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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gleichrichter für eine Absorptions-Kältemaschine
und insbesondere auf eine Gleichrichter-Vorrichtung für eine Absorptions-Kältemaschine,
die zur Erhöhung
des Durchsatzes beim Regenerieren einer Absorptionsmittellösung und
einer Kühlmittelflüssigkeit
geeignet ist.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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In
einer Absorptions-Kältemaschine,
die einen Absorptions-Kühlungs-Kreislauf
verwendet, werden ein Kühlmittel,
das verdampft und somit in der Temperatur abgesenkt wurde sowie
eine Absorptionsmittellösung,
die den Kühlmitteldampf
absorbiert hat und eine hohe Temperatur aufwies, jeweils einem abgekühlten Wasser
und einem Kühlwasser
ausgesetzt, um das Kühlen
und Erwärmen
beim Betreiben einer Klimaanlage zu erzeugen. Wenn die Absorptionsmittellösung den
Kühlmitteldampf
absorbiert, wird die Konzentration des Absorptionsmittels abgesenkt, was
dessen Absorptionsmöglichkeiten
verringert. Zum Wiederherstellen der Konzentration der Absorptionsmittellösung wird
ein Regenerator, in dem Kühlmitteldampf
von der Absorptionslösung
freigesetzt wird, zur Verfügung
gestellt. Ebenso wird ein Gleichrichter zum Gleichrichten des in
dem Regenerator freigesetzten Kühlmitteldampfs
für ein
höheres
Reinheitsniveau und das Zuliefern zu einem Kondensor zur Verfügung gestellt.
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Der
Gleichrichter ist üblicherweise
ein röhrenförmiger Turm,
der als "Gleichrichtersäule", der mit spanartigen
Füllstoffmaterialien
sowie Pallringen (pall rings) oder Raschig-Ringen (Raschig rings)
befüllt
sind. In dem Gleichrichter wird, während die Absorptionsmittellösung einer
geringeren Konzentration oder die verdünnte Lösung durch den mit spanartigen Füllstoffmaterialien
befüllten
Gleichrichter nach unten hindurchgeführt wird, der von dem Generator nach
oben geschickte Kühlmitteldampf
dazu gebracht, direkt mit der verdünnten Lösung in Kontakt zu treten,
um deren Reinheit zu erhöhen.
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Die
nach unten hindurchgeführte
verdünnte Lösung kann
jedoch in dem Gleichrichter entlang und nahe der inneren Wand des
Gleichrichters verlaufen. Ebenso neigt der nach oben gesendete Kühlmitteldampf
dazu, aufgrund der Reibung mit der Oberfläche der inneren Wand nahe der
inneren Wand eine geringere Geschwindigkeit und im Bereich des Zentrums
eine höhere
Geschwindigkeit aufzuweisen. Ein Großteil des nach unten gerichteten
Stroms wird von dem Dampf entgegen der innern Wandoberfläche des
Gleichrichters gedrückt,
was dazu führt,
dass nur noch ein geringerer Teil des Flusses im Bereich des Zentrums
verläuft.
Dies führt
dazu, dass der Kontakt zwischen dem Dampf und der Flüssigkeit
sowie die Reinheit des Kühlmitteldampfs
kaum in dem gewünschten
Maße erhöht wird.
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Zur
Kompensation dieses Problems wird in der offengelegten japanischen
Gebrauchsmuster-Veröffentlichung
Nr. (Sho) 63-19459 ein modifizierter Gleichrichter mit speziellen
Füllstoff-Elementen offenbart.
Das Füllstoff-Element,
welches hierin verwendet wird, weist eine Rohrform aus einem rollierten
Stahlnetz auf, welches aus einer wellenförmigen Metallfaser, so wie
einem Edelstahldraht, erzeugt wird. Insbesondere ist die Rolle dadurch
gekennzeichnet, dass die Konzentration des Drahts in einem zentralen
Bereich durch ein engeres Rollen als in einem äußeren Kantenbereich höher ausgestaltet ist.
Da das Füllstoff-Element
im Bereich der zentralen Region in seiner Dichte höher ist,
wird der Fluss des Kühlmitteldampfs
auf die äußere Kante,
an der die Dichte geringer ist, verzerrt, was dazu führt, dass dessen
Aufstiegsgeschwindigkeit über
den Querschnitt der Gleichrichtersäule einheitlich ist. Der nach unten
gerichtete Strom verdünnter
Lösung,
die durch den Gleichrichter hindurchgeführt wird, kann aufgrund von Kapillareffekte
dazu neigen, entlang oder nahe dem Zentrum des Füllstoff-Elements zu verlaufen.
