WO2010000256A2 - Dünnwandiger selbsttragender quaderförmiger vakuumbehälter für sorptionsmaschinen, insbesondere adsorptionsmaschinen - Google Patents

Dünnwandiger selbsttragender quaderförmiger vakuumbehälter für sorptionsmaschinen, insbesondere adsorptionsmaschinen Download PDF

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WO2010000256A2
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container
vacuum
sorption
evaporator
condenser
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Nils Braunschweig
Sören PAULUSSEN
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Invensor Gmbh
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    • F25B2500/01—Geometry problems, e.g. for reducing size
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • the invention relates to a self-supporting, essentially cuboid vacuum container, which is particularly thin-walled, and its use in particular for adsorption devices.
  • a vacuum tank is usually necessary because e.g. Water can be used as a refrigerant and accordingly low pressures are required.
  • the known classic vacuum containers have a mostly cylindrical main body, which is formed inter alia by a metal jacket, which has at least a thickness of 4 or 5 mm. Such vacuum containers are very heavy compared to other parts of sorption machines.
  • the internals in these vacuum containers are often cuboid, such as fin heat exchangers as adsorber, condenser or evaporator. For these reasons, the space provided by the vacuum container is often not effective to use. This is disadvantageous for the power density and for the material costs, but also for the thermal mass (see FIG. 1).
  • an adsorber-desorber unit comprises a thermally conductive receiving body which is in heat-conducting connection with a heat exchanger.
  • This known receiving body fulfill two functions, namely the meübertragung between heat exchanger and sorbent material and on the other hand, the production of a stable structure of the adsorbent-desorber unit. It is described that with this stable structure it is possible to make the wall of a common housing of the sorption heat pumps particularly thin, since this unit no longer needs to impart additional stability, but only the sealing of the interior with the adsorber-desorber unit and the condenser - Evaporator unit is used to the environment.
  • the outer wall is designed as a thin sheet metal casing, which has a small wall thickness, that it rests on the adsorber-desorber unit or the condenser-evaporator unit and is supported by the latter, in particular after application of negative pressure. Since the thin sheet metal sheaths are supported and supported by said units, they are referred to as a non-self-supporting vacuum envelope or a non-self-supporting vacuum envelope.
  • Self-supporting containers are widely known to the person skilled in the art (JP 63280964 A, GB 2303694 A, DE 10 2007 003 077 A1, DE 10 2006 032 304 A1). These known, partially self-supporting vacuum containers have an annular cross-section and are usually joined together by a plurality of annular shell segments.
  • JP 63280964 A describes a cylindrical, self-supporting vacuum container.
  • GB 2303694 discloses an ultralight, laminated vacuum plastic container.
  • Self-supporting, thin-walled tanks are also provided in the construction of fuselage structures of aircraft or tank structures of rockets, which, however, can not be used as vacuum containers. The majority of known pressure vessels are cylindrical if they are self-supporting; Vacuum containers are predominantly cylindrical.
  • cuboid vacuum container with outer walls with wall thickness of at least 5 mm, which are additionally supported with internal stiffening angles.
  • the object of the invention was therefore to provide a device which does not have the disadvantages of the prior art.
  • a self-supporting vacuum container can be provided with container walls, ie the outer walls and possibly with existing in the container partitions, which is cuboid or substantially cuboidal and the container walls have a wall thickness of less than 3 mm, preferably less than 2 mm, and more preferably less than 1 mm.
  • the prior art does not describe self-supporting vacuum containers for sorption machines, in particular adsorption machines, which are cuboidal and have walls with the stated wall thicknesses. The development of the prior art went in a completely different direction.
  • thin-walled tube-shaped, self-supporting vacuum containers or else thin-walled cuboidal, non-self-supporting vacuum containers have been proposed, wherein thin-walled means less than 3 mm.
  • thin-walled vacuum containers for adsorption chillers which are cuboidal and self-supporting and whose outer walls have a wall thickness of less than 3 mm, preferably less than 2 mm and particularly preferably less than 1 mm.
  • the thin-walled vacuum containers have outer walls or container walls with a wall thickness of less than 0.8 mm, preferably less than 0.7 mm, and particularly preferably less than 0.6 mm.
  • Self-supporting vacuum containers with such small wall thicknesses of the outer walls are particularly advantageous, since they are very light and yet are able to withstand the mechanical stresses caused by the vacuum forces. It was completely surprising that can be provided with the above-mentioned inventive and especially with the preferred wall thicknesses vacuum container, which under the forces of the vacuum (pressure or negative pressure, depending on which pressure is taken as a reference, a negative pressure in a container leads z B. to an increased pressure acting on it) dented and yet fully functional.
  • the calculated denting means that the vacuum containers are resistant to implosion, but clearly deform under the influence of negative pressure.
  • the average person skilled in the art has hitherto assumed that such vacuum containers can by no means be used for use in sorption machines, in particular adsorption machines.
  • the object according to the invention can be achieved by means of a thin-walled, self-supporting, cuboid vacuum container, which preferably has struts, profiles or angles or, in particular, outside or inside beads.
  • No thin-walled self-supporting cuboid vacuum containers for sorption heat pumps are described in the prior art.
  • the containers according to the invention are lighter and less expensive than those of the prior art and have container walls with a thickness of ⁇ 3 mm, ⁇ 2 mm, ⁇ 1 mm. In these self-supporting cuboid vacuum container and unstable internals can be used, since they do not have to absorb the vacuum forces.
  • the self-supporting cuboid vacuum containers for sorption machines according to the invention comprise at least one heat exchanger according to the invention.
  • the container according to the invention may preferably have stiffeners inside or outside, or else beads in the wall of the self-supporting vacuum container.
  • sorption heat pump has the following further features:
  • the adsorber-desorber unit comprises a heat-conducting receiving body, which is arranged in heat-conducting connection with the heat exchanger;
  • the receiving body imparts stability to the adsorber-desorber unit
  • the interior of the common housing is subjected to a negative pressure and the common housing is designed as a thin-walled, self-supporting, cuboid vacuum container according to the invention, so that the collapse forces generated by the negative pressure can lead to a deformation of the vacuum vessel, but not that the vacuum container implodes, wherein the deformation of the vacuum container does not cause the collapse forces generated by the negative pressure on the receiving body, the heat exchanger shear, the evaporator, the condenser and / or the condenser-evaporator unit are derived,
  • a deformable, d. H. implosion-resistant vacuum container provided in particular for adsorption chillers.
  • the heating forces generated by the negative pressure are not dissipated to the adsorber-desorber unit, the condenser, the evaporator and / or the condenser-evaporator unit or to the receiving body, since the vacuum container is a self-supporting vacuum container according to the invention.
  • the vacuum container is a self-supporting vacuum container according to the invention.
