wird, in eine Leitung 62, die über den
erwähnten Temperaturwechsler 3 1 reiche Lösung in den unteren Ringraum 2o
laufen läßt. Die aus der Leitung 6,1 durch die Gasblasen abgesaugte Lösung erneuert
sich aus einer Leitung 63, die an einer tieferen Stelle der Leitung 62 angeschlossen
ist. Das System der Leitungen 61 und 63 stellt also gewissermaßen einen Nebenschluß
zur Leitung 62 darr Solange keine Gasblasen in der Leitung 6o eine Umlauftendenz
im System 6z-63 erzeugen, steht die Flüssigkeit in diesem System während der Kochperiode
still und ist daher verhältnism4ßig kalt. Tritt aber, weil der Verdampfer überläuft,
am Abschluß der Kochperiode die Gasblasenwirkung in der Leitung 6o ein, so wird
durch Leitung 63 im Temperaturwechsler 27 vorgewärmte reiche Lösung durch das System
gesaugt, das sich daher erwärmt. In diesem Nebenschlußsystem ist ein Thermostat
64 innerhalb eines Behälters 65 angeordnet, der, sobald die warme Lösung aus dem
Temperaturwechsler 27 durch das System gepumpt wird, durch die Wärme zum Anspringen
gebracht wird und in bekannter Weise die Heizung der Apparate abstellt. Die Leitungen
6i-63 sind von unten her über U-Verschlüsse in den Behälter 65 geführt. Dadurch
erreicht man eine selbsttätige Verzögerung des Arbeitens vom Thermostaten 6q:: Durch
die im Behälter 65 enthaltene warme, reiche Lösung wird er zum Anspringen gebracht..
Sinkt nun im Falle des Abstellens der Beheizung der Druck im Apparat, so bildet
sich aus der warmen, reichen Lösung im Behälter 65, der in geeigneter Weise isoliert
sein kann, Gas, das durch die U-Schlösser der Leitungen 61 und 63 gefangen wird,
so daß der Thermostat 64 einerseits durch ein Gaskissen" isoliert wird und anderseits
'nicht für längere Zeit mit einer Absorptionslösung in Berührung steht, die wegen
der Drucksenkung zum Kochen kommt und dadurch ihre Temperatur erniedrigt. Diese
Ausbildung und Isolation der Thermöstateinrichtung 64 bedingt eine Verzögerung des
Wiederanspringens des Thermostaten so lange, bis ein in bekannter Weise am Verdampfer
angeordneter zweiter Thermostat 42 so weit abgekühlt ist, daß er seinerseits die
Energiezufuhr zum Apparat abgestellt hält, auch wenn der Thermostat 64 wieder abkühlt.
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Die Führung des aus dem Verdampfer überlaufenden Mittels zum Ringraum
2o, d. h. in den Kocher, bietet den weiteren Vorteil, daß bei etwaigem Versagen
der Thermostatvörrichtung
keine unzulässige Erwärmung des> Kochers
oder sein Leerkochen eintreten kann, da sich dex@Kocherinhalt stets durch das. ihn
kühlende, überlaufende Kondensat ersetzt.
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Der Thermostat 4--, der auf die Verdampfertemperatur steuert, wird
zweckmäßig am oberem Teil des Verdampfers angebracht, d. h. derart, daß sich seine
Temperatur schon erhöhen und den Steuervorgang auslösen kann, wenn -im unteren Verdampferteil
noch Verdamgfung und daher-Kälteerzeugung stattfindet. Dann kann der Thermostat
q.2 zum Anspringen gebracht werden, bevor alles Kältemittel im "Verdampfer verdampft
ist. Dies ist insbesondere von Wichtigkeit, wenn der Verdampfer oder Verdampferteil
untriittelbar in den Kühlraum: hinabreichen.