Um diesen nach unten gerichteten Strom auf die äußere Kante zu verzerren, ist
eine Dispergierplatte mit konischer Form zusammen mit dem Füllstoff-Element
verwendet worden.
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Jedoch
bereitet solch ein konventioneller Gleichrichter mit dem oben beschriebenen
Füllstoff-Element
die folgenden Nachteile. Normalerweise wird eine Vielzahl von Füllstoff-Elementen übereinander
gestapelt, um die Reinheit des Kühlmitteldampfs
zu erhöhen.
Wenn die Füllstoff-Elemente
in dem aus dem Stand der Technik bekannten Gleichrichter in Schichten
angeordnet werden, müssen
die Dispergierplatten zwischen jedem zweier benachbarter Füllstoff-Elemente
sowie an der Unterseite des Gleichrichters angeordnet werden. Dies
bedingt eine aufwändige
Konstruktion des Gleichrichters und erhöht dessen Höhe über alles. Entsprechend werden die
Dimensionen des Gleichrichters aus dem Stand der Technik vergrößert, was
unvorteilhaft für
die Verwendung in kleinen, im Haushalt verwendeten Absorptions-Kältemaschinen
ist. Zusätzlich
hierzu müssen
die Dispergierplatten mit konischer Form präzise in vorgegebenen Intervallen
zueinander angeordnet werden, um den Effekt bei Verwendung eines
komplexen Verfahrens bei der Produkt zu optimieren.
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Es
wird hierin Bezug genommen auf die US-A-4,432,914, die eine Kontakteinrichtung
für Gase
und Flüssigkeiten
offenbart, welche speziell konturierte Gitterelemente in einem aufrechten
zylindrischen Kessel, in dem das Gas aufwärts und die Flüssigkeit
abwärts
wandert, aufweist.
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Die
FR-A-899 222 offenbart eine Kontakteinrichtung für Gase und Flüssigkeiten
mit einer transversal angeordneten, mit Löchern ausgeformten konkaven
Platte, die die Füllstoffkörper abstützt. Gas wird
am Boden eingeführt
und tritt nach oben durch die Füllstoffkörper hindurch,
während
die Flüssigkeit durch
die Füllstoffkörper nach
unten absinkt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Gleichrichtervorrichtung für eine Absorptions-Kältemaschine
zum Hindurchführen
eines Kühlmitteldampfs,
der in einem Regenerator der Kältemaschine
erzeugt wurde, durch einen Dampf/Flüssigkeits-Kontaktblock der
Gleichrichtervorrichtung zur Erhöhung
von dessen Reinheit und zum Zuführen des
Kühlmitteldampfs
einer höheren
Reinheit zurück zu
einem Kondensor der Kältemaschine,
zur Verfügung
gestellt, wobei der Dampf/Flüssigkeits-Kontaktblock
umfasst:
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Füllstoff-Elemente
zum Vorsehen eines Dampf/Flüssigkeits-Kontakts; und Flüssigkeits-Dispergiermittel,
welche oberhalb der Füllstoff-Elemente angeordnet
sind, um die Kontaktflüssigkeit
auf die obere Oberfläche
der Füllstoff-Elemente zu dispergieren;
wobei die Füllstoff-Elemente
einen Körper ausformen,
welcher einen konischen Aufbau mit seinem Scheitelpunkt bei einem
zentralen Bereich des Bodens des Körpers und zum Verwirklichen
des Kontakts der von dem Flüssigkeits-Dispergiermittel
dispergierenden Kontaktflüssigkeit
mit dem durch die Füllstoff-Elemente
hindurchtretenden Kühlmitteldampf,
und zum zusätzlichen
Vorsehen eines Dampf/Flüssigkeits-Kontakts über den
gesamten konischen Oberflächenbereich
des konischen Aufbaus nach unten, herausragt, aufweist.
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Im
Betrieb wird der von den Flüssigkeits-Dispergiermitteln
dispergierte Flüssigkeitsstrom über die Füllstoff-Elemente
auf das Zentrum des konisch ausgeformten Bodens des Füllstoff-Elements verzerrt, während er
nach unten durch das Füllstoff-Element hindurch
verläuft.
