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Periodische Absorptionskältemaschine Die Erfindung betrifft eine periodische
Kältemaschine. Es ist bei diesen Maschinen bereits bekannt, den Kocher, Verdampfer
und Kondensator in dieser Reihenfolge anzuordnen. Erfindungsgemäß hat der Kondensator
einen Aufnehmer, unter dem in geschlossenein Kreislauf mit ihm ein gekühltes Umlaufrohr
- liegt, in dem die einströmenden Kältemitteldämpfe einen Umlauf der Kältemittelflüssigkeit
zwischen Aufnehmer und Umlaufrohr erzeugen. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform
der Erfindung gehen die Kältemitteldämpfe nach dem Äufnellmer durch Kühlschlangen,-
worauf sie als Kondensat in das Umlaufrohr eintreten und dann an dein Flüssigkeitskreislauf
durch den Aufnehmer teilnehmen.
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Da bei einer periodischen Absorptionskältemaschine mit fortschreitender
Heizperiode die Menge des umgewälzten Kältemittels zunimmt, würde infolgedessen
eine ziemlich beträchtliche Flüssigkeitsmenge in Umlauf versetzt. Ferner nimmt im
Verlauf der Kochperiode die Temperatur des Kältemittels im Kondensator zu. Für den
- Wirkungsgrad einer periodischen Absorptionskältemaschine ist es von wesentlicher'
Bedeutung, daß die Kondensation schnell erfolgt. Dadurch, daß nach der Erfindung
die einströmenden Kältemitteldämpfe einen Kältemittelumlauf erzeugen, wird die Leistung
des Kondensators ohne übermäßige Bemessung der Oberfläche derart gesteigert, daß
die Anordnung einer besonderen Kühleinrichtung mit umlaufendem Kühlwasser nicht
mehr erforderlich ist. Die Herstellungskosten der Anlage werden dadurch herabgesetzt,
und es werden auch die Betriebskosten verringert.
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Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise
dargestellt; es zeigen Fig. z schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
in Anwendung auf eine Kältemaschine mit intermittierender Absorption, wobei der
Kondensator, der Speicher und die Rohrschlangen 'einen Bauteil bilden, Fig.2 eine
Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Kondensatoreinrichtung, bei der
der Kondensator, der Speicher und die Rohrschlangen einen Bauteil bilden, Fig.3
eine Draufsicht eines Teiles der Kondensatoreinrichtung nach Fig. 2, -Fig. d. eine
Ansicht, zum Teil im Schnitt, einer anderen Ausführungsform einer Kondensatoreinrichtung,
bei der Kondensator, Speicher und Rohrschlangen einen Bauteil bilden, und.
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Fig. 5 eine Draufsicht der Kondensatoreinheit nach Fig. 4..
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Bei der Beschreibung der Erfindung wird angenommen, daß eine im entsprechenden
Mischungsverhältnis von Ammoniak und Wasser stehende Mischung verwendet wird. Die
Erfindung ist indessen nicht auf die Verwendung dieser beiden Flüssigkeiten beschränkt,
da
auch andere Medien verwendet werden können.
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Der (Saug-) Generator 5 ist mit wässeriger Ammoniaklösung gefüllt.
Sein Inhalt wird,, mittels eines Gasbrenners 6 o. dgl. erhitzt". Der im Generator
erzeugte Dampf wird clui=eh,: ein Rohr 7 nach einer Wasserverschlußeiü-. richtung
8 geleitet; das Auslaßende des Roh= res liegt neben dem Boden des Verschlusses und
taucht in das Wasser 9. Die Gase werden durch das Wasser hindurchgedrückt und entweichen
aus dem V erschluß durch ein Rohr i i. Sie gelangen dann in einen Reiniger 12. Zweckmäßig
treten sie dabei am oberen Teil ein. Der größere Teil des im Dampf enthaltenen Wassers
wird abgeschieden und gelangt zu dem Verschluß durch das Rohr 13 zurück.
Das überlaufende Wasser tritt in ein Rohr 14; die obere Mündung des Rohres liegt
zwischen dem Oberteil und dem Boden des Wasserverschlusses. Das Wasser fließt über
das Rohr 14 durch ein schleifenartiges Rohr i 5 zum Generator. Die Gase gehen unter
dein im Generator erzeugten Druck durch ein Rohr 16 nach einem Aufnehmerrohr 17
des Evaporators. Dieses Rohr steht mit dein Evaporator 18 in dauernder Verbindung,
und in diesem stehen die Gase unter Druck. Kühlrohre i9 stehen ebenfalls mif dem
Evaporator in dauernder Verbindung, und die Gase treten ebenfalls in diese Rohre
unter Druck ein. Sobald ein Dampfdruck in den Kühlrohren, dem Evaporator und dem
Evaporatoraufnehinerrohr auftritt, wird der Dampf in ein Rohr 21 gedrückt, und er
trifft auf einen Flüssigkeitsverschluß, der etwa in gleicher Höhe wie die Flüssigkeit
im Generator steht. Der Dampf geht auch durch ein Rohr 22, das in dem nach oben
zeigenden Schenkel 23 einer Umlaufleitung 24 des Kondensatorspeichers mündet.