  • adsorber chambers, the condenser or the evaporator and possible further components are surrounded by a self-supporting vacuum envelope.
  • the person skilled in various ways are known to stabilize a self-supporting container.
  • This may be, for example, planking, reinforcements, mounting plates and profiles with different joining techniques, wherein the profiles are connected to each other, for example, by gluing, NOTEscdesign, laser welding or soldering on the self-supporting container.
  • the supporting function is thus to be borne solely by this structure.
  • the rigidity of the container can be increased by stiffening means which are mounted either on an outer side of the container wall or on an inner side.
  • the container according to the invention which can be stiffened by the stiffening elements is cuboid or substantially cuboid.
  • a substantially parallelepiped-shaped vacuum container can be, for example, a container which deviates from an idealized cuboidal shape without the average person skilled in the art no longer describing it as a cuboid-shaped vacuum container.
  • a vacuum container would be substantially cuboid, having at least one rounded corner.
  • Another form of a substantially cuboid vacuum container would be, for example, a container in which z. For example, two elongated outer walls are only substantially parallel. IeI are spaced from each other. The skilled person would also call such a container cuboid.
  • vacuum containers for sorption machines in particular for adsorption chillers can be either tubular or not self-supporting vacuum tank, so that it was completely surprising that self-supporting vacuum tank with a wall thickness of less than 3 mm, preferably less than 2 mm and more preferably less than 1 mm can be provided without the collapse forces of the vacuum vessel generated by the negative pressure being discharged onto the receiving body, the heat exchanger and / or the condenser-evaporator unit.
  • sorption preferably adsorption
  • a vacuum container which is significantly deformed by the negative pressure.
  • a significant deformation is a deformation that the average expert perceives as significant in the form of dents or indentations. Deformation thus does not mean deformation of the outer walls of the vacuum vessel occurring only in the tenth of a millimeter range, but rather a visualization of the vacuum vessel that can be visually perceived without further aids.
  • At least one stiffening agent is attached in at least one outer side of the container wall in a particularly preferred embodiment of the invention, this surprisingly leads to a good stiffening of the self-supporting vacuum container, if it is used in particular for adsorption refrigeration machines. It is very particularly preferred if 2, 3, 4, 5 or in particular 6 container walls are stabilized by stiffening means attached to the outside of the container wall.
  • At least one stiffening means is attached to at least one inner side of the container wall.
  • the attachment of the stiffening agent leads to a surprisingly good or surprisingly high stability of the container. It may be preferred that the stiffening means are arranged only on a container wall.
  • Such self-supporting vacuum containers for sorption machines are particularly lightweight and yet surprisingly have good stability.
  • At least one, preferably a plurality of stiffening means are attached to at least one inner and outer wall, preferably to a plurality of inner and outer walls.
  • the self-supporting vacuum container can also have at least one or more intermediate walls.
  • the intermediate walls may be exposed to different forces. It was surprising that the application of stiffening agent on or on one or all partitions leads to a significantly improved self-supporting vacuum tank. Since the intermediate wall by the stiffening means less by the different acting pressures (due to the process, it may come in the chambers that are formed by the intermediate wall, come to different process pressures), the preferred vacuum container according to the invention can be particularly well for sorption, especially adsorption, used.
  • the stiffening means may, for example, struts, rods, angles, square tubes, profiles and / or beads.
  • the person skilled in further ways are known to attach stiffening agents.
  • welds are performed so that a stiffening is made possible by the shape and orientation of the welds. It may then be advantageous, for example, to assemble the longitudinal walls of the rectangular vacuum container from a plurality of sections which are welded.
  • the stability of the welds or the welds can be increased by targeted deformations of the sheets that form the container wall.
  • the sheets may have at their opposite ends angles or grooves which intermesh and are chipped, soldered or riveted in said regions.
  • the formation of possible leads Angles, grooves or channels for improved stability of the vacuum container may be provided that the differently merged sheets have a different material composition and / or a different dimensioning, such. B. have a different thickness. That is, the container walls may be composed of different sheets having different characteristics, wherein characteristics may mean different metal compositions or different dimensioning of the sheets, or a different surface or other type of chemical or physical treatment of the sheets and / or the stiffening agent.
  • said stiffening means result in a self-supporting vacuum container, which does not have the disadvantages of the prior art.
  • the vacuum container on whose container walls, preferably on the outer sides of the container walls, stiffening means for stabilizing the container walls are arranged, additionally by means of a continuous or several continuous struts as part of the container is stabilized.
  • the vacuum container can be additionally stabilized by continuous racks, which are formed from angles, profiles and / or square tubes or other device elements.
  • the vacuum container according to the invention can be provided without the said additional stiffening means. But with certain exceptional dimensions of the vacuum vessel, the additional stiffening means mentioned may be advantageous.
  • Beads in the sense of the invention are manually or mechanically produced channel-shaped depressions in the wall of the container which serve to increase the rigidity.
  • the purpose of the stiffening can be combined with a special design.
  • the bead can be pressed manually with a bead hammer on a sickle stick or mechanically with the beading machine, with the help of two bead rollers in the sheet metal. There are bead rolls for different shapes.
  • the effectiveness of a bead depends essentially on the following factors: location of the bead, shape, shape, radii and the arrangement of different beads to each other. Furthermore, when used for the stabilization of thin-walled Vacuum containers are checked to which load is subjected to a verkicktes sheet.
  • the stiffeners are attached to the outside, since these, for example - especially if they are welded - can be very easily reworked.
  • the weld itself can be adapted to the corresponding requirements.
  • the walls of the vacuum container according to the invention can be stiffened so that they do not dent at all by the applied vacuum, for example by having numerous stiffeners.
  • the walls are partially dented and supported by internal or external stiffening elements. It may further be preferred that the denting of the walls is not supported.
  • stiffeners in the form of angles or struts or in the form of beads can also be placed in the cuboidal vacuum container according to the invention so that only one or only one wall, for example by a continuous strut is supported.
  • the person skilled in the art can easily determine by routine experimentation the number of beads, struts or angles that are required so that the deformation forces that lead to the indentation of the walls do not lead to collapse and thus destruction of the container.
  • the stiffening means can advantageously be designed so that they are operatively connected to pipe connections or pipe penetrations or represent such.
  • the stiffening agents can, for example, in adsorption chillers fasteners z. B. in hydraulic interconnection.
  • the stiffening elements have at least one pressure-reducing element.
  • preferred embodiments of the invention are advantageous in which the stiffening means have at least one steam valve. That is, in a particularly preferred embodiment of the invention If appropriate, separate pressure-reducing elements and / or steam valves can be integrated in optionally separate stiffening means.