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In der Fig. i ist der Verdampfer mit einem- indirekten Kühlsystem
103 beliebiger bekannter Art versehen; das mit Leitung 104 durch die Isolation des
Schrankes in den eigentlichen Kühlraum hineinragt. Das System 103 kann ein'
.an sich bekanntes Verdampfungs- .und Kondensationssystem beliebiger Bauart sein,
das Wärme nur in einer Richtung überträgt. Es kann mit einem beliebigen verdampfbaren.
Mittel mit oder ohne Zusatzgas oder nur mit einer gefrierenden oder nicht gefrierenden
Flüssigkeit gefüllt sein.- ..
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Der Apparat wird beispielsweise mit einer Arnmoniakwässerniischung
an ' sich üblicher Konzentration beschickt. Während der Kochperioden, in denen im
Apparat hoher Druck herrscht, ist das Absbrberelement 14 mit seinen anschließenden
Verbindungsleitungen flüssigkeitsgefüllt, da der hohe Druck eine Verflüssigung etwaiger
Gase im Absorberelement iq. bedingt: Während der Kochperiode wird, wie erwähnt;
im Kocher io verarmte- Lösung durch die Gegendruckpumpe 18 zum unteren Ringraum
2o gefördert und von hier' weiter durch die Zirkulätionspumpe 22 zum oberen Ringraum
24. Von hier aus läuft die arme Lösung, wie erwähnt, durch Leitung 25,-. die Temperaturwechsler
26 und 27 und Leitung 28. zum Böden des Speichergefäßes i i, aus dem sie ihrer Schwere
wegen die leichtere reiche Lösung verdrängt. Die verdrängte reiche Lösung steigt
vom oberen Teil des Speichergefäßes i i durch eine_ auf zu einem Gefäß.67;' das
mit dem Absörberelement 4 verbunden' ist. Das Gefäß 67, das zweckmäßig geneigt angeordnet
ist, hat an seinem oberen Teil zweckmäßig. das Füllventil 68, das gleichzeitig
als Ent--lüftungsveritil für Fremdgase dienen kann. Das Gefäß 67 ist ferner mit
Stoßplatten 69 versehen, .so daß die durch Leitungen 66 aufsteigende Lösung durch
die Platten 69 zu einer Wirbelbewegung im Behälter 67 gezwungen wird. Die
aufgestiegene Lösung fällt vom Behälter 67 durch eine Leitung 70 abwärts und bildet
als Außenleitung mit der Leitung 28 für die arme Lösung den erwähnten Temperaturwechsler
27. Die in ihm vorgewärmte reiche Lösung tritt weiter durch die bereits erwähnte
Leitung 62 aufwärts und durch den gleichfalls erwähnten Analyser 34 in dem die aufsteigende
reiche Lösung in Wärmeaustausch mit dem Kochergas tritt. Die Leitung 62 mündet in
den unteren Ringrauen 2o, so daß die eintretende reiche Lösung durch die aus dem
Kocher io aufsteigenden Dämpfe verarmt wird. Da die Gegendruckpumpe 18 so ausgebildet
ist, daß sie nur geringe Flüssigkeitsmengen fördert, so daß sie nur gerade den Spiegel
im Ringraum 2o auf der Höhe des Überlaufs in den Kocher io hält, bewirkt das Zulaufen
von Lösung aus der Leitung 62 ein Überlaufen von Flüssigkeit in den Kocher io, derart,
daß die Leistung der Gegendruckpumpe 18 und der Zulauf aus der Leitung 62 der Leistung
der Zirkulationspumpe 22 und der in den Kocher io überlaufenden Menge entspricht.
Die überlaufende Flüssigkeit wird im Kocher ro mit Hilfe der Heizschlinge 16 verarmt.
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Während der Abkochperioden vermindert sich die Menge der Absorptionslösung
um den Betrag der Füllung des Verdampfers 15. Um die Schwankungen dieser Flüssigkeitsmenge
aufzunehmen, ist das Ausgleichsgefäß 12 vorgesehen, in dem sich die Spiegelschwankungen
der Absorptionslösung vollziehen. Die Lösung im Gefäß 12 steht über eine Leitung
71 mit _ dem ersten Temperaturwechsler 26 in wärmeleitender Verbindung. Von diesem
Temperaturwechsler aus tritt der Inhalt des Gefäßes 12 allmählich über eine Leitung
72 in ein Standrohr 73 von so großem Durchmesser, daß sich in diesem Rohr bildende
Gasblasen nicht die Lösung aus dem Standrohr 73 auswerfen können. Das Standrohr
73 steht mit seinem oberen Ende mit dem oberen Teil des Kochers io in Verbindung.