Ebenso wird der Kühlmitteldampf, der
von unten nach oben durch das Füllstoff-Element hindurch
gesendet wird, radial auf die äußere Kante des
Füllstoff-Elements hin abgelenkt,
wenn er entlang des konisch ausgeformten Bodens verläuft.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Für ein besseres
Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie die Erfindung ausgeführt werden
kann, wird nunmehr beispielhaft auf die beiliegenden Zeichnungen
Bezug genommen, in denen:
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1 eine Querschnittsansicht
einer Gleichrichter-Vorrichtung
ist, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein Blockdiagramm eines
Zirkulationssystems für
ein Kühlmittel
und eine Absorptionslösung
in einer Absorptions-Kältemaschine,
die mit einer Gleichrichter-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgestattet ist, zeigt;
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3 eine Ansicht von oben
auf die Dispergiermittel ist; und
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4 eine schematische Ansicht
ist, die einen Vergleich zwischen der Gleichrichter-Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
und einer konventionellen Einrichtung zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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In
der zu beschreibenden Gleichrichter-Vorrichtung für eine Absorptions-Kältemaschine
wird der Kühlmitteldampf
hochgradig mittels einer simplen Anordnung von Füllstoff-Elementen aufbereitet,
wodurch die Effizienz im Betrieb erhöht wird.
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2 ist ein Blockdiagramm,
das ein Zirkulationssystem für
eine Absorptionslösung
sowie ein Kältemittel
in einem mit einer Form einer Gleichrichter-Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgestatteten Absorptions-Kältemaschine
zeigt. Wie gezeigt, enthält
ein Verdampfer 1 das Kältemittel,
beispielsweise Fluor-Alkohol sowie Trifluorethanol (TFE) und ein
Absorber 2 enthält
eine Absorptionsmittellösung
sowie Dimethyl-imidazolidinon (DMI)-Derivatlösung. Der Verdampfer 1 und
der Absorber 2 sind mittels eines (Kältemittel) Dampfdurchgangs 3 miteinander
in Flüssigverbindung.
Wenn der Verdampfer 1 und der Absorber 2 bei einem
geringen Druck von etwa 30 mmHg gehalten werden, wird das Kältemittel
in dem Verdampfer 1 verdampft, durch den Dampfdurchgang 3 hindurchgeführt und
in den Absorber 2 geliefert, wo es in der Absorptionslösung absorbiert
wird.
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Wenn
das Kältemittel
verdampft, sinkt seine Temperatur ab; wenn die Absorptionslösung den
Kältemitteldampf
absorbiert, steigt dessen Temperatur an, wodurch ein Absorptions-Kälteerzeugungskreislauf erzeugt
wird. Der Verdampfer 1 hat ein Rohr (nicht gezeigt), durch
welches abgekühltes
Wasser hindurchläuft.
Das flüssige
Kältemittel,
dessen Temperatur herabgesetzt ist, und die Absorptionslösung, deren
Temperatur erhöht
ist, werden über
die korrespondierenden Röhren
jeweils so verregnet, dass sie das abgekühlte Wasser abkühlen und
das Kühlwasser
erwärmen.
Das abgekühlte
Wasser, welches mittels des Kältemittels
gekühlt
ist, und das Kühlwasser, welches
durch die Absorptionslösung
erwärmt
wurde, werden beispielsweise zum Kühlen oder Erwärmen zu
den Eingangseinheiten eines Klimaanlagensystems verteilt.
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Da
die Absorptionslösung
den Kältemitteldampf
absorbiert hat und die Konzentration des Absorptionsmittels abgesenkt
hat, wird das Absorptionsvermögen
abgesenkt. Zum Erhöhen
der Konzentration, um das Absorptionsvermögen wiederherzustellen, sind
ein Regenerator 4 und ein Gleichrichter 5 in Kombination
vorgesehen. Der Regenerator 4 umfasst einen Tank 4a zum
Speichern der Absorptionslösung
und einen Gasbrenner 4b als Erwärmungselement zum Erhitzen
der Absorptionslösung. Das
Erhitzungsmittel ist vorzugsweise ein Gasbrenner und kann auch ein
elektrisch betriebener Heizer oder jede andere anwendbare Erhitzungseinrichtung sein.