  • pressure-reducing elements or vapor valves are well known to the average person skilled in the art and therefore do not have to be explained in more detail.
  • Vacuum containers are due to the pressure difference between the external pressure (usually ambient pressure absolute: 1013 mbar) and the internal pressure (for example, absolute: 10 mbar) strong forces acting on the container walls in the direction of the container interior.
  • the deformation forces which lead to an acceptable deformation of the container walls in the context of the invention
  • the collapse forces which lead to a destructive deformation, in particular to an implosion of the vacuum container to distinguish.
  • non-self-supporting containers are not stable and implode under the influence of vacuum forces on the container walls. Due to the deformations that occur, they are therefore not functional in the sense of the teaching according to the invention.
  • the self-supporting container according to the teaching of the invention are stable under the action of the vacuum forces.
  • the self-supporting vacuum containers according to the invention are also vacuum-free and do not implode, even without internal installations - ie empty container vacuum.
  • the design of the cuboid vacuum container as an implosion-resistant container, preferably in an adsorption chiller, is not a task-based formulation, since the skilled person - after learning the teaching according to the invention - without being inventive himself - the wall thickness within the selected wall density range and the stiffening means can be designed so that the deformation of the vacuum vessel is calculated and the vacuum vessel does not implode.
  • the stiffeners of the device according to the invention serve to stabilize and fix a covering enclosing the sorption machine. Furthermore, it may be advantageous if the stiffeners are designed so that the feet are integrated with them in the lower area.
  • the stiffening conditions such as struts, rods, profiles, angles or beads but also designed so that the entire system can be driven under with a pallet truck. It may be particularly advantageous to make these stiffeners structurally so that they can be used as attachment points for transport and / or lifting devices. That is, in particularly preferred embodiments of the invention, the stiffening means may have other functions. They may preferably be designed so that they represent a fixing ring for the shell and / or they may be integrated in the feet of the entire device, ie the sorption. They can accordingly also be starting points for the transport or lifting devices, or realize other further functions.
  • stiffeners can be carried out so that all other, belonging to a sorption machine components such. As controller, display or control box, can be fixed to these stiffeners.
  • the teaching according to the invention makes it possible to use heavy plates (thickness less than 3 mm) but also thin sheets for the construction of vacuum containers.
  • Thin sheets are sheets with a thickness of less than 2 mm or preferably less than 1 mm. It is preferably hot or cold finished rolled sheet, which is mostly used for forming purposes. Depending on the grade of steel, these sheets may also be tin-plated, galvanized, copper-plated, nickel-plated, painted, enamelled or plastic-surface-coated.
  • the invention also relates to a sorption machine, comprising at least one adsorber-desorber unit with heat exchanger and sorption material, at least one condenser, at least one condenser heat exchanger, at least one evaporator-condenser unit and / or an evaporator heat exchanger, wherein at least a part of this Building units is arranged in a self-supporting vacuum container according to the invention and the sorption machine connection and connecting elements and pipe feedthrough for hydraulic interconnection and operation.
  • the adsorber desorber unit has a stable structure, since they do not absorb or derive the collapse forces generated by the negative pressure.
  • the average person skilled in the art knows which of the abovementioned assemblies he has to use depending on the type of sorption machine.
  • the abovementioned list represents a group of building units, depending on the type of sorption machine. ne - individual units can be joined together; The person skilled in the selection and the joining of the individual components is known.
  • the adsorber-desorber unit is located in an inner and / or inner housing, wherein the condenser heat exchanger and the evaporator heat exchanger are arranged at a distance from each other and in their intermediate space, the inner housing with the Adsorber- Desorber unit is provided.
  • the separation surfaces of the inner housing facing the condenser heat exchanger and the evaporator heat exchanger have steam valves.
  • the invention accordingly also relates to the use of the vacuum container according to the invention for sorption machines, in particular adsorption refrigerating machines.
  • structural units are arranged, wherein the units, for example, an adsorber desorber unit, a condenser, an evaporator, a condenser-evaporator unit or an evaporator-condenser unit, may be an evaporator heat exchanger and / or an evaporator-condenser unit.
  • Combination invention i. several known elements are combined to a combination which has a surprising effect
  • the advantageous embodiments of the invention have at least one or more of the advantages mentioned.
  • FIGS. 4a) and 4b) Thin-walled vacuum containers according to the invention
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a cylindrical container with parallelepiped internals or components.
  • a sorption machine described in the prior art for example an adsorption machine is shown, wherein in a container, formed from a cylindrical container wall 4, a condenser 1, an evaporator 2 and two adsorbers 3 are arranged.
  • the adsorbents 3 may be adsorber / desorber units, ie, the refrigerant is adsorbed in an adsorber, with energy being delivered to the adsorbent and desorbed in a desorber where energy must be introduced into the desorber to supply the refrigerant desorb.
  • the internals, such as Sator 1, evaporator 2 and adsorber 3 are cuboid.
  • the container wall 4 is designed such that in the interior of the container a dead volume (unusable space) between the container wall 4 and the internals (capacitor 1, evaporator 2, adsorber 3) is formed. Consequently, such adsorption machines are disproportionately designed and take up much space, with much of the internal volume is unusable. Furthermore, the container wall 4 of the containers described in the prior art is made very thick, whereby the weight of the adsorption machines is very high. The container walls 4 are designed so thick that they do not collapse when a vacuum is applied.
  • FIG. 2 a) represents a non-self-supporting container, for example an adsorption machine, which comprises a condenser 1, an evaporator 2, two adsorbers 3, further internals (for example spacers or heat conduction devices 6) and a non-self-supporting container wall 5.
  • the container wall 5 is designed such that upon application of a vacuum, the container wall 5 rests on the internals and is thus stabilized.
  • the fixtures or components are matched with respect to the shape and size, whereby a flexible arrangement and design of the fixtures / components is excluded.
  • the container wall 5 can either be made so thick or so thin that it completely compensates for the vacuum forces or is deformed by them as a thin vacuum envelope.
  • the vacuum forces acting on the container or adsorption machine are shown schematically as arrows.
  • the construction of the adsorption machine is identical to the machine outlined in FIG. 2a).
  • vacuum forces act on the container, which affect the internals as a result of the construction of the container and the arrangement of the internals or components.
  • a negative pressure is set inside the machine, whereby strong vacuum forces act on the container wall. Since the container walls described in the prior art surround the internals and are in contact with the internals under applied negative pressure, the vacuum forces are transmitted to the internals.
  • the spacers distribute the vacuum forces between the internals such as condenser, evaporator and adsorber. Over a longer period of time, the internals can be irreparably damaged by the vacuum forces and, if necessary, must be replaced, which is associated with high costs and operational failure.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a cuboid thick-walled vacuum container with internal reinforcement angles.