Der untere Teil des Standrohres 73 ist über eine Leitung 74 rriit einer Differentialpumpe
75, die um den Schornstein 17 gewunden ist, verbunden. Die Differentialpumpe 75
fördert durch in ihr gebildete Gasblasen die Lösung vom Standrohr 73, dessen Spiegel
dem Spiegel im Ausgleichsgefäß i2 entspricht, in den oberen Kocherteil. Diese Differentialpumpe
bewirkt, daß der Spiegel im Kocher io stets während der gesamten Austreibeperiode
auf der Höhe gehalten wird, auf der der obere Teil der Leitung 73 in den Kocher
io mündet. Denn die von der- Differentialpumpe 75 in den Kocher i geförderte Lösung
läuft über die obere Verbindung des Standrohres 73 in das genannte
Standrohr
zurück. Durch diese Anordnung wird gesichert, daß die Gegendruckpumpe 18, die die
Lösung vom Kocher zum unteren Ringraum 2o fördert, stets die gleiche Reaktionssäule
für ihr Fördern enthält, ohne daß die Spiegelschwankungen im Ausgleichsgefäß 12
die wirksame Reaktionssäule der Gegendruckpumpe 18 beeinflussen können. Hierdurch
wird ein besonders stabiles Arbeiten aller Pumpen erzielt.
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Der Temperaturwechsler 26 dient dazu, die vom Ausgleichsgefäß allmählich
dem Kocher to zuströmende Flüssigkeit, die ja auf Kochertemperatur gebracht werden
muß, mit Hilfe der warmen, armen Lösung, die durch Leitung 25 ,zum Speichergefäß
strömt, vorzuwärmen. Wie ersichtlich, wird im Ausführungsbeispiel die reiche, zum
Kocher strömende Lösung im Temperaturwechsler 27 mit armer Lösung in Wärmewechsel
gebracht. Die reiche Lösung nimmt jedoch nicht den ganzen Wärmeinhalt der armen
Lösung ab, sondern wird relativ kühl mit vom Kocher kommendem Gas im Analyser 31
zusammengeführt, um das Gas stark zu rektifizieren. Der übrige Wärmeinhalt der armen
Lösung wird im Temperaturwechsler 26 dazu benutzt, die vom Ausgleichsgefäß 12 zum
Kocher laufenden Flüssigkeitsmengen vorzuwärmen, was eine besonders gute Wärmeökonomie
ergibt. Zur Druckentlastung ist das Ausgleichsgefäß 12 durch eine Leitung 76 mit
dem Gasraum des Abscheiders 34 verbunden. Da im Ausgleichsgefäß und im Kocher gleicher
Druck herrschen muß, ist eine derartige Gasverbindung zwischen dem Gasraum des Ausgleichsgefäßes
und dem des Kochers erforderlich. Diese Gasverbindungsleitung wird zweckmäßig so
dicht wie möglich an den Kondensator 13 herangelegt, damit die erforderliche
Gasverbindung über möglichst kühle Dämpfe erfolgt, so daß das Ausgleichsgefäß 12,
das zweckmäßig isoliert und gegebenenfalls durch Abwärme beheizt oder mit dem Kocher
oder Temperaturwechsler wärmeleitend verbunden wird, auf möglichst niedriger Temperatur
gehalten wird. Denn je höher die Temperatur dieses Gefäßes ist, um so mehr Wärmeverluste
hat dieses Gefäß während der Kochperioden, und für die auftretenden Wärmeverluste
muß im Gefäß 12 eine entsprechende Kondensation von Kocherdämpfen erfolgen. Je niedriger
also die Temperatur der in das Ausgleichsgefäß tretenden Kocherdämpfe ist, um so
niedriger werden die Wärmeverluste und um so weniger Kocherdämpfe kommen im Ausgleichsgefäß
während einer Kochperiode zur Kondensation oder Absorption. Besonders zweckmäßig
ist es, im Ausgleichsgefäß relativ kalten Dampf mit relativ warmer, z. B. durch
Abwärme gewärmter Lösung zusammenzuführen, dann werden die Kondensations- oder Absorptionsverluste
in diesem Gefäß besonders klein. Im Ausführungsbeispiel ist die Mündung der Leitung
76 vor den Abscheider 34 gelegt. Doch kann die Mündung dieser Leitung aus den eben
genannten Gründen auch noch hinter den Abscheider gelegt werden.
