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Kleineiserzeuger Mit dem Gegenstand der Erfindung ist beabsichtigt,
einen leicht beweglichen, vielseitig verwendbaren, bequem und sicher auch von Laien
zu behandelnden Kälteerzeuger zu schaffen, mit welchem es möglich ist, überall unabhängig
von elektrischer Energie wahlweise kleine Mengen von Blockeis oder Speiseeis herzustellen,
einzelne Flaschen oder andere Behälter mit Getränken nacheinander oder Trinkwasser
und andere Flüssigkeiten im DurchfluB zu kühlen oder auch einen kleinen Kühlschrank
oder ein anderes Kühlgerät zu betreiben. Da Wärme als Energiequelle überall zur
Verfügung steht, wurde zur Lösung dieser Aufgabe das Prinzip der periodisch arbeitenden
Absorptionskältemaschine zur Anwendung gebracht.
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Es sind zahlreiche Bauarten von kleinen oder größeren Absportionskältemaschinen
bekannt, die periodisch arbeiten und von denen einige Bauarten auch eine -weitgehende
Lageveränderung der Maschine während des Betriebes gestatten. Bei mehreren dieser
Bauarten besteht die Absportionsmaschine .nur aus zwei Behältern, von denen der
eine den Koclierabsorber und der andere 'den Kondensatorverdanipfer darstellt. Andererseits
kennt man Absportionsmaschinen dieser Art. bei denen der Kondensator vom Verdampfer
räumlichen Abstand hat und nur durch Rohrleitungen mit demselben verbunden ist.
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Es ist weiter bekannt, den Verdampfer gleichzeitig als Kondensator
zu benutzen oder auch eine besondereKühlvorrichtung direkt in den Verdampfer einzubauen.
Meist sind diese Kondensatoren als Rohrschlange ausgebildet. Bei einer Bauart werden
eine Reihe offener Teller zur Anwendung gebracht, in welchen sich das flüssige Kältemittel
sammelt.
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Es ist aber bei einer leicht ortsbeweglichen Absorptionsmaschine,
wie es der Kleineiserzeuger der Erfindung sein soll, dringend erwünscht, mit möglichst
wenig Raum im Verdampferkondensator auszukommen und trotzdem die Wärmeaustauschflä
che so gro1,1 zii halten, daß die Kondensation auch bei stärkster Beanspruchung
der hlächeii iiiit relativ niedrigem Druck erfolgt. Es ist außerdem wichtig, in
einem Gerat, das vornehmlich der Eiserzeugung dienen soll, die Verdampfung des Kältemittels
im Verdampfer über einer möglichst großen Fläche verlaufen zti lassen,
an
welcher die Kälte auf das Kühl- oder Gefriergut übertragen wird. Zwar hat man bei
der erwähnten Bauart einer Absorptionskältemaschine durch die Anordnung einer größeren
Anzahl von flachen Tellern, in denen sich das flüssige Kältemittel bei der Kondensation
sammelt und so beim Verdampfen gleichmäßig die Kälte an die mit dem Gefriergut in
Berührung stehende Fläche abgibt, diesen Zweck erreicht. Diese Bauart ist jedoch
deshalb zu verwerfen, weil sie ein Kippen des Apparates oder auch nur ein Schräglegen
nicht gestattet und weil die Herstellung des so geformten Verdampfers relativ schwierig
ist. Nach der Erfindung erreicht man den gleichen Zweck viel bequemer und billiger
dadurch, daß man dem Verdampfer die Form eines scharfen Keilringes gibt, weil dann
die größere Menge des Kältemittels in dem weiteren Teil des Verdampfers untergebracht
ist und ein großer Teil der Wärmeaustauschfläche während des Verdampfens flüssigkeitsbenetzt
bleibt. Man kennt allerdings auch bereits eine Bauart des Kondensatorverdampfers
einer Absorptionskühlmaschine, bei welcher der ringförmig ausgebildete Verdampfer
schwach konisch gestaltet ist. Das geschieht aber hier zu dem Zweck, das an den
Verdampfer angesetzte Eis bequemer lösen zu können. Eine Verlängerung der Dauer
des Benetztbleibens der Wärmeaustauschflächen mit verdampfendem Kältemittel ist
hierbei nicht beabsichtigt und auch nicht unbeabsichtigt im wesentlichen Umfang
erreicht.
