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Einrichtung zum gleichmäßigen Füllen mehrerer nicht kommunizierender
Behälter In der Kältetechnik tritt häufig die Aufgabe auf, parallel geschaltete
Verdampfersysteme so mit Kältemittel zu füllen, daß der Kältemittelstand in allen
Systemen gleich hoch ist. Zu diesem Zwecke kann man jeden der parallel geschalteten
Verdampfer miteinembesonderenSchwimmerreglerverse'hen, oder man kann am unteren
Ende der auf gleicher Höhe angeordneten Verdampfer eine Verbindungsleitung anbringen,
so claß die einzelnen Verdampfersvsteme miteinander kommunizieren. Im ersten Falle
benötigt man mehrere Schwimmerregler, wodurch die Anlage verteuert wird. Werden
die Verdampfer dazu benutzt, um beispielsweise Sole zu kühlen, die sich in einem
Solebehälter befindet, so müssen die Verdampfersysteme in die Sole eingetaucht werden,
und das erwähnte Verbindungsrohr, das die Kommunikation herstellt. liegt. unterhalb
des Sole-Spiegels. Dies bedingt in der Regel Flanschverbifidungen unterhalb des
Solespiegels, die sehr unerwünscht sind, weil ihre Dichtigkeit nicht überwacht werden
kann. Legt man andererseits diese Flansche nach außen, so muß eine Durchbrechung
des Solegefäßes vorgenommen werden, was ebenfalls kostspielig ist und besondere
Dichtungsmaßnahmen an den Durchbrechungsstellen der Rohre erfordert.
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Befinden sich die parallel zu schaltenden Verdampfersysteme in verschiedener
Höhe, also z. B. in verschiedenen Stockwerken eines Kühlhauses, so muß man auch
entweder für jedes Verdampfersystem einen getrennten Schwimmer vorsehen oder eine
Kaskadenschaltung, die jedoch eine Flüssigkeitspumpe und künstlichen Kältemittelum-lauf
bedingt.
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Alle diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch behoben,
daß, um mehrere nicht
kommunizierende Behälter, insbesondere mehrere
Verdampfer, gleichmäßig mit Flüssigkeit (Kältemittel) zu füllen, dieses über je
einen Siphon erfolgt, der von einem gemeinschaftlichen Gefäß aus mit Flüssigkeit
gespeist wird und der über ein mit Gas oder Dampf gefülltes Rohr mit dem Behälter
(Verdampfer) und dessen Flüssigkeitsniveau verbunden ist. Es ist dann nur ein einziger
Schwimmerregler notwendig, der einen bestimmten Stand der Flüssigkeit in dem die
einzelnen Systeme speisenden Gefäß aufrechterhält.
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Die jeweiligen Verbindungsleitungen vom Siphon zum Verdampfersystem
werden gemäß der Erfindung mit einem so großen Durchmesser ausgeführt, daß das in
den Verdampfer strömende flüssige Kältemittel nicht den ganzen Querschnitt erfüllt,
sondern am Rande herabläuft, so daß ursprünglich im Rohr befindliches gasförmiges
Kältemittel innerhalb der Verbindungsleitungen verbleibt.
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Die Verbindungsleitung zwischen Siphon und 'Verdampfer wird in einer
Höhe unter dem vorgesehenen Flüssigkeitsstand im Verdampfer eingeführt, die bei
dampffreier Flüssigkeit im Verdampferanschlu'ßrohr gleich ist der über dem Siphon
gehaltenen Flüssigkeitshöhe, bei dampfführender Flüssigkeit im Verdampferanschlußrohr
jedoch im umgekehrten Verhältnis derDichten der dampffreien Flüssigkeit im Verbindungsrohr
und der dampfführenden Flüssigkeit im Verdampferanschlußrohr größer ist. Die Dampfbildung
im Verdampferanschlußrohr kann durch Wärmedämmung mittels Isoliermantel oder durch
Ausbildung des Verdampferanschlußrohres als Kernrohr eines @Verdampferrohres vermieden
werden.
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Für das richtige Arbeiten der Einrichtung ist es erforderlich, daß
sich in dem erwähnten Verbindungsrohr Gas oder Dampf und keine Flüssigkeit befindet.
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In Kältemaschinenanlagen kann man (lies insbesondere dadurch sicherstellen,
daß man gemäß der Erfindung wenigstens einen'"Teil der genannten Ver-1)indungsleitungen
in ein Gebiet höherer Temperatur als der Verdampfungstemperatur verlegt.
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Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf die Anwendung bei Verdampfern
in Kälteanlagen beschränkt. sondern kann ganz allgemein auch zur gleichmäßigen Füllung
parallel geschalteter Gefäße mit einer konstanten bzw. regelbaren Flüssigkeitshöhe
in anderen Zweigen der Technik verwendet werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, den Erfindungsgedanken auf sogenannte
Steilrohrverdampfer anzuwenden, wie sie vielfach in der Kältetechnik angewendet
werden, weil erfahrungsgemäß hei diesen Apparaten ein besonders ruhiger Flüssigkeitsspiegel
im Verdampfer aufrechtzuerhalten ist.
