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Mit Hilfsgas arbeitender Absorptionskälteapparat, hic N-orliegencle
I:rfindtrnt; bezieht sich auf einen Absorptionskälteapparat mit Thermosiphonpumpe
und hat u. a. den Zweck, die Gefahr der Verstopfungen der Pumpenrohre auszuschalten,
die bei herrnetisch geschlossenen Absorptionskälteapparaten manchmal auftreten,
sogar bei solchen, die ein in der Absorptionslösung gelöstes, korrosionsschützendes
Mittel, z. I3. Alkalichromat, enthalten.
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Es ist bekannt, die hliissigkeitszirkulationspumpe eines :11>sorptiorrskälteapparates
in der Form eines lZohres mit so geringer Innenweite auszuführen, (laß die gebildeten
Gasblasen eine Thermosiphonwirkung lrerheiführen und dadurch die gewünschte Zirkulation
der .,'11)sorl>tionslösung zwischen einem l.ösungs@-orrat und dein Kocher des Apparates
be-@@-irl:en. LTr11 eine genügende I'trmpiN#irkung zu erzielen, ist die Vorrichtung
gewöhnlich so ausgeführt, daß ein verhältnismäßig kleiner Teil des Pumpenrohres
mit dem wärmeaufnehmenden Organ des Apparates, gewöhnlich dem Schornstein, wärmeleitend
verbunden ist. Die kräftige Erhitzung des engen Rohres erhöht die Gefahr einer Verstopfung
in diesem engen Durchgang in dem unter Umständen lokal überhitzten Teil des Pumpenrohres,
dessen Flüssigkeitsinhalt besonders gering ist.
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Es ist andererseits bekannt, den wärmeaufnehmenden 'feil des Pumpenrohres
durch eine nicht erwärmte Glocke oder einen Dom zu ersetzen, in den das Steigrohr
der Pumpe mündet und mit seinem unteren Teil in die Flüssigkeit in der Glocke hineintaucht.
Durch einen geringen Überdruck im Dom wird die Flüssigkeit zusammen mit dem Dampf
durch
das Rohr hinausgepreßt. Solche sog. Glockenpumpen sind aber bei allen Arten von
Absorptionskälteapparaten nicht verwendbar und arbeiten häufig weniger befriedigend
als die eigentlichen Thermos i phonpu mpen.
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Die Erfindung bringt im wesentlichen alle Vorteile mit sich, die mit
den Glockenpumpen verbunden sind, und vermeidet zugleich deren Nachteile.
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Die Erfindung wird im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der.untereTeil
des Thermosiphonrohres, der mit dem wärmeaufnehmenden Teil des Kälteapparates, z.
B. dem Schornstein, wärmeleitend verbunden ist, ehre wesentlich größere Innenweite.
aufweist als das Steigrohr der Pumpe selbst. Die Mechanik dieser Pumpenkongtruktion
ist noch nicht in allen Einzelheiten klargelegt, wahrscheinlich wird aber in der
erweiterten, erwärmten Pumpenkammer ein Gemisch 'v an Dampf und Flüssigkeit gebildet,
das durch Thermosiphon-,virkung Flüssigkeit durch das Pumpenrohr hochschiebt und
dadurch den Umlauf der Flüssigkeit zwischen Absorber und Kocher des Apparates bewirkt.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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In Fig. i stellt io den wärmeaufnehmenden Apparatteil dar, z. B. den
Schornstein eines mit Hilfsgas arbeitenden Absorptiopskälteapparates, in welchen
`'Wärme von einer in der Zeichnung nicht gezeigten Wärmequelle dem Kocher i i des
Kälteapparates zugeführt wird. Dieser ist als Rohr ausgebildet, das im unteren Teil
mit dem Schornstein io längs einer senkrechten Mantellinie wärmeleitend verbunden,
z. B. verschweißt ist. Der obere Teil 12 des Rohres ist an einen nicht dargestellten
Kondensator des Apparates angeschlossen. An den unteren 'feil des Kocherrohres i
i ist die Flüssigkeitszirkulationspumpe des Apparates angeschlossen, welche die
Absorptionslösung bis auf die Kocherhöhe in ein besonderes Standrohr 13 befördern
muß. Der wärmeaufnehmende Teil 14 der Pumpe besteht aus eineue Rohr mit verhältnismäßig
großem inneren Durchmesser, so daß Dampf und Flüssigkeit aneinander unbehindert
vorbeigehen können. Das untere Ende des Rohres ist durch eine kurze Leitung 15 an
den Kocher i i angeschlossen, während das obere Ende an (las Steigrohr 16 der Pumpe
angeschlossen ist, das eine Innenweite von solcher Größe hat, daß eine Thermosiphonwirkung
entsteht. Das Steigrohr mündet in das Standrohr 13.