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Beim Gegenstand der Erfindung sind große Kondensationsflächen im Verdampfer
so untergebracht, daß sie nur äußerst kleinen Raum beanspruchen, sehr leicht herzustellen
und einzubauen sind und außerdem zwangsläufig durch federnde, innige Berührung die
Wandungen des Verdampfers an der Kondensation des Kältemittels teilnehmen lassen.
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Alle bekannten Bauarten von Absorptionskältemaschinen sind übrigens
nur für eine Benutzungsart geeignet; eine wahlweise Benutzung zum Gefrieren von
Blockeis, zur Herstellung von Speiseeis, zur Kühlung einzelner Flaschen und anderer
Getränkebehälter oder zum Kühlen von Schränken usw., wie es mit dem Gegenstand der
Erfindung beabsichtigt und erreicht ist, ist mit ihnen nicht möglich.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsart des Gegenstandes der Erfindung
in Abb. i im senkrechten Schnitt dargestellt. Die Buchstaben a, b, c, d und
e beziehen sich auf den Kocherabsorber, der durch zwei Rohrhenkel f und g
mit dem senkrecht über ihn angeordneten Kondensatorverdampfer k verbunden ist. Diese
Rohrhenkel f sind durch Siebe lt oder durch ein gelochtes Ringrohr an dessen
Stelle vor dem Einfall von Absorptionsmasse geschützt und außerhalb des Absorbers
durch die Überbrückungsleitung i. miteinander verbunden. Der Rohrhenkel f führt
vom Kocherabsorber direkt in die obere Kante des Kondensatorverdampfers h, der durch
die beiden konischen Becher l und in gebildet wird. Der andere Rohrhenkel
g ist bei .ia durch einen seitlichen Ansatz o blind verschlossen. Dieser Ansatz
führt auf dem weiteren Weg des Rohrhenkels g zu dem im Kondensatorverdampferk untergebrachten
Kondensatorrohr p. Das Kondensatorrohr p hat die Form eines Ringes, wie Schnittbild
(Abb. 2) erkennen läßt, dessen eines Ende an den Rohrhenkel g anschließt und dessen
anderes Ende durch den Verdampferaußenmantel nt nach außen führt und hier eine Schlauchtülle
q erhält. Auch der Rohransatz o erhält eine Schlauchtülle.
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Das Kondensatorrohr p trägt eine Anzahl Wärmeaustauscher r, die keilartig
gewinkelt sind und aufgeklappt etwa die Form von Schmetterlingsflügeln haben. In
den Abb. 4., 5 und 6 ist die Form der Wärmeaustauscher dargestellt. Diese Wärmeaustauscher
greifen mit einer Auskragung über das Kondensatorrohr p hinweg und sind, wie aus
Abb. z ersichtlich, so eingehängt, daß sie 'sich beim Eindrücken in den Kondensatorverdampfer
sowohl fest an die Außen- und Innenwände desselben anlegen als auch das Kondensatorrohr
p festfedernd umfassen, wobei durch das Bestreben des Auseinanderbiegens der zusammengefalteten
Flügelenden ein scharfer Druck von den Wärmeaustauschern nach allen Wandungen und
Berührungsstellen hin ausgeübt wird. Die scharf zulaufende keilartige Form des Verdampferhohlraumes
bewirkt dabei, daß die federnden Wärmeaustauscher das Bestreben haben, nach oben
zu gleiten, so daß sie sich auch an die obere horizontale Fläche des Verdampferabschlusses
anlegen.