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Zuweilen kann es, insbesondere in der Kältetechnik, erwünscht sein,
den durch die Flüssigkeitssäulen innerhalb des Verdampfers hervorgerufenen Druckunterschied
zwischen dem oberen und unteren Teil des Verdampfers zu verringern. Diese Forderung
tritt insbesondere bei Verdampfern für sehr tiefe Temperaturen auf, bei denen durch
die genannten Druckunterschiede bereits merkliche Temperaturdifferenzen zwischen
dem oberen und unteren Teil des Verdampfers hervorgerufen werden. In diesem Falle
teilt man erfindungsgemäß das Verdampfersystem in einzelne untereinanderliegende
Gruppen auf, die z. B. aus je einem gegen die Horizontale etwas geneigten Rohr bestehen.
Jede dieser Gruppen wird durch ein Siphon gespeist, der in jedem der Rohre einen
vorbestimmten Flüssigkeitsstand aufrechterhält. Der Druckunterschied innerhalb des
Verdampfers wird dann durch eine Flüssigkeitssäule bestimmt, deren Höhe lediglich
vom untersten zum obersten Punkt des geneigten Rohres reicht.
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In den Fig. i bis .4 ist die Erfindung näher erläutert. Fig. i stellt
einen Vertikalschnitt durch einen Steilrohrverdampfer dar. Durch das Rohr i wird
das flüssige Kältemittel dem Behälter 2 zugeführt. Durch einen nicht eingezeichneten
Schwimmerregler wird der Flüssigkeitsspiegel im Gefäß 2 auf der Höhe a-a gehalten.
Das flüssige Kältemittel fließt durch das ganze von ihm erfüllte Rohr 3 in das Siphongefäß
4, das unten einen Sumpf S besitzt. Im Siphongefäß 4 steht der Flüssigkeitsspiegel
auf der Höhe b-b, d. h. bis zur unteren Ausmündung des Rohres 3. Im Rohr 6, das
durch Verdampferan5chtußrohr io mit dem Steilrohrverdampfer in Verbindung steht,
erreicht das flüssige Kältemittel die Höhe c-c. Rohr 6 enthält im übrigen gasförmiges
Kältemittel. Innerhalb des Steilrohrverdampfers wird der Flüssigkeitsspiegel auf
der Höhe d-d stehen, und zwar so,. daß die Höhe hl gleich der Höhe li, oder größer
als diese ist. Der Steilrohrverdampfer besteht aus dem oberen Sammelrohr 7 und dem
unteren Sammelrohr 8 mit den Verdampferrohren g. Die Verdampfung des Kältemittels
erfolgt in den Rohren 9, die vom unteren Sammelrohr 8 ausgehen und zum oberen Sammelrohr
7 führen. Das dampfförmige Kältemittel wird durch Rohr i i von einem Verdichter
abgesaugt. Mit 12 ist ein Rohr bezeichnet, das einen Druckausgleich zwischen dem
oberen Sammelrohr 7 und dem Gefäß 2 bewirkt. Der Steilrohrverdampfer soll zur Kühlung
von Sole dienen, deren Spiegel durch e-e gekennzeichnet ist. Demgemäß ist Rohr 6
dem Wärmeeinfall aus der Sole ausgesetzt, so daß in 6 sich stets Dampf befindet.
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In Fig. 2 sind schematisch drei Steilrohrverdampfer 14, 15 und 16
in paralleler Anordnung gezeichnet, die sich in einem Solegefäß 17 befinden. 18,
i9 und 20 sind die Thermosil)hongefäße, die aus dem Gefäß 21 gespeist werden, das
mit einem nicht gezeichneten Schwimmer versehen ist und dem Gefäß 2 in Fig. i entspricht.
Der Druckausgleich zwischen Gefäß 21 und den Verdampfern 14, 15 und 16 wird durch
die Rohre 22, 23 und 24 hergestellt.
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Die Erfindung läßt sich auch anwenden, wenn die einzelnen Verdampfer
nicht nebeneinander, sondern übereinander angeordnet sind. Dies ist in Fig.3 dargestellt,
wo die drei Verdampfer 25, 26 .und 2`7 aus dem Gefäß 28, das wiederum dem Gefäß
2 in Fig. i entspricht, über die Siphongefäße 29, 30 und 31 gespeist
werden. Das dampfförmige Kältemittel wird über die Rohre 32, 33 und 34 abgesaugt,
während
durch Rohr 35 oder einen nicht eingezeichneten Schwimmer
das flüssige Kältemittel dem Gefäß 28 zugeleitet wird. Zum Druckausgleich zwischen
Gefäß 28 und den Verdampfern 25, 26 und 27 dient die Leitung 36.
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Fig. ,4 zeigt schließlich einen Verdampfer, bei dem wegen 'riefe der
Temperatur ein größerer Druckunterschied zwischen :einem oberen und seinem unteren
Teil vermieden werden soll. Der Verdampfer wird durch <las Gefäß 37 gespeist,
das wiederum dem Gefäß 2 in Fig. i entspricht.
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Durch die Siphons 38, 39, 4o und .4i wird der Flüssigkeitsspiegel
in den vier Verdampferrohren .42, 43, 44 und 45 so gehalten, claß die Höhen
1:3, h3 und 1i, griißer als hl sind. Der Dampf zieht durch das Rohr .46, das mit
Gefäß 37 verbunden ist, ab und kann schließlich durch eine nicht eingezeichnete
Leituiig aus dein Gefäß 37 mit Hilfe eines Verdichters allgesaugt werden, in das
auch durch eine ebenfalls nicht eingezeichnete Leitung das flüssige Kältemittel
zugeführt wird. Der Stand f-f im Gefäß 37 kann in bekannter Weise durch einen Schwimmerregler
auf einer vorgeschriebenen Hiihe gehalten werden.