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Der über dem
Regenerator 4 angeordnete Gleichrichter 5 hat
einen zylindrischen Aufbau, der als Ganzes eine Erholungsstufe an
einer unteren Position, wo Füllstoff-Elemente
(nachfolgend "Füllstoff" genannt) 7a und 7b platziert
sind sowie eine Kondensationsstufe an der oberen Position, an der
Füllstoffe 7c und 7d platziert
sind, auf. Die (verdünnte)
Absorptionslösung,
deren Konzentration in dem Absorber 2 verringert wurde,
wird in die Erholungsstufe eingeführt und über den Fahrstuhl 7b abgetropft.
Da die Reinheit des Kältemittels
in dem Verdampfer 2 ebenso langsam und schrittweise abgesenkt
wurde, wird ein kleiner Anteil davon zu dem Gleichrichter 5 transferiert,
und dessen Reinheit wiederherzustellen. Spezieller noch wird das
Kältemittel,
dessen Reinheit abgesenkt wurde, in die Kondensationsstufe eingeführt und über den
Füllstoff 7d abgetropft.
Der Gleichrichter 5 steht mit dem oberen Teil des Kondensors 6,
an dem der Kältemitteldampf
zu seiner flüssigen
Form kondensiert wird, in flüssiger
Verbindung.
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Eine
vorab bestimmte Menge der Absorptionslösung wird in dem Tank 4a des
Regenerators 4 gespeichert und erhitzt, wenn der Gasbrenner 4b gezündet wird,
um den Kältemitteldampf
aufgrund der unterschiedlichen Dampfpunkte zwischen dem Absorptionsmittel
und dem Kältemittel
freizusetzen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kältemitteldampf nicht vollständig von
der Absorptionsmittellösung
getrennt, sondern enthält
einen Anteil Absorptionsmittellösung.
Währenddessen
wird die Zulieferung der verdünnten
Absorptionsmittellösung
von dem Absorber 2 gestartet. Während die verdünnte Absorptionsmittellösung nach
unten durch die Füllstoffe 7a und 7b verläuft, kommt
sie direkt mit dem Kältemitteldampf, der
sich von einer unteren Position nach oben bewegt, in Kontakt, wodurch
die Temperatur des Kältemitteldampfs
verringert wird. Dementsprechend wird bewirkt, dass, da sich der
Kältemitteldampf
nach oben bewegt, die darin vermischte Absorptionsmittellösung verflüssigt und
entfernt wird und deren Reinheit schrittweise ansteigt.
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Das
von dem Verdampfer 1 transferierte Kältemittel enthält einen
sehr kleinen Anteil an Absorptionsmittel und kommt, wenn es nach
unten durch die Füllstoffe 7c und 7d in
der Kondensationsstufe fließt, direkt
in Kontakt mit dem Kältemitteldampf,
der durch die Erholungsstufe hindurchgeführt wird. Dies bewirkt, dass
die Temperatur des Kältemitteldampfs
abgesenkt wird, was das Freisetzen des restlichen Absorptionsmittels
von dem Kältemittel
beschleunigt. Dementsprechend wird die Reinheit des Kältemitteldampfs
noch mehr erhöht.
Der Kältemitteldampf
mit erhöhter
Reinheit wird von der Kondensationsstufe zu dem Kondensor 6 geliefert,
wo er in seine Flüssigform
kondensiert in der Verdampfer 1 zugeführt wird.
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Die
Konstruktion des Gleichrichters 5 wird nun detaillierter
beschrieben. 1 ist eine
vergrößerte Querschnittsansicht
des Gleichrichters 5, der einen zylindrischen Aufbau aufweist,
der eine obere Hälfte
des Blocks 5a mit kleinerem Durchmesser und eine untere
Hälfte
des Blocks 5b mit größerem Durchmesser
umfasst. Der zylindrische Aufbau wird an seinem oberen Ende geschlossen
und an seinem Boden geöffnet,
um mit dem oberen offenen Ende des Tanks 4a des Regenerators 4 in
Wirkverbindung zu treten. Der zylindrische Aufbau hat an seiner
oberen Seitenwand eines Verbindungsröhre 8 mit einem Flansch 8a zur
Wirkverbindung mit dem Kondensator 6. Ein Flansch 9 ist
an einem unteren Endabschnitt des Blocks 5b mit größerem Durchmesser
befestigt. Der Flansch 9 wird mit Schrauben (nicht gezeigt)
an dem Tank 4a des Regenerators 4 befestigt. Der Gleichrichter 5 besteht
aus zwei Haupteinheiten, die mittels Rückhaltemitteln 12 und 13 aus
Schrauben und Muttern, die entlang der Flanschen 10 und 11 von
deren jeweiligen Einheiten an einem Zwischenstück des Blocks 5a mit
kleinerem Durchmesser angeordnet sind, miteinander verbunden. In
anderen Worten heißt
dies, dass der Gleichrichter 5 in zwei Haupteinheiten durch
Entfernen der Festmachmittel 12 und 13 getrennt
werden kann.