Es ist zu beachten, daß das Rohr 22 neben seiner Verbindung mit der Kondensatorumlaufleitung
nach oben gebogen ist. Es ist ferner zu beachten, daß der untere Teil des nach oben
gerichteten Schenkels -23 bis unter die Umlaufleitung 24 reicht, so daß ein Topf
23a gebildet wird. Der Dampf füllt die Umlaufleitung und geht dann nach oben in
den Kondensatorspeicher 25. Es ist zu beachten, daß der nach oben gerichtete Schenkel
23 den Dampf nach einem erweiterten Rohre 26 leitet, das seinerseits mit dem Kondensatorrohr
27 verbunden ist, durch das der Dampf in die Kondensatorrohrschlange 28 strömt.
Das Rohr 24 hat zur guten Wärmeableitung Kühlrippen. Die Kondensatorrohrschlange
hat zweckmäßig ebenfalls Kühlrippen 29 o. dgl. zur Vergrößerung der Kühlfläche.
Ferner hat die Kondensatorrohrschlange 28 kleineren Durchmesser als das Rohr 27.
Jeder Teil der Kondensatorrohr-Schlange ist nach unten geneigt und mündet schließlich
in den waagerechten Teil des Rohres 24. Der nach unten gerichtete Schenkel der Umlaufleitung
des Kondensatorspeichers ,i.yt U-förmig ausgebildet, wie bei 31 angetet. Der Dampf
wird in die Kondensatorrtlirschlange hineingedrückt und kondensiert dort. Das Köndensat
fließt nach unten in die Umlaufleitung 24. Es füllt den U-förmigen Tei13i und fließt
in den na,@h oben gerichteten Schenkel. so daß der einströmende Dampf die Flüssigkeit
durch diesen Schenkel in den Kondensatorspeicher drückt. Dort wird sie gespeichert
und läuft durch das Rohr 24 um. Dies erfolgt so lange, wie der Generator geheizt
wird, d. h. während der ganzen Heizperiode.
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Ein Rohr 20 steht mit dem oberen Teil des Kondensatorspeichers in
Verbindung und geht nach dem oberen Teil der Kondensatorrohrschlange 28, mit der
es in Verbindung steht. Dieses Rohr verhindert, daß der Dampf im Kondensatorsammler
und in dem nach oben führenden Rohre 27 verschiedenen Druck hat.
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Bei Beendigung der Heizperiode hört die Wärmezufuhr am Generator auf,
und die Kühlperiode beginnt. Flüssiges Ammoniak ist jetzt im Rohr 24 und in einem
Teil des Kondensatorspeichers aufgespeichert. Es ist ersichtlich, daß der Kondensatorspeicher
ein größeres Volumen haben muß als die gesamte Ammoniakfliissigkeit, die in das
Rohrsystem als Füllung eingespeist ist.
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Das Ammoniak erzeugt in den Rohren 26 und 27 der KondensatorrohrSchlange
28 und im angefüllten Teil des Kondensatorspeichers einen Druck. Der Druck drückt
das flüssige Ammoniak im Rohr 22 hoch. Es tritt in den Evaporatoraufnehmer
17. ein und fließt nach unten in den Evaporator und in die Kühlrohre.
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Während der Kühlperiode wird die Wärme im Kühlschrank durch das Verdampfen
der Ammoniakflüssigkeit in den Kühlrohren zum Evaporator abgeführt. Von dort geht
der Dampf zum Ev aporätoraufnehmerrohr, durch das Rohr 21 in die Wasserrückleitung
14 und von dort über das schleifenförmige Rohr 15 in den Generator.
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Ein Abflußrohr 32 mündet in einem Schenkel der Kühlrohre. Seine Mündung
liegt dicht am Boden der Rohre. Dieses Rohr bildet die Verlängerung des aufwärts
gerichteten Schenkels des Kühlrohres, geht durch den Evaporator nach einem Punkte,
der höher ist als die höchste Stelle des Evaporatoraufnehmlerrohres und von dieser
Stelle an nach unten in einen erweiterten Teil 33. Von diesem führt ein Rohr 34
nach unten und mündet mit einer, schwachen Biegung nach oben in
das
Rohr 21, und zwar an einer Stelle, die etwa in gleicher Höhe wie der Flüssigkeitsspiegel
des Generators liegt. Ein Ablaufen tritt nur im ersten Teil der Heizperiode auf.