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Es ist im allgemeinen zweckmäßig und in besonderen Fällen sogar notwendig,
die engen Rohre 15 und 16 vorn Schornstein io thermisch zu trennen, so (läß also
die Wärmezufuhr zur Pumpe hauptsächlich nur durch Vermittlung des weiteren Rohres
14 stattfindet. Die in das Standrohr 13 eingepumpte Lösung rinnt nach unten durch
den äußeren Mantel des Flüssigkeitstemperaturwechslers 17 des Apparates, der in
Form einerSpirale um das Koc'heraggregat lo, i r, 14 gewunden ist. Die arme Lösung
rinnt nach Durchgang durch den Wechsler durch eine Leitung 18 zum nicht gezeigten
Absorber des .lpparates. Dem Kocher i t wird reiche Absorptionslösung durch das
Innenrohr i9 des Temperatur-Wechslers zugeführt, das in den Kocher an einer Stelle
einmündet, die auf derselben Höhe wie der höchste Punkt des Temperaturwechslers
oder höher liegt. Die Leitung i9 steht unten mittels einer Leitung 2o mit dem Absorbergefäß
21 des Apparates in Verbindung. Das Kocheraggregat und der Temperaturwechsler sind
in einer gemeinsamen Wärtpeisolation 22 eingebaut.
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In der Ausführungsform gemäß der Fig. 2 ist die Anwendung der Erfindung
bei solchen Kochern gezeigt; in denen die Kochkammer zwischen dem Schornstein t;nd
einem konzentrisch damit angeordneten Rohrmantel 2@ liegt.
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Die Kochkammer kommuniziert durch eine Leitung 26 mit dem in der Zeichnung
nicht gezeigten Kondensator des Apparates. Vom Kocher wird die arme Lösung durch
eine Leitung 27 und den Außenmantel des Flüssigkeitstemperaturwechslers 17 zum Absorber
geleitet. In dieser Ausführungsform ist der Temperaturwechsler 17 außerhalb der
Wärmeisolation des Kocheraggregates angeordnet und in bekannter Weise in einer besonderen
Isolationskappe eingeschlossen. Das Innenrohr ig des Temperaturwechslers mündet
in einem am Schornstein io angeschweißten Rohr 28, das eine Pumpenkammer bildet
und oben an das Steigrohr 29 der Thermosiphonpumpe angeschlossen ist. Dieses mündet
in bekannter Weise in den oberen Teil des Kochermantels 25.
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. In der Fig. 3 ist eine abgeänderte Ausführungsform dargestellt,
die von Fig. i im wesentlichen insofern abweicht, daß die Pumpenkammer 14 als ein
Schenkel eines unten in U-Form gebogenen Kocherrohres i i ausgebildet ist. Dadurch
wird der enge Durchgang durch die Leitung 15 (Feg. i) vermieden, auch entfallen
die Schweißungen zwischen dem Rohr 15 und der Pumpenkammer @zw. dem Kocherrohr.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, bei der Konstruktion
von Thermosiphonpumpen die Zahl der Schweißfugen in der Pumpe oder deren unmittelbaren
Nähe nach Möglichkeit einzuschränken, weil solche Schweißfugen eine Verstopfung
der engen Passagen begünstigen. Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 zeigt ein Beispiel
einer Möglichkeit der Verminderung von Schweißfugen.
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Die Fig. 4 veranschaulicht eine andere Möglichkeit. In dieser Ausführungsform,
deren Bezeichnungen denen der Fig.2 entsprechen, ist der Flüssigkeitstemperaturwechsler
so gebaut und an den Absorber bzw. das Absorhergefäß so angeschlossen, daß die arme
Lösung vom Kocher 25 durch das Innenrohr i9 zum :l#,lisorber rinnt, während das
Außenrohr des Temperaturwechslers reiche Lösung vom Absorbergefäß direkt zum Steigrohr
29 der Thermosiphonpumpe leitet. Der Mantel 3o des Wechslers ist, wie in Fig. ,4
dargestellt, aufwärts gebogen und über eine gewisse Länge an dem Schornstein io
längs einer gemeinsamen -Mantellinie festgeschweißt.