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Während der Kochperiode vermindert sich, wie erwähnt, die Menge der
Absorptionslösung um den Betrag, um den der Spiegel im Ausgleichsgefäß 12 sinkt,
und die entsprechende Flüssigkeitsmenge an reinem Kondensat sammelt sich im Verdampfer
15. Ist der Verdampfer 15 gefüllt und steigt das weiter in ihn eintretende
Kältemittelkondensat im Dom 44 des Verdampfers an, so werden die aus der vorhergehenden
Köchung und Abdampfung im unteren Verdampferelement 47 zurückgebliebenen Absorptionsmittelreste,
die schwerer als das Kondensat sind, durch die Entwässerungsvorrichtung 55, 56 und
58 in vorher beschriebener Weise ausgedrückt. Das Überlaufen dieser Mengen wird
determiniert, einerseits durch die Lage der Stelle 77, an der die Leitung 58 in
das [)-Rohr 56 mündet, anderseits durch die Höhe des Kondensatspiegels im Dom 44.
Sind die aus dem Verdampfer abzuführenden Absorptionsmittel-" mengen herausgedrückt,
so daß die spezifischen Gewichte der Flüssigkeit im Verdampfer 15 und in den Entwässerungsleitungen
56, 58 gleich werden, so läuft so lange etwas Kondensat aus dem Verdampfer ab, bis
die Spiegelhöhen im Dom 44 und am Überlaufpunkt 77 gleich hoch stehen; es sei denn,
daß das überlaufende Kondensat bereits vorher den Thermostaten 64 zum Anspringen
bringt, so daß die Beheizung abgestellt wird und der Druck schnell sinkt. In diesem
Fall würde sich in der Glocke 55 der Drucksenkung zufolge ein Gaspfropfen bilden,
der ein weiteres Ablaufen von Kondensat aus dem Verdampfer 15 unmöglich macht.
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Das überlaufende Kondensat bewirkt durch die Gasblasenwirkung in der
Leitung 6o, wie erwähnt, ein' Anspringen des Thermostaten 64, der die Beheizung
des Schornsteins 17 abstellt und dadurch die Antriebskraft der Pumpen 18, 75 und
22 sowie der Heizschlinge 16 aufhören läßt. Durch das Aufhören der Beheizung hört
ein weiteres Austreiben von Gas aus der Lösung unter den bisherigen Bedingungen
auf, so daß es zu einem Druckabfall im Apparat kommt. Dieser Druckabfall bedingt
noch ein kurzes Nachkochen aus dem erwärmten Teil der Flüssigkeit, und es ist deshalb
von Wichtigkeit, insbesondere dem Kocher ein geringes Flüssigkeitsvolumen ,zu geben.
Das Abstellen der Beheizung bedingt ferner das Aufhören des -Pumpens. in der
Gegendruckpumpe
18: Sobald der Pumpvorgang in der Gegendruckpumpe aufhört und die Drucksenkung im
Apparat flach Abstellen der Beheizung auch keine Gasblasen mehr im Steigrohr i9,
das mit Kühlflanschen versehen sein kann, erzeugen kann, muß die Flüssigkeit aus
dem unteren Ringraum 2o durch Steigrohr i9 und Gegendruckpumpe 18 in den Kocher
io zurück und von -hier aus durch Standrohr 73 und Leitungen 74 und 71 in das Ausgleichsgefäß
i2 überlaufen. Das Sinken des Flüssigkeitsspiegels im unteren Ringraum 2o beim-
Beginn der Absorptionsperiode hat die nacherwähnten Folgen.