  • the adsorption machine comprises a cuboid container wall 7 which includes a condenser 1, an evaporator 2, internal reinforcement angles 8 and two adsorbers 3.
  • the container wall 7 is made thick to compensate for the vacuum forces and protect the internals, but in addition to the container wall 7 reinforcing angle 8 are attached.
  • the reinforcement angles 8 stabilize the container wall 7 and prevent deformation of the container wall 7 due to pressure differences, that is to say an applied negative pressure and the resulting vacuum forces are compensated by the internal reinforcement angles 8.
  • a disadvantage of this construction is that a thermally conductive contact between the container wall 7 and the internals or components may arise, resulting in a reduced efficiency.
  • the reinforcing means 8 and the container wall 7 are approximately 1, 5 to 3 cm thick designed to compensate for the vacuum forces.
  • the material cost and weight are very high.
  • the flexibility of the machine is limited because a simple moving or maneuvering such a machine are no longer possible. Due to the internal reinforcement angle 8 is also the available space greatly reduced in the interior of the machine, whereby no additional components can be integrated into the machine.
  • FIGS. 4a) and b) show the thin-walled vacuum containers according to the invention.
  • a condenser 1, an evaporator 2 and two adsorbers 3 are arranged in a thin-walled rectangular container 9a.
  • the Adsorbem 3 may be adsorber / desorber units. Preference is given to the use of parallelepiped internals or components, since they require little space and can be arranged to save space. However, also internals with other shapes such as round or oval can be used.
  • Thin-walled refers to a wall thickness of less than 3 mm, preferably less than 2 mm and very particularly preferably less than 1 mm.
  • metal can be used as the material for the container 9a.
  • stiffening elements 10 or reinforcing means are attached externally to the container wall 9a. These can be struts, rods, angles, squares, pipes and / or pipes, which are made of materials such as metal, plastic or ceramic materials. Also, welds can be used as stiffening elements 10.
  • the container walls 9a may be arranged such that a weld serves as a stiffening element 10 and causes a stiffening of the container.
  • Can be imagined container walls 9a which are assembled from several individual container parts and lips or flanges, where the container parts are welded together. In containers manufactured in this way, the welding can serve as stiffening element 10.
  • the number of stiffening means 10 which are attached to the container wall 9a are to be determined empirically by experiments known to the person skilled in the art. Also, if necessary, only one container wall 9a can be equipped with stiffening elements 10.
  • the container 9a is usable for different sorption machines, such as adsorption or absorption machines and can be easily and quickly adapted to the size of the components to be enclosed.
  • the container wall 9a is self-supporting and is not supported by any elements or connected to the internals.
  • a negative pressure is applied in order to evaporate the refrigerant (for example water) at low temperatures in an evaporator 2.
  • the resulting water vapor is passed into the adsorber 3, where it adsorbs and releases thermal energy to a heat exchanger integrated in the adsorber 3. This is a heated by the heat exchanger flowing heat carrier.
  • the adsorbed water vapor is expelled in the next step by means of energy from the adsorber 3, which now acts as a desorber, and condensed in a condenser 1, where in turn energy is released to the local heat carrier.
  • the application of a vacuum and the resulting vacuum forces cause no deformation of the container 9a, although the container is made of, for example, a thin sheet metal.
  • the vacuum forces are compensated by the container according to the invention in a preferred variant such that no deformation occurs.
  • the stiffening elements 10 compensate for the vacuum forces and thus relieve the container wall 9a.
  • containers or vacuum containers for sorption machines which are not self-supporting and / or thick-walled, whereby on the one hand the internals of the machines are heavily stressed by the vacuum forces and on the other hand, the machines are expensive and heavy.
  • the cuboid thin-walled container according to the invention guarantee that the internals are not loaded and the container, consequently the machine has a low weight.
  • FIG. 4b) further shows another preferred cuboid thin-walled container with external reinforcing means, wherein deformations of the container take place.
  • the container wall 9b may be designed in such a way that it deforms under load, ie when a vacuum is applied, but only to the extent that neither the container collapses nor the fittings / components (1, 2 or 3) arranged in the container 3) are damaged by the container wall 9b or absorb the collapse forces. There is also no heat conduction between the container wall 9b and the internals / components. Even an empty container without internals or components does not implode, but the deformation of the container wall 9b moves to a controllable extent, that is, the container wall 9b is designed such that a controllable deformation takes place under vacuum.
  • the container wall 9a, 9b Due to the thin-walled and cuboid design of the container wall 9a, 9b internals / components can be optimally integrated, the container is light and flexible. The internals are protected against external influences and are not damaged by the occurring vacuum forces. Also, no heat conduction or transmission of the vacuum forces on the container wall 9a, 9b, whereby a constant and efficient operation of the machine is ensured. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen selbsttragenden, im Wesentlichen quaderförmigen Vakuumbehälter, der besonders dünnwandig ist, und seine Verwendung insbesondere für Adsorptionsvorrichtungen.

Description

Dünnwandiger selbsttragender quaderförmiger Vakuumbehälter für Sorptionsmaschinen, insbesondere Adsorptionsmaschinen
Die Erfindung betrifft einen selbsttragenden, im wesentlichen quaderförmigen Vaku- umbehälter, der besonders dünnwandig ist, und seine Verwendung insbesondere für Adsorptionsvorrichtungen.
Für die Verdampfung in Sorptionsmaschinen ist in der Regel ein Vakuumbehälter notwendig, da z.B. Wasser als Kältemittel eingesetzt werden kann und demgemäß niedrige Drücke erforderlich sind. Die bekannten klassischen Vakuumbehälter wei- sen einen zumeist zylindrischen Hauptkörper auf, der unter anderem durch einen Mantel aus Metall gebildet wird, wobei dieser mindestens eine Dicke von 4 oder 5 mm aufweist. Derartige Vakuumbehälter sind im Vergleich zu anderen Vorrichtungsteilen von Sorptionsmaschinen sehr schwer. Die Einbauten in diese Vakuumbehälter sind häufig quaderförmig, wie beispielsweise Lamellenwärmetauscher als Ad- sorber, Kondensator oder Verdampfer. Aus diesen Gründen ist der Raum, den der Vakuumbehälter bereitstellt, oft nicht effektiv zu nutzen. Dies ist für die Leistungsdichte und für die Materialkosten, aber auch für die thermische Masse nachteilig (siehe Figur 1).