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Zur Benutzung des Kleineiserzeugers wird der Kondensator mit Schläuchen
oder Rohren an die Wasserleitung oder an einen höherstehenden Wasserbehälter angeschlossen
und das Gerät, wie in Abb. j gezeigt, auf den Küchenherd oder auf den Gasofen aufgestellt
oder auf einer anderen Heizquelle untergebracht. Das ausgetriebene Kältemittel kondensiert
an den gekühlten Flächen des Kondensators innerhalb des Verdampfers und sammelt
sich in dem keilförmigen Ringraum zwischen den Bechern L und na des
Verdampfers k an.
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Die Abmessungen des Geräts werden so getroffen, daß nach dem Austreiben
des Kältemittels der Verdampfer bis zu den Wärmeaus tauschern mit flüssigem Kältemittel
angefüllt ist. Während der Kühlperiode kann der
Kocherabsorber in
einen Wasserkübel eingestellt oder herieselt oder sonstwie gekühlt werden.
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Zum Gefrieren von Blockeis füllt man den inneren Becher des Verdampfers
mit Wasser, und die eintretende Verdampfung des Kältemittels läßt das Wasser zu
einem Eisstück gefrieren. Es kann in bekannter Weise in den inneren Raum des Verdampfers
zusätzlich ein Bechers aus gut wärmeleitendem Metall mit Salzwasser oder einer anderen
nicht gefrierenden Flüssigkeit benetzt eingesetzt werden, wonach dann das Wasser
in diesem Becher zu Eis gefroren wird und mit ihm aus dein Apparat herausgenommen
werden kann: Beim Gefrieren von Speiseeis wird die Eismasse in den Bechers eingegossen
und mit einem Spatel t etwa in Form eines Holzkreuzes die an der Wandung des Bechers
gefrierende Masse abgeschabt.
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Die Ausbildung des im Verdampfer angeordneten Kondensators ermöglicht
es, den Kleineiserzeuger während der Absorptionsperiode, wie in Abb. 8 dargestellt,
als Trinkwasserkühler zu benutzen. Das Wasser oder die andere zu kühlende Flüssigkeit
läßt man einfach den Kondensator durchfließen. Da seine Kühlflächen sämtlich in
der Zone nassen Kaltdampfes liegen, erfolgt die Kühlung des Durchflußmittels mit
großer Gleichmäßigkeit. Man kann aber auch die Absorptionskä lteniaschine in waagerechte
Lage bringen und dadurch einen Teil der Wärmeaustauscher in das flüssige Kältemittel
eintauchen, wodurch die Kältewirkung auf das Durchflußmittel verstärkt wird.
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Weiter gestattet es der Kleineiserzeuger, ihn nach Abb. 9 so in einen
Kühlschrank einzuhängen, daß sich der Kocherabsorber außen und der Kondensatorverdampfer
innen befindet, wobei der Henkel f nach oben liegen soll. Das verdampfende Kältemittel
kühlt dann das Schrankinnere ab.
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Sofern der Apparat zur Herstellung von Blockeis oder Speiseeis oder
zum Kühlen von Flaschen oder von durchfließenden Flüssigkeiten benutzt wird, kann
zur Verminderung des Verlustes an Kälte nach außen von unten über den Verdampfer
eine Hülle it aus Wärmedämmstoff geschoben werden. Bei der Verwendung des Geräts
für die Schrankkühlung bleibt diese Hülle fort.
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Als wesentlicher Vorteil des Gegenstandes der Erfindung gegenüber
bekannten Einrichtungen werden hervorgehoben: i. Die Anwendung der als lose Winkelflügel
ausgebildeten Wärmeaustauscher, die frei Tiber den wasserführenden Rohrring gehängt
und mit diesem zusammen in den keilförmigen Verdampfer eingelegt werden. Mit dieser
Vorrichtung wird die Teilnahme der Verdampferinnenflächen an der Kondensationsarbeit
erzwungen und eine dauernd gut wärmeleitende Verbindung hergestellt. Während der
Absorptionsperiode wird der Kältemitteldampf durch die Wä rrneaustauscher getrocknet
und die Temperatur der dampfberührten Verdampferfläche annähernd gleich der der
flüssigkeitsbenetzten gehalten. Außerdem ist die Herstellung des Kondensators in
dieser Bauart sehr vereinfacht.