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Die auftretende Drucksenkung im Apparat bedingt eine Verdampfung des
Kältemittels im Verdampfer, und die sich bildenden Gase treten jetzt vom Verdampfer
durch Leitung 39, den Abscheider 3q. und Leitung 76 zum Ausgleichsgefäß i2 und von
hier aus durch eine Leitung-78 in einen Stoßbehälter 79. Von hier aus treten die
Gase durch eine Leitung 8o in ein .Pumpengefäß 81, das einerseits über Leitung 82
mit' dem Boden des Speichergefäßes i 1 und anderseits über Leitung 83 mit dem luftgekühlten
Absorberelement 1.4 in Verbindung steht. Da das Pumpengefäß 81 einerseits mit dem
Gasraum des Kochers kommuniziert, anderseits eine Flüssigkeitsverbindung beider
Räume über Leitung 82 einerseits und Leitungen 66, 67, 70 und 62 anderseits
mit dem Speichergefäß 11 besteht, bewirkt das Sinken des Flüssigkeitsspiegels
im Ringraum 2o auch ein Sinkens des Flüssigkeitsspiegels im Stoßgefäß 79 und des
Druckes im Pumpengefäß 81, so daß dem Verdampfergas durch das Sinken dieses Druckes
der Weg in die Steigleitung 83 geöffnet wird. Das. in der Leitung 83 aufsteigende
Verdampfergas reißt Flüssigkeit mit sich in das Absorberelement 14., in dem durch
Luftkühlung die Verdampfergase zur Absorption kommen. Hierdurch wird während der
Absorptionsperioden ein Flüssigkeitskreislauf eingeleitet, der in der Leitung 83
aufwärts durch das Absorberelement 1,4 zum Gefäß 67, von dort als reiche Lösung
abwärts in der Leitung 66 zum oberen Teil des Speichergefäßes i i geht, während
vom unteren und entgegengesetzten Teil des Speichergefäßes i 1 arme Lösung durch
Leitung 82 zum Pumpengefäß 81 nachströmt. Während dieses Absorptionsvorganges vermehrt
sich die Menge der Absorptionslösung um das verdampfte und wieder absorbierte Kondensat.
Dieser Flüssigkeitsüberschuß strömt vom Gefäß 67 durch Leitung 7o und Leitung 62
zum unteren Ringraum 2o, von dort durch die Gegendruckpumpe" 18 zum Kocher io, von
wo aus er in das Standrohr 73 überläuft und über Leitungen 72 und 71 allmählich
das Ausgleichsgefäß i2 wieder anfüllt. Der Höhenunterschied zwischen der Mündung
der Leitung 83 im Gefäß 81 und dem Spiegel im Ringraum 2o stellt die Druckdifferenz
dar, die das Verdampfergas in die Absorptionslösung hineindrückt. Da der untere
Ringraum 2o mit der Leitung 25 in bezug auf den Gasraum kommuniziert und-die beiden
genannten Teile anderseits über das Speichergefäß in Flüssigkeitskommunikation stehen,
stehen die Spiegel in Leitung 25 und im Ringraum 2o (abgesehen von Rohrreibungsverlusten)
in gleicher Höhe.