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Der
Block 5b mit größerem Durchmesser
ist mit übereinander
gestapelten Füllstoffen 7a und 7b befüllt. Der
Füllstoff 7a hat
eine kleinere Bodenoberfläche,
die sich nach unten an einem zentralen Bereich, der an der konischen
Form vorgesehen ist, erstreckt. Ähnlich
ist der Block 5a mit kleinerem Durchmesser mit den Füllstoffen 7c und 7d befüllt, die übereinander
gestapelt angeordnet sind, wobei der untere Füllstoff 7c eine Bodenoberfläche aufweist, die
sich an einem zentralen Bereich nach unten erstreckt, um eine konische
Form zur Verfügung
zu stellen. Hierbei wird festgestellt, dass die Begriffe "konische Form", welche hierin verwendet
werden, nicht auf eine Konfiguration beschränkt ist, die durch eine feste
Geometrie definiert ist, sondern ebenfalls jede andere dreidimensionale
Form beinhaltet, die einen zentralen Bereich aufweist, der höher angeordnet
ist als die restlichen Wandabschnitte. Die Füllstoffe werden später detaillierter
beschrieben.
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Eine
Dispergiereinheit 15 ist an der oberen Oberfläche des
Füllstoffs 7b befestigt
und hat Beine 14, die vorgesehen sind, um eine Distanz
von der oberen Oberfläche
des Füllstoffs 7b einzuhalten.
Die Dispergiereinheit 15 wird am besten in 3 gezeigt. Die Dispergiereinheit 15 beinhaltet
eine Dispergierplatte 15a mit einer muldenähnlichen
Form oder einer Rohrform mit einem Boden zum Aufnehmen der verdünnten Lösung. Die
Dispergierplatte 15a weist eine Anzahl von Tropfenöffnungen 16 (beispielsweise fünf, wie
in 3 gezeigt), auf welche
am Boden angeordnet sind, und der verdünnten Lösung ermöglichen, nach unten zu fallen.
Jede der Tropfenöffnungen 16 ist
trichterförmig,
wie dies in 1 gezeigt
ist, um das Sammeln der Ströme
verdünnter
Lösung
zu erleichtern. Eine korrespondierende Anzahl von Dispergier-Düsen 17 ist fest an
der unteren Oberfläche des
Bodens der Dispergierplatte 15a so befestigt, dass diese
jeweils unterhalb der Tropfenöffnungen 16 angeordnet
sind. Eine Gruppe von Kältemittel-Durchtritten
(Steigleitungen) (beispielsweise vier, wie dies in 3 gezeigt ist) 18 einer Röhrenform sind
vertikal an der oberen Seitenoberfläche des Bodens der Dispergierplatte 15a zwischen
den Tropfenöffnungen 16 befestigt.
Die Steigleitungen 18 stehen in Verbindung mit den Öffnungen
(nicht gezeigt), welche am Boden der Dispergierplatte 15a zum
Durchtreten des Kältemittel-Dampfs
vorgesehen sind.
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Eine
Düse 19 erstreckt
sich horizontal durch eine Seitenwand des Blocks 5b mit
großem
Durchmesser und ist oberhalb der Dispergiereinheit 15 befestigt,
so dass die verdünnte
Lösung
auf die Dispergierplatte 15a auf tropft. Bei der Anwendung
ist das distale Ende der Düse 19 geschlossen,
während
die Düse 19 eine
Vielzahl von winzigen Löchern
(nicht gezeigt) aufweist, die in der unteren Halbwand des horizontalen
Abschnitts vorgesehen sind, um die verdünnte Lösung abzutropfen. Die Steigleitung 18 weist
eine darüber
angeordnete Kappe 18a auf, die verhindert, dass die verdünnte Lösung direkt
durch die Steigleitung 18 tropft. Die Kappe 18a erlaubt
dem Kühlmitteldampf,
durch die Steigleitung 18 nach oben zu verlaufen und horizontal
zu fließen
sowie aus den Seitenöffnungen
der Steigleitung 18 herauszutreten, bevor sie aufwärts verläuft.