Sobald ein geringer Druck im Rohrsystem durch den Generator erzeugt wird, gleicht
der Druck im Ablaufrohr dem Druck im Rohrsystem, und das Ablaufen hört auf. Der
Zweck des Rohres besteht darin, jede Spur von Wasser in den Kühlrohren zu beseitigen,
das die Leistung der Anlage wesentlich verringern würde.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 geht der unter Druck
stehende Dampf von dem Generator durch das kohrsvstein und tritt in den nach unten
gerichteten Schenkel der Kondensatorumlaufleitung 24 an einer Stelle ein, die zwischen
dem unteren Teile eines U-förmigen Rohres 31 und dem Rohre 24 liegt. Der Dampf geht
weiter durch das Rohr 24. und von dort durch den aufwärts gerichteten Schenkel
2-3 in den Isoncleiisatorspeicher 25.
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Mit dem oberen Teil des Kondensatorspeichers 25 sind mehrere U-förmige
Steigrohre 36 verbunden, die eine Verbindung herstellen und senkrecht nach oben
gehen. Senkrechte Kühlrippen 37 sind an den Rohren befestigt und sind radial gerichtet,
um eine große Wärmeübertragungsfläche zu bilden. Der Dampf in dem Kondensatorspeicher
steigt in diesen Rohren hoch und kondensiert. Das Kondensat fließt zum Kondensatorspeicher
zurück, wo es gespeichert wird und durch das Umlaufrohr 24 des Kondensators zirkuliert,
und zwar mittels aus der Rohrleitung kommenden Dampfes. Bei dieser Ausführungsform
ist die Kondensatorleistung dieselbe wie die nach Eig. i.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung ist während der Kühlperiode ähnlich
der vorbeschriebenen.
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Bei der Ausführung nach den Fig. .4 und 5 ist es zu beachten, daß
die Einrichtung aus einem Kondensatorspeicher a5 und aus einem Rohr 41 besteht,
das damit in Verbindung steht. Das obere Ende des Rohres ist mit einem Oberflächenkondensator
d:2 verbunden. Dieser Kondensator besteht aus einem Zylinder, der innerhalb eines
Zylinders liegt. Der Außenzylinder 4.3 ist etwas größer als der Innenzylinder 44.
Ober- und Unterteil des inneren Zylinders sind so gestaltet, daß eine größere Fläche
45 entsteht. Ein Rohr 4.6 steht init dem Kondensator in Verbindung, und zwar zweckmäßig
an seinem unteren Teile. Das Rohr ist nach unten gebogen und steht mit dem nach
unten zeigenden Schenkel 47 eines Umlaufrohres .48 in Verbindung. Es ist zu beachten,
daß das Rohr Kühlrippen 49 hat. Der Schenkel 4.7 des Umlaufrohres hat am unteren
Teil einen U-förmig gebogenen Teil 51. Das Rohr 22 ist an der Verbindungsstelle
mit dem Umlaufrohr etwas nach oben gebogen. Die Arbeitsweise des Kondensators ist
folgende: Der entwickelte Dampf wird, nachdem er das- ganze Rohrsystem angefüllt
hat, durch das Rohr 22 vor den U-förmigen Teil 51 gedrückt. Er geht durch den Rohrkrümmer
und dann in den Kondensatorspeicher, füllt diesen und steigt in das Rohr 4i, tritt'
am Oberteil des Kondensators 4.2 ein und bewirkt einen Umlauf des Kondensats; das
Kondensat fließt durch das Rohr .16 in den unteren Schenkel.; des Rohrkrümmers und
in den Kondensatorspeicher, und zwar entweder durch den abwärts zeigenden Schenkel
oder durch das Umlaufrohr. Wenn der Kondensatorspeicher so viel Flüssigkeit enthält,
daß die Enden des Umlaufrohres unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegen, entsteht
ein Umlauf der Flüssigkeit durch den Dampfdruck, der vom Rohr 22 kommt.
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Ein Umlaufen im Speicher des Kondensators tritt nur ein, wenn das
Gas anfängt zu kondensieren und durch die Schwerkraft in den Krümmer 51 läuft, so
daß ein Flüssigkeitsverschluß entsteht. Vorher strömt das Gas durch die Einrichtung
hindurch, bis der Druck erreicht wird, bei dem es kondensiert.