Im Stand der Technik gab es daher immer wieder Bestrebungen und Versuche, die- sen Nachteilen zu begegnen. Es ist beispielsweise versucht worden, durch eine Sickenverstärkung zylindrische Behälter bereitzustellen, deren Mantel aus einem Material besteht, welches üblicherweise nicht dicker ist als 3 mm. Weiterhin sind nicht selbsttragende Behälter beschrieben worden, die durch die Einbauten, wie beispielsweise Wärmetauscherelemente, von innen abgestützt werden. Dieses Prinzip ist dem durchschnittlichen Fachmann beispielsweise auch von Vakuumverpackungen im Lebensmittelbereich bekannt, bei welchen die dünne Vakuumfolie durch das innen liegenden Gut stabilisiert und abgestützt wird.
Im Stand der Technik werden verschiedene Sorptionswärmepumpen beschrieben, bei denen eine Adsorber-Desorber-Einheit einen wärmeleitenden Aufnahmekörper umfasst, der in wärmeleitender Verbindung mit einem Wärmetauscher steht. Dieser bekannten Aufnahmekörper erfüllen zwei Funktionen, nämlich einerseits die War- meübertragung zwischen Wärmetauscher und Sorptionsmaterial und andererseits die Herstellung einer stabilen Struktur der Adsorber-Desorber-Einheit. Es wird beschrieben, dass es mit dieser stabilen Struktur möglich ist, die Wandung eines gemeinsamen Gehäuses der Sorptionswärmepumpen besonders dünn auszuführen, da diese Baueinheit keine zusätzliche Stabilität mehr verleihen muss, sondern lediglich der Abdichtung des Innenraums mit der Adsorber-Desorber-Einheit und der Kondensator- Verdampfer-Einheit gegenüber der Umgebung dient. Üblicherweise ist die Außenwand als dünne Blechummantelung ausgeführt, die so eine geringe Wandstärke aufweist, dass sie insbesondere nach Unterdruck-Beaufschlagung von außen auf der Adsorber-Desorber-Einheit bzw. der Kondensator-Verdampfer-Einheit aufliegt und durch diese abgestützt ist. Da die dünnen Blechummantelungen durch die genannten Einheiten getragen und abgestützt wird, werden diese als nicht selbsttragende Vakuumhülle bzw. als nicht freitragende Vakuumhülle bezeichnet.
Selbsttragende Behälter sind dem Fachmann vielfältig bekannt (JP 63280964 A; GB 2303694 A, DE 10 2007 003 077 A1 ; DE 10 2006 032 304 A1 ). Diese bekannten , zum Teil selbsttragenden Vakuumbehälter haben einen ringförmigen Querschnitt und sind in der Regel durch mehrere ringförmige Mantelsegmente zusammengefügt. Insbesondere die JP 63280964 A beschreibt einen zylindrischen, selbsttragenden Vakuumbehälter. Die GB 2303694 offenbart einen ultraleichten, laminierten Vakuumbehälter aus Kunststoff. Auch im Bereich der Konstruktion von Rumpfstrukturen von Flugzeugen oder Tankstrukturen von Raketen werden selbsttragende, dünnwandige Tanks bereitgestellt, die allerdings nicht als Vakuumbehälter eingesetzt werden können. Die Mehrzahl der bekannten Druckbehälter ist zylindrisch, sofern sie selbsttragend sind; Vakuumbehälter sind überwiegend zylindrisch.
Neben einer Verstärkung durch Sicken bei zylindrischen Behältern ist es selbstverständlich auch möglich, quaderförmige Vakuumbehälter mit Außenwänden mit Wandstärken von mindestens 5 mm bereitzustellen, die zusätzlich mit innen liegenden, versteifenden Winkeln abgestützt werden.
Diese Lösungen des Standes der Technik sind insgesamt nachteilig, da auch zylind- rische Behälter, die ggf. nur einen 3 mm starken, dickwandigen Mantel aufweisen, nur eine schlechte Volumennutzung bei quaderförmigen Einbauten gestatten. Auch die zunächst sehr überzeugenden, nicht selbsttragenden Vakuumbehälter weisen in der Praxis zahlreiche Nachteile auf, da Vakuumkräfte von den Behälterwänden aufgenommen werden und diese Kräfte auf alle innen liegende Komponenten und Einbauten übertragen. Alle innen liegenden Vorrichtungsteile müssen des- halb aufeinander abgestimmt positioniert werden, wodurch sich viele Abhängigkeiten bei der Konstruktion ergeben. Weiterhin sind nur sehr stabile Einbauten einsetzbar, welche in der Lage sind den mechanischen Belastungen durch die durchgeleiteten Vakuumkräfte standzuhalten. Notwendige Wärmeleitungsvorrichtungen zum thermischen Entkoppeln der Komponenten oder aber auch Abstandshalter erzeugen regelmäßig totes Volumen (siehe Figur 2a) und Figur 2b) ). Die quaderförmigen dickwandigen, durch innen liegende versteifende Winkel abgestützten Behälter sind sehr schwer und somit teuer (siehe Figur 3).
Aufgabe der Erfindung war es daher, eine Vorrichtung bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Es war völlig überraschend, dass für Sorptionsmaschinen, insbesondere Adsorptionskältemaschinen, ein selbsttragender Vakuumbehälter mit Behälterwänden, d. h. den Außenwänden und ggf. mit in dem Behälter vorhandenen Zwischenwänden bereitgestellt werden kann, der quaderförmig bzw. im Wesentlichen quaderförmig ist und dessen Behälterwände eine Wandstärke von weniger als 3 mm, bevorzugt we- niger als 2 mm und besonders bevorzugt weniger als 1 mm aufweisen. Im Stand der Technik sind keine selbsttragenden Vakuumbehälter für Sorptionsmaschinen, insbesondere Adsorptionsmaschinen beschrieben, die quaderförmig sind und Wände mit den genannten Wandstärken aufweisen. Die Entwicklung des Standes der Technik ging in eine völlig andere Richtung. Entweder sind dünnwandige röhrenför- mige, selbsttragende Vakuumbehälter oder aber dünnwandige quaderförmige, nicht selbsttragende Vakuumbehälter vorgeschlagen worden, wobei dünnwandig weniger als 3 mm bedeutet. Es gab für den durchschnittlichen Fachmann keinerlei Anregung, dünnwandige Vakuumbehälter für insbesondere Adsorptionskältemaschinen bereitzustellen, die quaderförmig und selbsttragend sind und deren Außenwände eine Wandstärke von weniger als 3 mm, bevorzugt weniger als 2 mm und besonders bevorzugt weniger als 1 mm aufweisen. Insbesondere bedeutet dies, dass die dünnwandigen Vakuumbehälter Außenwände bzw. Behälterwände mit einer Wandstärke von weniger als 0,8 mm, bevorzugt weniger als 0,7 mm und besonders be- vorzugt weniger als 0,6 mm, aufweisen. Selbsttragende Vakuumbehälter mit solchen geringen Wandstärken der äußeren Wände sind besonders vorteilhaft, da diese sehr leicht sind und dennoch in der Lage sind, den mechanischen Belastungen durch die Vakuumkräfte standzuhalten. Es war völlig überraschend, dass mit den genannten erfindungsgemäßen und vor allem mit den bevorzugten Wandstärken Vakuumbehälter bereitgestellt werden können, die unter den Kräften des Vakuums (Druck bzw. Unterdruck, je nachdem welcher Druck als Referenz genommen wird, ein Unterdruck in einem Behälter führt z. B. zu einem erhöhten Druck, der auf diesen wirkt) einkalkuliert einbeulen und dennoch vollständig funktionsbereit sind. Das einkalkulierte Einbeulen bedeutet, dass die Vakuumbehälter zwar implosionsresis- tent sind, aber sich unter Unterdruckbeaufschlagung deutlich verformen. Der durchschnittliche Fachmann ist bisher davon ausgegangen, dass derartige Vakuumbehälter keinesfalls für die Verwendung in Sorptionsmaschinen, insbesondere Adsorptionsmaschinen, verwendet werden können. Bisher sind derartige Vakuumbehälter für den genannten Einsatz nicht verwendet worden, da durch die Fachwelt eine Instabilität und Unsicherheit dieser Behälter unterstellt wurde. Es ist das Verdienst der Erfinder gezeigt zu haben, dass auch eine deutlich wahrnehmbare Eindellung bzw. Einbeulung der Vakuumbehälter unter Druckbeaufschlagung (und je nach Grad der Verformung auch nach erfolgtem Anlegen des Unterdrucks in einer Ruhephase) bei dem erfindungsgemäßen Vakuumbehälter insbesondere beim Einsatz in einer Adsorptionskältemaschine nicht zu Funktionsausfällen oder anderen Nachteilen führt. Die Eindellung ergibt sich aus dem Anlegen des Unterdrucks und kann daher als Folge von diesem definiert werden.