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Sollte bei der Verdampfung zu viel Verdampfergas in das Pumpengefäß
81 treten, so daß nicht alles Gas im Absorberelement 14 absorbiert werden kann,
so sammelt sich das nicht absorbierte Gas im Behälter 67, was ein Ablaufen eines
Teiles der Lösung aus diesem Gefäß bedingt. Die ablaufende Flüssigkeit läuft einerseits
zum Ringraum 2o und in den Kocher io über und hebt anderseits den Spiegel in der
Leitung 25, wodurch eine entsprechende Verringerung des Druckes auftritt, der die
Verdampfergase in die Lösung hineindrückt. Je nach der im wesentlichen von der Kühllufttemperatur
abhängenden Absorptionsfähigkeit des Absorberelementes 14 regelt sich also der Apparat
von selbst. Uni eventuell im oberen Teil des Behälters 67 sich fangendes Gas möglichst
bald wieder zu verflüssigen, sind in dem geneigt angeordneten Gefäß 67 die Stoßplatten
69 angeordnet, die eine Flüssigkeitsmenge' im Gefäß 67 gespeichert halten. Diese
Stoßplatten ergeben, daß die Absorptionslösung beim Überlauf über diese Stoßplatten
mehrfach zerteilt wird, wodurch die Lösung besser absorbieren kann, als wenn eine
ununterbrochene und schlecht absorbierte Filmschicht unter dem Gas gebildet würde.
Eine ähnliche Wirkung, wie sie die Stoßplatten 69 ergeben, läßt sich auch dadurch
erreichen, daß man das Volumen des Gefäßes 67 reichlich groß macht.
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Sollte sich im Gefäß 67 so viel Gas sammeln, daß die obere Mündung
der Leitung 70 in den Gasraum zu liegen kommt, so bildet sich in der Leitung 17
oben ein Gaspfropfen, dem ein entsprechendes Steigen des Spiegels in der Leitung
25 entspricht, was, wie erwähnt, die Druckhöhe der in die Lösung eintretenden Verdampferdämpfe
verringert.
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Die. Gefäße 79 und 8i dienen als Stoßgefäße, die verhindern, daß in
die Absorptionslösung eintretende größere Gasmengen durch die Lösung plötzlich absorbiert
werden, was zwar dem Betrieb nicht schadet, aber wegen des auftretenden Knallgeräusches
der aufeinandertreffenden Flüssigkeitskolben unerwünscht ist.
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Da es insbesondere bei schnell absinkendem Druck im-System nicht ausgeschlossen
ist,
daß die aus der warmen Kocherlösung und den Pumpenschlingen
nachkochenden Gasmengen sowie die bereits im Verdampfer entwickelten Gasmengen über
den Abscheider 34 und Leitungen 76 und 78 in das Pumprohr 83 treten und die während
der Druckperioden im Absorberelement 14 stehenden Flüssigkeitsmengen ganz auswerfen
und in den Kocher und das Ausgleichsgefäß 12 hinüberdrücken können, kann die Leitung
78 etwas in das Ausgleichsgefäß 12 hineingezogen werden, so daß ein etwa im Gefäß
12 steigender Spiegel die Mündung der Leitung 78 abschließt, so daß kein weiteres
Gas mehr zum Absorberelement 14 und zum Gefäß 67 treten kann. Zweckmäßig wählt man
jedoch das Volumen des Ausgleichsgefäßes 12 so groß, daß es den ganzen Verdampferinhalt
zuzüglich der im Gefäß 67, im Absorberelement 14, im Gefäß 81 und den Leitungen
7o, 66 und 58 stehenden Flüssigkeitsmengen aufnehmen kann. Eine Überflutung des
Kochers und Einlaufen von Flüssigkeit in den Analyser 31 wird dann mit Sicherheit
verhindert.
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Der Apparat ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt.