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Die
Düse 19 kann
so angeordnet sein, dass die Vielzahl von winzigen Löchern nicht
direkt über den
Steigleitungen 18 sondern davon entfernt positioniert sind,
wodurch verhindert wird, dass die Steigleitungen direkt die verdünnte Lösung sowie
die von dem Füllstoff 7c abtropfenden
Flüssigkeitstropfen aufnimmt.
In diesem Fall sind die Kappen 18a entfernt, so dass der
Aufbau der Steigleitungen 18 vereinfacht wird und sehr
einfach hergestellt werden kann.
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Eine
Dispergiereinheit 20 ist oberhalb des Füllstoffs 7d in dem
Block 5a mit kleinem Durchmesser in der gleichen Weise
mit der Dispergiereinheit 15 vorgesehen. Die Dispergiereinheit 20 weist
eine Dispergierplatte 20a auf, die mittels Beinen 21 abgestützt ist
und mit Steigleitungen 22, trichterförmigen Öffnungen 23 und mit
den trichterförmigen Öffnungen 23 korrespondierenden
Dispergierdüsen 24 vorgesehen
ist. Eine Düse 25 ist
in der gleichen Weise wie die Düse 19 angebracht
und oberhalb der Dispergiereinheit 20 zum Zuführen der
Kältemittelflüssigkeit auf
die Dispergiereinheit 20a, die eine sehr kleine Menge des
Absorptionsmittels enthält,
angeordnet ist, wobei die Kältemittelflüssigkeit
von dem Verdampfer 1 weggeführt wird.
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Die
Füllstoffe 7a bis 7d werden
nunmehr detailliert beschrieben. Ein Verfahren zum Erzeugen der
Füllstoffe 7a und 7c beginnt
mit dem Verweben von Drähten,
beispielsweise Edelstahldrähten,
in einen Netzstreifen sowie dem Aufrollen dieses Netzstreifens in
eine Rolle. Die Rolle wird in eine röhrenförmige Form hineingesetzt, wobei
die Form einen röhrenförmigen Aufbau
mit einem verlängerten
konischen Boden aufweist und wobei die Rolle an dem umfänglichen
Abschnitt gegen den konischen Boden gepresst wird, um das Zentrum
davon anzuheben. Als Ergebnis haben die so erzeugten Füllstoffe 7a und 7c eine
Form, wie sie in 1 gezeigt
wird. Die Form der Rolle kann durch Verkleben des Zentralabschnitts
der Rolle in einer Richtung von deren Achse erzeugt werden, um einen
konischen Vorsprung aufzuweisen. Da der konische Vorsprung an einem Ende
der Rolle ausgeformt ist, wird in diesem Fall eine konische Mulde
an deren anderen Ende erzeugt.
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Zum
Erzeugen der Füllstoffe 7b und 7d kann das
gleiche Verfahren zum Erzeugen einer Rolle, wie es bei Füllstoff 7a und 7c angewendet
wurde, verwendet werden. Ebenso kann die Rolle in der Form rückverformt
werden, um deren Dichte anzuheben; oder aber der Streifen kann eng
in einer Rolle mit gewünschter
Form und Größe aufgewickelt
werden.
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Die
Füllstoffe 7a bis 7d sind
nicht darauf beschränkt,
aus Netzstreifen hergestellt zu werden, sondern können auch
durch Komprimieren einer Vielzahl von Drähten oder Fasern in einer Form
in eine gewünschte
Form erzeugt werden. Es ist ebenso möglich, eine Tasche aus einem
Netz mit einem konischen Boden mit Stücken eines Drahts oder Spanmaterialien
sowie Pall-Ringen
oder Raschig-Ringen zu befüllen,
um den Füllstoff
zu erzeugen, der dann in dem Gleichrichter 5 eingesetzt
wird.
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Es
ist wesentlich, dass jeder der Füllstoffe eine
konische Bodenform aufweist, die ihn dazu eignet, Tropfen der Flüssigkeit
hindurchzuführen
und auf eine Dispergiereinheit 15 und den Regenerator 4 bereitzustellen.
Die Füllstoffanordnung
ist nicht notwendiger Weise in zwei Teile von Füllstoffen 7a und 7b oder 7c und 7d untertrennt
und kann auch in integrierter Form in der Erholungs- bzw. Kondensationsstufe
vorliegen. Die Unterteilung in zwei Stücke reißt die kleinere Größe der Füllstoffe 7a bis 7d mit
und kann so sehr viel leichter gehandhabt werden.
