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Absorptionskälteapparat Die Erfindung betrifft einen mit Hilfsgas
arbeitenden Absorptionskälteapparat mit gegebenenfalls mit Rippen versehenen, im
wesentlichen horizontal oder schwach geneigt angeordneten, flüssiges Kältemittel
führenden Verdampferrohren und arme Lösung führenden Absorberrohren.
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Bei den Verdampfer- und Absorberrohren von Absorptionskälteapparaten
dieser Art ist es wünschenswert, daß die strömende Flüssigkeit über eine möglichst
große Fläche ausgebreitet wird. Die Erfindung bezweckt unter anderem, eine solche
Ausbreitung der strömenden Flüssigkeit auf eine begrenzte Rohrlänge zu bewirken
und erreicht dies dadurch, daß die in bekannter Weise im wesentlichen horizontal
oder schwach geneigt angeordneten, gegebenenfalls mit Rippen versehenen, flüssiges
Kältemittel führenden Verdampferrohre bzw. arme Lösung führenden Absorberrohre auf
dem ganzen Umfange ihrer Innenseite mit in der Rohrwandung angebrachten, in Längsrichtung
der Rohre verlaufenden kapillären Rillen versehen sind, deren Tiefe ihre Breite
nicht oder nicht wesentlich übersteigt.
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Zwar ist bei den in Betracht stehenden Verdampfer- und Absorberrohren
die Ausnutzung der Kapillarkräfte zur Erzielung eines Flüssigkeitsfilms über der
ganzen Innenfläche des Rohres bereits bekannt. Jedoch benutzte man hierzu einen
besonderen Belag auf der kohrinnenfläche. Auch ist die Ausnutzung von Kapillarkräften
im Verdampfungssystem
einer Kompressorkältemaschine bereits bekannt,
und zwar in der Form, daß die Verdampferrohre mit vom Innenmantel ausgehenden, in
Längsrichtung der Rohre verlaufenden und sich in die außen auf den Rohren angebrachten
Rippen erstreckenden kapillaren Spalten versehen sind, in welche das flüssige Kältemittel
in dünner Schicht hineingesaugt werden soll, um an den verhältnismäßig großen Flächen
der Rippen schneller verdampft zu werden. Abgesehen davon, daß die Wirkung, die
mit dieser Bauart angesrebt wird, zweifelhaft erscheint, ist die Herstellung dieser
Rippen- oder Flügelrohre schwierig.
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Demgegenüber ist die Herstellung der feinen Kapillarröhre gemäß der
Erfindung in einfacher Form gegeben.
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Durch geeignete Mittel wird die durch die Rohre hindurchgehende Flüssigkeit
von vornherein so verteilt, daß die kapilläre Wirkung eine vollkommene Benetzung
des Innenmantels der wärmeabgebenden Rohre sicherstellt. Hierdurch -wird beispielsweise
bei einem Verdampfer eine Verdampfung des zugeführten Kältemittelkondensats innerhalb
einer ganz kurzen Rohrlänge erreicht, so daß die Kühlkörper geringe Abmessungen
erhalten, was deshalb wertvoll ist, -weil dadurch in der vom Verdampfer gekühlten
isolierten Kühlkammer Nutzraum gewonnen -wird.
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Bei einem Absorber -wirkt sich die Erfindung so aus, daß die arme,
aus dem Kochersystem des Apparates kommende Absorptionslösung über eine große Fläche
ausgebreitet wird und somit dem durchströmenden, an Kältemitteldampf reichen Hilfsgas,
das von dem Verdampfersystem des Apparates kommt, eine große Fläche darbietet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt Fig. i eine Absorberanordnung, Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch
ein Absorberrohr, Fig. 3 und 4 zwei verschiedene Rillenprofile, Fig. 5 im Längsschnitt
eine Vorrichtung für die Verteilung der Flüssigkeit auf den inneren Rohrumfang.
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In Fig. i ist ein Absorber eines mit Hilfsgas arbeitenden Absorptionskälteapparates
gezeigt mit den zugehörigen Anschlußleitungen, soweit sie zum Verständnis der Erfindung
erforderlich sind.
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Von dem nicht gezeigten Verdampfer des Apparates kommt an Kältemitteldampf
reiches Hilfsgas durch den Außenmantel i i eines Gastemperaturwechslers, von welchem
die Gasmischung durch eine Leitung 12 zu einem Absorbergefäß 13 strömt. Von hier
aus gelangt das Gas durch eine mit Rippen 14 versehene Absorberrohrschlange 15 zu
einem Speichergefäß 16 und von hier aus über eine Leitung 17 und danach durch die
innere Leitung 18 des Gastemperaturwechslers zurück zum Verdampfersystem des Apparates.