Es war völlig überraschend, dass die erfindungsgemäße Aufgabe durch einen dünnwandigen selbsttragenden quaderförmigen Vakuumbehälter gelöst werden kann, der insbesondere außen bevorzugt Strebungen, Profile oder Winkel bzw. innen oder außen Sicken aufweist. Es sind im Stand der Technik keine dünnwandigen selbsttragenden quaderförmigen Vakuumbehälter für Sorptionswärmepumpen beschrieben. Die erfindungsgemäßen Behälter sind leichter und kostengünstiger als die des Standes der Technik und weisen Behälterwände mit einer Dicke von < 3 mm, < 2 mm, <1 mm auf. In diese selbsttragenden quaderförmigen Vakuumbehälter können auch instabile Einbauten eingesetzt werden, da diese die Vakuumkräfte nicht aufnehmen müssen. Femer entfällt so der technische Zwang des direkten aufeinander Einsetzens der Einbauten, sowie auch das thermische Entkoppeln der sonst aufeinander gepressten Komponenten bei Sorptionswärmepumpen. Die erfindungsgemäßen selbsttragenden quaderförmigen Vakuumbehälter für Sorptionsmaschinen beinhalten erfindungsgemäß mindestens einen Wärmetauscher. Bevorzugt kann der erfindungsgemäße Behälter innen oder außen Versteifungen aufweisen, oder aber Sicken in der Wand des selbsttragenden Vakuumbehälters.
Es war völlig überraschend, dass insbesondere Feststoff-Sorptionswärmepumpen, umfassend
(a) mindestens eine Adsorber-Desorber-Einheit bevorzugt mit einem Wärmetauscher und ein Feststoff-Sorptionsmaterial;
(b) mindestens einen Kondensator, mindestens einen Verdampfer und/oder mindestens eine Kondensator-Verdampfer-Einheit, mindestens teilweise bevorzugt vollständig in einem gemeinsamen, zur Umgebung abgedichteten Gehäuse, angeordnet,
wobei die Sorptionswärmepumpe folgende weitere Merkmale aufweist:
(c) die Adsorber-Desorber-Einheit umfasst einen wärmeleitenden Aufnahmekörper, der in wärmeleitender Verbindung mit dem Wärmetauscher angeordnet ist;
(d) der Aufnahmekörper nimmt das Sorptionsmaterial auf;
(e) der Aufnahmekörper verleiht der Adsorber-Desorber-Einheit ihre Stabilität;
(f) der Innenraum des gemeinsamen Gehäuses ist mit einem Unterdruck beaufschlagt und das gemeinsame Gehäuse ist als dünnwandiger, selbsttragender, quaderförmiger Vakuumbehälter gemäß der Erfindung ausgelegt, so dass die durch den Unterdruck erzeugten Kollabierungs- kräfte zu einer Verformung des Vakuumbehälters führen können, aber nicht dazu, dass der Vakuumbehälter implodiert, wobei die Verformung des Vakuumbehälters nicht dazu führt, dass die durch den Unterdruck erzeugten Kollabierungskräfte auf den Aufnahmekörper, den Wärmetau- scher, den Verdampfer, den Kondensator und/oder die Kondensator- Verdampfer-Einheit abgeleitet werden,
bereitgestellt werden können, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen.
Demgemäß wird ein verformbarer, d. h. implosionsresistenter Vakuumbehälter insbesondere für Adsorptionskältemaschinen bereitgestellt.
Anders als im Stand der Technik werden die durch den Unterdruck erzeugten KoIIa- bierungskräfte nicht auf die Adsorber-Desorber-Einheit, den Kondensator, den Verdampfer und/oder die Kondensator-Verdampfer-Einheit bzw. auf den Aufnahmekör- per abgeleitet, da der Vakuumbehälter erfindungsgemäß ein selbsttragender Vakuumbehälter ist. Im Sinne der Erfindung sind daher Adsorberkammern, der Kondensator bzw. der Verdampfer sowie mögliche weitere Bestandteile von einer freitragenden Vakuumhülle umgeben.
Dem Fachmann sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, einen selbsttragenden Behälter zu stabilisieren. Hierbei kann es sich beispielsweise um Beplankungen, Verstärkungen, Aufnahmebleche und Profile mit unterschiedlichen Fügetechniken handeln, wobei die Profile beispielsweise durch Kleben, Punktscheißen, Laserschweißen oder Löten miteinander verbunden auf dem selbsttragenden Behälter aufgebracht sind. Die tragende Funktion ist somit allein von dieser Struktur zu leis- ten. Die Steifigkeit des Behälters kann durch Versteifungsmittel erhöht werden, die entweder an einer Außenseite der Behälterwand oder aber an einer Innenseite angebracht sind.