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Die übereinanderliegende Anordnung des Kocherabsorbers und des Kondensatorverdainpfers
gestattet es, die Absorptionsmaschine wie ein beliebiges Kochgerät auf einem Gaskocher
oder auf dem Küchenherd oder gar über einem offenen Feuer zu beheizen und den Kocherabsorber
während der Absorptionsperiode einfach in einen Wasserkübel einzustellen. Die Zu-
und Ableitung des Kühlwassers während der Heizperiode geschieht durch Schläuche
von der Wasserleitung oder von einem höhergestellten Gefäß aus. Es ist aber durch
diese Anordnung auch möglich gemacht, die Absorptionsmaschine mit dem Verdampfer
in einen Kühlschrank einzuhängen, während der Absorber an der Außenseite frei von
der Luft umströmt wird oder mit Kühlwasser berieselt oder mit feuchten Lappen behängt
werden kann.
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3. Der Kondensatorverdampfer wird aus zwei ineinanderstehenden Bechern
gebildet, die an den Böden gleichen, oben aber verschiedenen Durchmesser haben und
durch einen eingeschweißten Ringdeckel verbunden sind. Durch diese Bauart erhält
der Kondensatorverdanipfer h die Form eines scharf zulaufenden Keilringes, dessen
Fassungsvermögen nach oben wächst. Die überwiegend größere Menge des flüssigen Kältemittels
befindet sich also oben im Verdampfer. Dadurch bleibt während der Absorptionsperiode
für längere Dauer eine größere Innenfläche der Gefrierseite flüssigkeitsbenetzt,
als es z. B. bei - zylindrischer oder schwach konischer Ausbildung des Kondensatorverdampfers
der Fall ist. Außerdem kann dadurch der Kleineiserzeuger beliebig bewegt oder schräg
gehalten oder gar umgelegt werden, ohne daß seine Wirkung eine Einbuße erleidet.
Die Versuche haben ergeben, daß die Eisbildung von den Wandungen des inneren Bechers
1 aus gleichmäßig zur Mitte fortschreitet, wodurch ein schnelles Durchfrieren des
Becherinhalts ohne tiefe Unterkühlung erfolgt. Bei Benutzung der Absorptionskälteinaschine
zur Schrankkühlung gemäß Abb.9 hat die gewählte Form zur Folge, daß alle Kühlflächen
zur Waagerechten geneigt liegen und die gekühlte Luft glatt abfließen lassen. Das
Tau-oder Schmelzwasser kann nur an einem
Punkte abfließen und läßt
sich also ohne Störung des Luftaustausches sehr leicht auffangen und abführen.
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Ohne das Wesen der Erfindung zu ändern, kann der Verdampferkondensator
mit dem Kocherabsorber auch durch ein einzelnes querschnittgrößeres Henkelrohr verbunden
werden. Diese Ausführungsart ist durch Abb. io veranschaulicht. Die Kühlwasserabflußleitung
führt dann über einen Teil ihrer Länge durch das Henkelrohr d zentral hindurch,
und für diese Länge ist damit ein Gegenstromvorkühler für den Kältemitteldampf gebildet.
Außerdem wird es dadurch möglich, den Kocherabsorber bei waagerechter oder schräger
Lage der Absorptionskältemaschine zu beheizen, etwa durch ein offenes Feuer, wobei
der Kondensatorverdampfer während der Kochperiode und der Kocherabsorber während
der Absorptionsperiode in ein Wassergefäß eingetaucht werden kann.
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Selbstverständlich kann der Kleineiserzeuger auch durch elektrische.
Energie beheizt werden. Eine gewöhnliche Heizplatte läßt sich in den Hohlraum des
Kocherabsorbers einschieben und dort mit elektrischer Energie beschicken. Es ist
aber auch möglich, ein besonders angepaßtes Heizelement zu benutzen, das fest oder
lösbar mit dem Kocherabsorber verbunden ist. Dabei kann zur Verkleinerung des Wärmeverlustes
die Außenseite des Kocherabsorbers mit einer abnehmbaren Wärmedämmstoffschicht versehen
werden.