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Dieser Teil 31 des Mantels des Temperaturwechslers bildet die Kammer
der Pumpe. Durch seine obere Mündung wird sowohl (las Innenrohr i9 des
\\'eclislers
als auch (las Steigrohr 29 hindurchgCfiilirt, wonach die obere Kante des Rohres
31 zusaininengepreßt und um die beiden Rohre 29 und i9 festg(:scltwcißt wird.
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1)ie \laßnahme. die reiche Lösung direkt zum Steigi-olir der Pumpe
durch den Außenmantel des Kochers zti leiten bzw. die arme Lösung vom Kocher (furch
das Innenrohr des \Vechslers abzuführen, kann selbstver-tändlich auch frei anderen,
z. 13. den in den Fig. 1 und 3 gezeigten Kocherkonstruktionen angewen(let «erden.
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Die Erfindung ist nicht auf die schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern kann im ltalimen des grundlegenden Erfindungsgedankens in verschiedener
\Veise verändert werden. Die l'unilienkanimer kann in verschiedener Weise ausgeführt
werden, obwohl es vorteilhaft ist, in den meisten Fällen die Zahl der Schweißfugen
zwischen ihr und anderen Apparateteilen möglichst zu beschränken. Es ist deshalb
vorzuziehen, wenn die 1'umpenkamrner aus einem Teil eines einen anderen Apparateteil
bildenden Rohres mit genügend großem Querschnitt besteht. Sollte der Querschnitt
dieses Rohres im Hinblick auf seine Funktion nicht groß genug gewählt werden können,
dann kann sein als 1'unipenkaminer zu verwendender Teil erweitert, z. 13. durch
Aufdornen im Durchmesser vergrößert werden. In besonderen Fällen empfiehlt es sich,
um ein gleichmäßiges Pumpen zu erzielen, die Pumpenkammer von dein vor ihr liegenden
Rohr durch eine im Rohr selbst angeordnete Verengung zu trennen, wodurch .ein gewisser
\Viderstand gegen die Rückstriimung der Flüssigkeit geschaffen wird.
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\\egen (fier verhältnismäßig geringen Ausdehnung der Punipenkaminer
in der Längsrichtung können in besonderen Fällen Schwierigkeiten insofern entstehen,
als nicht die ausreichende Berührungsfläche finit (lern wärmeaufnehmenden Teil des
Apparates zur Verfügung steht. \lan kann in solchen Fällen diese Berührungsfläche
vergrößern durch eine geeignete Verformung der beiden aneinanderzuschweiLletiden
Rohre, um auf diese Weise den Wärtnedurchgangs(luerschnitt zu vergrößern.
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Es wurde schon erwähnt, daß die Mechanik der treuen Punipe noch nicht
vollständig erforscht ist. Die Konstruktion der Pumpe gemäß der Erfindung unterscheidet
sich indessen sehr wesentlich einerseits von den Tliermosiphonpumpen, die aus einem
einzigen engen Rohr bestehen, und andererseits von den,sog. Glockenpumpen.
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Es hat sich nämlich als möglich erwiesen, die Pumpenkammer so zu dimensionieren,
daß die durch die Pumpe in der Zeiteinheit geförderte Lösungsmenge bei geeigneter
Abmessung der wärmeleitenden Verbindung zwischen der Pumpenkammer und dein Schornstein
im wesentlichen unverändert bleibt,, unabhängig von der dem Schornstein zugeführten
Wärmemenge, sofern diese einen gewissen Mindestwert erreicht.
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Die bekannten Thermosiphonpumpen zeigen im Gegensatz dazu ein besonders
scharf begrenztes Maximum der Pumpenwirkung,indem diese schnell auf einen Maximalwert
ansteigt, um danach bei weiter steigendem Heizeffekt fast ebenso schnell wieder
abzunehmen, was besonders bei größeren Apparaten ein@Nachteil ist und ein unangenehmes
Risiko für die Lebensdauer des Apparates bedeutet. Kochen ohne Flüssigkeit in der
Pumpe begünstigt nämlich die Korrosion.
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Die Pumpenkonstruktion gemäß der Erfindung dagegen zeigt keinen solchen
Maximalwert, sondern hält ihre Förderleistung konstant wenigstens bis zu Energiezufuhren
in der Größe von 4oo bis 5oo Watt.