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Der
Vergleich zwischen der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und einer konventionellen Ausführungsform
wird nun mit Bezug auf den Steigfluss des Kühlmitteldampfs sowie den fallenden Strom
von Tropfen der Flüssigkeit
beschrieben. 4 ist ein
schematisches Diagramm, welches zwei Arten von Strömen zeigt; 4(a) stellt den Strom gemäß der Ausführungsform
dar und 4(b) repräsentiert
den des konventionellen Stroms. Wie ersichtlich wird, ist die konventionelle
Füllstoff-Struktur
A in dem Gleichrichter 5 flach sowohl auf der oberen als
auch der unteren Oberfläche,
und hat somit eine gleichmäßige Dichte,
was bewirkt, dass ein fallender Strom Lq der Flüssigkeit in dem zentralen Abschnitt
auf den äußeren Kantenabschnitt
verzerrt wird und ein Steigfluss Vp des Kühlmitteldampfs in dem zentralen
Abschnitt eine höhere
Geschwindigkeit aufweist als im Umfangsabschnitt. Diese zwei Arten
von Phänomenen
steigern die Verzerrung des Flusses Lq auf dieser Seitenwand des
Gleichrichters 5.
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Der
Füllstoffaufbau
B weist eine konische Bodenoberfläche in dem Gleichrichter 5 der
Ausführungsform
auf und erlaubt es dem fallenden Strom Lq der Flüssigkeit im Gegensatz hierzu,
auf das Zentrum hin verzerrt zu werden und entlang des konischen Bodens
des Füllstoffs
B abzutropfen. Gleichzeitig neigt der Kühlmitteldampf-Strom Vp dazu,
aufgrund des konischen Bodens auf die äußere Kante des Füllstoffs
B zu divergieren, wobei die Divergenz des Dampfs somit außerhalb
der höheren
Geschwindigkeit an dem Zentralabschnitt liegt. Dementsprechend wird
die Steiggeschwindigkeit des Dampf-Stroms gleichmäßig sein,
wodurch ein optimaler Kontakt zwischen dem Dampf und der Flüssigkeit
sichergestellt wird und die Effizienz der Gleichrichtung erhöht wird.
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Wenn
die Flüssigkeits-Speicherfähigkeit
zu hoch ist, kann ein Stau oder Überfluten
der Flüssigkeit
auftreten. Daher hat die Flüssigkeits-Speicherfähigkeit
des Füllstoffs
in geeigneter Weise festgelegt zu sein. Der Füllstoffaufbau B mit konischem
Boden gemäß der vorliegenden
Erfindung erlaubt es dem nach unten gerichteten Strom, auf das Zentrum
des Bodens über
einen weiten Bereich von Flüssigkeits-Speicherfähigkeit
des Füllstoffs
verzerrt zu werden und wird das sanfte Fallen des Stroms gewährleisten.
Dementsprechend kann die Flüssigkeits-Speicherfähigkeit
des Füllstoffs
sehr viel einfacher eingestellt werden und der Kontakt zwischen dem
aufsteigenden Dampf und der herabfallenden Flüssigkeit wird verbessert. Da
die Ströme
entlang der konischen Bodenoberfläche auf den Zentralabschnitt
hin verlaufen, wird der Kontaktbereich mit dem Dampf am Boden des
Füllstoffs
vergrößert.
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Wie
oben beschrieben, erlaubt die vorliegende Ausführungsform, dass der Strom
des aufsteigenden Kühlmitteldampfs
divergiert und auf die äußere Kante
des zylindrischen Füllstoffs
hin aufgespreizt wird, wodurch eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung über den
gesamten Querschnitt erzeugt wird. Dementsprechend wird sichergestellt,
dass der fallende Strom der Flüssigkeit
sanft und bei etwa gleichförmiger
Geschwindigkeit durch den Füllstoff hindurchläuft. Da
der Strom der durch den Füllstoff hindurchgetretenen
Flüssigkeit
auf den Zentralabschnitt hin verzerrt wird, um entlang des konischen Boden
des Füllstoffs
abzutropfen, wird dessen Kontaktbereich mit dem aufsteigenden Dampf
vergrößert, wodurch
zur Erhöhung
der Effizienz der Gleichrichtung beigetragen wird.