Will man die Schnelligkeit, mit der die Absorptionsperiode nach Abstellen der Beheizung
beginnt, noch erhöhen, so kann man das aus dein Verdampfer überrinnende Kondensat
dazu benutzen, den unteren Ringraum 2o, dessen Leerlaufen den Eintritt der Absorption
determiniert, leerzupumpen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man
die Leitung 61, die den Thermostaten 64 zum Anspringen bringt, nicht in die Leitung
62 einmünden läßt, sondern die obere Mündung dieser Leitung 61 in den Oberteil des
eigentlichen Kochers 1o hineinzieht. Die in der Leitung 6o auftretenden Gasblasen
fördern dann Lösung aus Leitung 62 in das Kocherrohr 1o, in dem die Lösung auf das
niedere Niveau herabfällt, und zwar läuft dann durch die Leitung 62 zufolge dieser
Förderwirkung der untere Ringraum 2o leer. Um ein schnelles Zusammenbrechen der
Gasblasen im Steigrohr 1g der Gegendruckpumpe hervorzurufen, und da bei der beginnenden
Drucksenkung noch eine gewisse Nachverdampfung im Steigrohr 1g der .Gegendruckpumpe
auftreten kann, kann man zweckmäßig die Ausführungsform nach Fig.2 wählen, deren
Bezugszeichen mit denen der Fig. 1 identisch sind. Das Dränierungsrohr 58 des Verdampfers
ist in diesem Falle zu einem Mantel go geführt, der das Steigrohr 1g der Gegendruckpumpe
ummantelt. Vom oberen Teil dieses Mantels go geht die Leitung 6o, je nach den Apparatabmessungen
aufsteigend oder sogar etwas absteigend, in die Leitung 61 hinein, deren obere Mündung
in den oberen Teil des Kocherrohres 1o hineinragt. Solange durch die Überlaufleitung
58 im wesentlichen Wasser, d. h. sehr arme, Lösung, abläuft, kommt es zu keiner
oderunbedeutender Gasblasenwirkung im Mantelgefäß go. Tritt aber im wesentlichen
reines Kondensat oder sehr reiche Lösung in den Mantelrahmen ein, so bilden sich
wegen der Beheizung durch die Gegendruckpumpe Gasblasen, die durch Leitung 6o in
die Leitung 61 treten und hier ein Hochfördern der Lösung bedingen. Wegen der Rückverbindungen
der Leitung 61 über den Thermostatbehälter 65, Leitung 63 und Leitung 62, die im
unteren Ringrauen mündet, wird durch diese Förderwirkung der Ringraum 2o leergepumpt,
was eine entsprechende Rückwirkung auf das Gefäß 81 hat, so daß nunmehr Gasblasen
in dieses Gefäß und durch Leitung 83 zum Absorberelement 14 treten können. Der Kühlmantel
go hat den weiteren Vorteil, daß Gasblasen, die sich nach Abstellen der Beheizung
wegen der Drucksenkung im Apparat in der Gegendruckpumpe bilden wollen, durch die
Kühlung ganz oder teilweise unterdrückt werden.
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Das Gefäß 81 dient, wie erwähnt, dazu, Kondensations- oder Absorptionsstöße
im Absorbersystem möglichst aufzunehmen und zu verringern, so daß derartige Stöße
geräuschlos werden. An Stelle des dargestellten einzigen Stoßgefäßes 81 kann die
Ausführungsform auch nach Fig. 3 ausgebildet sein; d. h. an Stelle des einen Gefäßes
81 kann noch ein weiteres Stoßgefäß. g1 . vorgesehen sein, in dem sich noch einmal
ein Gasraum bilden kann, da die Leitung 92, die zum Absorberelement führt, teilweise
in das Gefäß g1 hineinragt. Ferner kann es zweckmäßig sein, in die Absorberschlinge
14 beispielsweise eine Drahtwicklung 93, Stoßplatten o. dgl. einzusetzen,
die ein Zerteilen des eingedrungenen Gases bewirken, so daß, sich nach' Möglichkeit
keine den ganzen Querschnitt der Leitung einnehmenden oder sehr langen Gasblasen
bilden können.
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Es kann ferner zweckmäßig sein, in den Kocher und Verdampfer perforierte
Platten, Netze oder ähnliche an sich bekannte Widerstände einzulegen, um ein Überkochen
der Gefäße während der Gasbildungsperioden zu verhindern. Denn insbesondere beim
Anstellen der Beheizung, wenn der Druck im Apparat noch. niedrig ist, bilden sich
leicht sehr große Gasblasen, die Flüssigkeit mitreißen können.