Dieser Gasumlauf wird auf bekannte Weise durch Ausnutzung von den Treibkräften hervorgerufen,
die durch den Unterschied des spezifischen Gewichtes des armen und des reichen Hilfsgases
bedingt sind. Während die Gasmischung durch die Absorberrohrschlange 15 aufwärts
steigt, wird der darin enthalteneKältemitteldampf von armer Absorptionslösung absorbiert,
die aus dem nicht dargestellten Kochersystem des Apparates dem Absorbersystein durch
eine Leitung i9 zugeführt und zu demselben Kochersystem durch eine Leitung 25 zurückgeführt
wird.
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Die Leitung i9 mündet in dem Speichergefäß 16, das in dem gezeigten
Beispiel als eine Erweiterung 2o der Leitung 17 ausgebildet ist. Dieser Endteil
ao umschließt den senkrechten oberen Tei12i der Absorberrohrschlange 15. In dem
Kochersystem wird die arme Lösung in einem mit dem Speichergefäß 16 kommunizierenden,
nicht gezeigten Gefäß hochgepumpt -worin die Lösung eine Höhe 22 erreicht. Über
dem Ende des senkrechten Rohrteiles 21 ist ein in die Lösung in dem vergrößerten
Teil 2o hinunterhängender Docht 23 angebracht, wodurch ein kontinuierliches Aufsaugen
der armen Absorptionslösung erfolgt. DieaufgesaugteFlüssigkeit -wird über den inneren
Umfang des Absorberrahres 15 verteilt, das beispielsweise die in Fig. 2 gezeigte
Querschnittsform haben kann. Das Rohr 15 ist hier inwendig mit längs verlaufenden
kapillären Rillen 24 mit etwa quadratischem Querschnitt versehen. Form und Abmessungen
der Rillen sind so gewählt, daß in dem Rohr 15 ein zylindrischer Film von Lösung
aufrechterhalten wird, die langsam bei zweckentsprechender Neigung des Rohres zum
Absorbergefäß fließt. Wegen der im Verhältnis zur Länge des Rohres großen Absorptionsfläche
wird mit dieser Vorrichtung ein höheres Absorptionsvermögen erreicht. Für eine bestimmte
Absorptionskapazität kann deshalb die Rohrlänge vermindert werden, was unter anderem
Materialersparnis mitbringt. Aber auch die Kühlung der Absorberrohrschlange -wird
verbessert, weil ein größerer Temperaturabfall in der Rohrwandung erreicht wird.
Besonders bei Luftkühlung des Absorbers wird der Raum für den kühlenden Luftstrom
größer, ohne daß die äußeren Abmessungen des Kühlschrankes vergrößert werden müssen.
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Die Fig. 3 und ¢ zeigen, daß die Längsrillen beliebiges Profil haben
können, sofern sie nur genügende Kapillarkräfte zur Erzielung eines Flüssigkeitsfilms
über die ganze innere Fläche des Rohres hervorrufen.
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Fig. 5 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer Speicher- und
Verteilungsvorrichtung für die Flüssigkeit. Der obere Teil 21 des mit inneren kapillären
Rillen versehenen Rohres ist direkt an die Gasleitung 17 angeschlossen. In dem Rohr
ist ein rohrförmiger Verteilereinsatz 26 angebracht. Die arme Lösung wird wie bei
der Vorrichtung gemäß Fi.g. i. durch die Leitung i9 zugeführt, die im Rohr 21 über
dem unteren erweiterten Bund 27 des Verteilereinsatzes einmündet. Der Bund 27 füllt
das Rohr 2i aus, so daß nur die kapillären Rillen 24 im Rohre 2 i die Flüssigkeit
durchlassen. Der Gasumlauf wird aber nicht verhindert, sondern vollzieht sich unbehindert
durch die zentrale durchgehende Bohrung 28 des Verteilereinsatzes 26. Die
arme
Lösung fließt aus der Leitung i9 nicht unmittelbar in das Rohr 15 hinein, sondern
bildet eine kleine Flüssigkeitssäule, die oberhalb des Bundes 27 in dem Ringraum
zwischen dem Rohr 21 und dem oberen Tei129 des Einsatzteiles steht. Hierdurch wird
die Verteilung der Flüssigkeit über den ganzen Umfang des Rohres 21 bewirkt. Um
ferner eine ebene Verteilung sicherzustellen, ist im Bund 27 des Verteilereinsatzes
26 eine äußere ringförmige kapilläre Rille 3o vorgesehen.
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Ist der Kälteapparat mit mehreren parallelen Absorber- oder Verdampferleitungen
versehen, dann kann eine zuverlässige und einfache Zuführung der Flüssigkeit dadurch
herbeigeführt werden, daß die Zuführungsvorrichtungen durch Leitungen, die auf derselben
Höhe angeschlossen sind wie die Leitung i9, kommunizieren.