Der erfindungsgemäße Behälter, der durch die Versteifungselemente versteift werden kann, ist quaderförmig bzw. im Wesentlichen quaderförmig. Ein im Wesentli- chen quaderförmiger Vakuumbehälter kann beispielsweise ein Behälter sein, der von einer idealisierten quaderförmigen Form abweicht, ohne dass ihn der durchschnittliche Fachmann nicht mehr als quaderförmigen Vakuumbehälter bezeichnen würde. D. h., im Sinne der Erfindung wäre auch ein Vakuumbehälter im Wesentlichen quaderförmig, der mindestens eine abgerundete Ecke aufweist. Eine weitere Form eines im Wesentlichen quaderförmigen Vakuumbehälters wäre beispielsweise ein Behälter, bei dem z. B. zwei länglichen Außenwände nur im Wesentlichen paral- IeI zueinander beabstandet sind. Der Fachmann würde einen derartigen Behälter auch als quaderförmig bezeichnen.
Es war völlig überraschend, dass die Behälterwände, wenn sie eine Wandstärke von weniger als 3 mm aufweisen, die Konstruktion eines selbsttragenden Vakuum- behälters für Sorptionsmaschinen ermöglichen. Bisher ist die Fachwelt davon ausgegangen, dass Vakuumbehälter für Sorptionsmaschinen insbesondere für Adsorptionskältemaschinen entweder nur röhrenförmige bzw. nicht selbsttragende Vakuumbehälter sein können, so dass es völlig überraschend war, dass selbstragende Vakuumbehälter mit einer Wandstärke von weniger als 3 mm, bevorzugt weniger als 2 mm und besonders bevorzugt weniger als 1 mm bereitgestellt werden können, ohne dass die durch den Unterdruck erzeugten Kollabierungskräfte des Vakuumbehälters auf den Aufnahmekörper, den Wärmetauscher und/oder die Kondensator- Verdampfer-Einheit abgeleitet werden.
Insbesondere war es völlig überraschend, dass Sorptionsmaschinen, bevorzugt Adsorptionsmaschinen, mit einem Vakuum behälter bereitgestellt werden können, der sich durch den Unterdruck deutlich verformt. Eine deutliche Verformung ist hierbei eine Verformung, die der durchschnittliche Fachmann als signifikant in Form von Dellen oder Einbuchtungen wahrnimmt. Mit der Verformung ist also keine nur im Zehntelmillimeterbereich auftretende Verformung der Außenwände des Vakuumbe- hälters gemeint, sondern eine optisch ohne weitere Hilfsmittel wahrnehmbare Ein- dellung des Vakuumbehälters.
Wenn mindestens ein Versteifungsmittel in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung an mindestens einer Außenseite der Behälterwand angebracht ist, führt das überraschenderweise zu einer guten Versteifung des selbsttra- genden Vakuumbehälters, wenn er insbesondere für Adsorptionskältemaschinen eingesetzt wird. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn 2, 3, 4, 5 oder aber insbesondere 6 Behälterwände durch an der Außenseite der Behälterwand angebrachte Versteifungsmittel stabilisiert werden.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Versteifungsmittel an mindestens einer Innenseite der Behälterwand angebracht ist. Das Anbringen des Versteifungsmittels führt zu einer überraschend guten bzw. überraschend hohen Stabilität des Behälters. Es kann bevorzugt sein, dass die Versteifungsmittel nur an einer Behälterwand angeordnet sind. Derartige selbsttragende Vakuumbehälter für Sorptionsmaschinen sind besonders leicht und weisen dennoch überraschenderweise eine gute Stabilität auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass mindestens ein, bevorzugt mehrere Versteifungsmittel an mindestens einer Innen- und Außenwand, bevorzugt an mehreren Innen- und Außenwänden angebracht sind. Diese Kombination führt überraschenderweise zu einem besonders gut ausgestalteten Vakuumbehälter, der die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen selbsttragenden Vakuumbehälters kann dieser auch mindestens eine oder aber mehrere Zwischenwände aufweisen. Je nach den konkreten Druckverhältnissen können die Zwischenwände verschiedenen Kräften ausgesetzt sein. Es war überraschend, dass das Anbringen von Versteifungsmittel auf bzw. an einer oder allen Zwischenwänden zu einem deutlich verbesserten selbsttragenden Vakuumbehälter führt. Da sich die Zwischenwand durch das Versteifungsmittel weniger durch die unterschiedlich wirkenden Drücke (prozessbedingt kann es in den Kammern, die durch die Zwischenwand entstehen, zu unterschiedlichen Prozessdrücken kommen) verbiegt, kann der erfindungsgemäße bevorzugte Vakuumbehälter besonders gut für Sorptionsmaschinen, insbesondere Adsorptionskältemaschinen, verwendet werden.
Bei den Versteifungsmitteln kann es sich beispielsweise um Streben, Stangen, Winkel, Vierkantrohre, Profile und/oder Sicken handeln. Dem Fachmann sind weitere Möglichkeiten bekannt, Versteifungsmittel anzubringen. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass Verschweißungen so ausgeführt werden, dass durch die Form und die Ausrichtung der Schweißnähte eine Versteifung ermöglicht wird. Es dann beispielsweise vorteilhaft sein, die Längswände des quaderförmigen Vakuumbehälters aus mehreren Teilstücken zusammenzufügen, die verschweißt sind. Die Stabilität der Schweißnähte bzw. der Schweißstellen kann durch gezielte Verformungen der Bleche, die die Behälterwand bilden, erhöht werden. So ist es beispielsweise möglich, dass die Bleche an ihren gegenüberliegenden Enden Winkel oder Nuten aufweisen, die ineinandergreifen und in diesen genannten Bereichen verscheißt, verlötet oder vernietet werden. Vorteilhafterweise führt auch die Bildung möglicher Winkel, Nuten oder Rinnen zu einer verbesserten Stabilität des Vakuumbehälters. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die verschieden zusammengeführten Bleche eine unterschiedliche Materialzusammensetzung und/oder eine unterschiedliche Dimensionierung, wie z. B. eine unter- schiedliche Dicke, aufweisen. D. h., die Behälterwände können aus verschiedenen Blechen mit unterschiedlichen Charakteristika zusammengesetzt werden, wobei Charakteristika unterschiedliche Metallzusammensetzungen oder eine unterschiedliche Dimensionierung der Bleche bedeuten können oder aber eine unterschiedliche Oberflächen- oder eine andere Art der chemischen oder physikalischen Behandlung der Bleche und/oder der Versteifungsmittel. Vorteilhafterweise führen die genannten Versteifungsmittel zu einem selbsttragenden Vakuumbehälter, der die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform des selbsttragenden Vakuumbehälters für Sorptionsmaschinen ist vorgesehen, dass der Vakuumbehälter, an des- sen Behälterwänden, bevorzugt an den Außenseiten der Behälterwände, Versteifungsmittel zur Stabilisierung der Behälterwände angeordnet sind, zusätzlich mittels einer durchlaufenden oder mehrerer durchlaufender Streben als Teil des Behälters stabilisiert wird. Weiterhin kann der Vakuumbehälter zusätzlich durch durchlaufende Gestelle stabilisiert werden, welche aus Winkeln, Profilen und/oder Vierkantrohren oder anderen Vorrichtungselementen gebildet sind. Selbstverständlich kann der erfindungsgemäße Vakuumbehälter ohne die genannten zusätzlichen Versteifungsmittel bereitgestellt werden. Aber bei bestimmten außergewöhnlichen Dimensionierungen des Vakuumbehälters können die zusätzlichen genannten Versteifungsmittel vorteilhaft sein.