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Ferner kann es vorteilhaft sein, insbesondere bei Apparaten mit schwankendem
Aufstellungsort, beispielsweise auf einem Schift oder einem Fahrzeug, im Verdampfer
und besonders im Ausgleichsgefäß zweckmäßig senkrechte Wände einzubauen, um ein
Schwappen der Lösung durch Bewegungen des Fahrzeuges
in möglichst
engen' Grenzen zu halten. Insbesondere ist dies von Wichtigkeit für das Ausgleichsgefäß,
dessen Spiegel, der während der Kochperioden reich wird, möglichst ruhig zu halten.
Eine schwappende Bewegung dieser Oberfläche würde ärmere Absorptionslösung nach
oben bringen, die eine gewisse Absorption entstehen lassen würde, bis -die neue
Oberfläche gleichfalls entsprechend dem Gleichgewichtszustand gesättigt ist.
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Da der Apparat sehr niedrige Temperaturen, bis - q.0°, erzeugt, kann
der Apparat, um ein zu scharfes Absinken der Temperatur zu verhindern, außer mit
entsprechenden Thermostatvorrichtungen auch mit einer Reguliervorrichtung versehen
werden, die das Absinken der Temperatur unter eine bestimmte Grenze verhindert.
Eine solche Einrichtung ist in Fig. q. dargestellt.
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Die Fig. q. zeigt das Stoßgefäß 81, in das Gas durch Leitung 8o eintritt,
um die aus Leitung 82 aufsteigende Flüssigkeit durch Leitung 83 zum Absorberelement
1q. zu heben. Das Gefäß 81 ist durch eine durchbrochene Wand 94 mit einer weiteren
Kammer 95 verbunden, die durch einen Bälg 96 nach außen abgeschlossen wird. Dieser
Balg trägt eine Ventilstange 97 mit einem Ventilkegel 98, der die Leitung 8o abschließen
kann. Die Druckplatte des Balges 96 ist durch eine Feder 99 belastet, derart, daß
bei Unterschreitung eines gewissen Druckes im Apparat, der ja die Temperatur determiniert,
die Feder 99 das Ventil 98 schließt, so daß keine weitere Absorption mehr erfolgen
kann. Die Feder 99 ist an einem geschlossenen Gehäuse angebracht. Ihre Kraft kann
in an sich bekannter Weise durch einen Handgriff roo beliebig eingestellt werden.
Durch diese Regelung hat man es in der Hand, eine bestimmte. Minimaltemperatur für
den Apparat einzu- ' stellen.
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Insbesondere beim Beginn der Absorptionsperiode treten leicht im Apparat
Druckpulsationen auf, die mutmaßlich durch ungleichmäßiges Eintreten von Dämpfen
aus dem Gefäß 81 in die Leitung 83 bedingt sind. Diese Dtuckpulsationen sollen im
Apparaf so kräftig gedämpft werden, daß sie keinen Lärm hervorrufen. Es ist aber
zweckmäßig, sie nicht vollständig zu unterdrücken, da diese Druckschwankungen :das
Zurücklaufen von Flüssigkeit aus dem unteren Ringraum 2o durch die Gegendruckpumpe
19 erleichtern. Um diese noch besser- auszunutzen, kann die 'Druckpumpe gemäß Fig.
5 ausgeführt werden.
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Die Fig. 5 zeigt das Kocherrohr 1o, den oberen Ringraum 2o, das Steigrohr
19 und die Pumpschlinge 18 der Gegendruckpumpe. Das Steigrohr 19 der Gegendruckpumpe
wird zweckmäßig, wie bei ioi gezeigt, mit einer schwanenhalsälinlichen Erhöhung
versehen, und an diese Erhöhung ioi wird ein Hilfsgefäß 1o2 angeschlossen, das im
normalen Betrieb gasgefüllt ist. Bei Druckpulsationen im System saugt dieses Hilfsgefäß
rot Flüssigkeit aus dem Ringraum-2o über den Knick 1o1, so daß keine Gasverstopfung
im Knick ioi möglich ist.