Sicken im Sinne der Erfindung sind manuell oder maschinell hergestellte rinnenför- mige Vertiefungen in der Wand des Behälters, die zur Erhöhung der Steifigkeit dienen. Vorteilhafterweise kann der Zweck der Versteifung mit einem speziellen Design kombiniert werden. Die Sicke kann manuell mit einem Sickenhammer auf einem Sickenstock oder maschinell mit der Sickenmaschine, mit Hilfe zweier Sickenrollen in das Blech gedrückt werden. Es gibt Sickenrollen für verschiedene Formen. Die Wirksamkeit einer Sicke hängt im Wesentlichen von folgenden Faktoren ab: Lage der Sicke, Form, Verlauf, Radien und der Anordnung von verschiedenen Sicken zueinander. Ferner sollte bei der Verwendung zur Stabilisierung von dünnwandigen Vakuumbehältern geprüft werden, welcher Belastung ein versicktes Blech ausgesetzt ist. Folgende Belastungsarten treten in der Regel auf: Torsion, Schub und die Normalkraft. Es gibt keine ganz besonders bevorzugte ideale Sicke, da immer folgende Grundsätze zu deren Gestaltung berücksichtigt werden müssen: a) ein ge- dachter Schnitt durch ein versicktes Blech sollte vorteilhafterweise mindestens eine Sicke schneiden, b) je ungleichmäßiger eine Sicke verläuft, desto höher ist die Versteifungswirkung und c) Bleche mit Rechteckumfang können vorteilhafterweise mit rund verlaufenden Sicken versehen werden und umgekehrt.
Besonders bevorzugt sind die Versteifungen außen angebracht, da diese beispiels- weise - insbesondere wenn sie angeschweißt werden - sehr gut nachbearbeitet werden können. Beispielsweise kann die Schweißnaht selbst den entsprechenden Erfordernissen angepasst werden. Die erfindungsgemäßen Wandungen des Vakuumbehälters können so versteift werden, dass diese sich durch das angelegte Vakuum überhaupt nicht eindellen, beispielsweise indem sie zahlreiche Versteifungen aufweisen. Selbstverständlich kann es auch bevorzugt sein, dass die Wandungen sich teilweise eindellen und durch innen liegende oder außen liegenden Versteifungselemente abgestützt werden. Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass das Eindellen der Wandungen nicht abgestützt wird. Die Versteifungen in Form von Winkeln oder Streben bzw. in Form von Sicken können bei dem erfindungsgemäßen quader- förmigen Vakuumbehälter auch so platziert werden, dass nur einzelne oder nur eine Wand, beispielsweise durch eine durchlaufende Strebe abgestützt wird. Der Fachmann kann durch Routineversuche ohne weiteres die Anzahl der Sicken, Streben oder Winkel bestimmen, die erforderlich sind, damit die Verformungskräfte, die zur Eindellung der Wandungen führen, nicht zu einem Kollaps und somit zur Zerstörung des Behälters führen.
Die Versteifungsmittel können vorteilhafterweise so ausgebildet sein, dass sie mit Rohrverbindungen bzw. Rohrdurchführungen wirkverbunden sind bzw. solche darstellen. D. h., die Versteifungsmittel können beispielsweise bei Adsorptionskältemaschinen Verbindungselemente z. B. beim hydraulischen Verschalten sein. Weiterhin kann es bevorzugt sein, dass die Versteifungselemente mindestens ein druckreduzierendes Element aufweisen. Weiterhin sind bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung vorteilhaft, bei denen die Versteifungsmittel mindestens ein Dampfventil aufweisen. D. h., in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können in gegebenenfalls separaten Versteifungsmitteln entweder druckreduzierende Elemente und/oder Dampfventile integriert sein. Im Zusammenhang mit Adsorptionskältemaschinen sind dem durchschnittlichen Fachmann die Begriffe druckreduzierende Elemente bzw. Dampfventile gut bekannt und müssen daher nicht näher erläutert werden.
Vakuumbehälter unterliegen aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem äußeren Druck (in der Regel Umgebungsdruck absolut: 1013 mbar) und dem inneren Druck (beispielsweise absolut: 10 mbar) starken Kräften, die auf die Behälterwandungen in Richtung des Behälterinneren wirken. Hierbei muss wie oben ausgeführt zwischen den Verformungskräften, die im Sinne der Erfindung zu einer akzeptablen Verformung der Behälterwandungen führen, und den Kollabierungskräften, die zu einer zerstörerischen Verformung, insbesondere zu einer Implosion des Vakuumbehälter führen, zu unterscheiden. Insbesondere nicht selbsttragende Behälter sind unter Einwirkung von Vakuumkräften auf die Behälterwände nicht stabil und implodieren. Durch die auftretenden Verformungen sind sie daher im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre nicht funktional. Die selbsttragenden Behälter gemäß der erfindungsgemäßen Lehre sind unter Einwirkung der Vakuumkräfte stabil. Je nach Ausführung der Behälter kommt es zu keiner Verformung oder zu einer Verformung, die im Sinne der Erfindung zu keiner negativen Beeinflussung der Anwendung dieser führt. Insbesondere sind die erfindungsgemäßen selbsttragenden Vakuumbehälter auch ohne Inneneinbauten - d. h. leere Behälter- vakuumstabil und implodieren nicht. Bei der Ausgestaltung des quaderförmigen Vakuumbehälters als implosionsresis- tenter Behälter, bevorzugt in einer Adsorptionskältemaschine, handelt es sich nicht um eine aufgabenhafte Formulierung, da der Fachmann - nachdem er die erfin- dungsgemäße Lehre kennt - ohne selbst erfinderisch tätig zu werden - die Wandstärke innerhalb des ausgewählten Wanddichtenbereiches und die Versteifungsmittel so auslegen kann, dass die Verformung des Vakuumbehälters einkalkuliert ist und der Vakuumbehälter nicht implodiert. Es war überraschend, dass anders als durch den Stand der Technik nahegelegt, Sorptionsmaschinen gemäß der Erfindung bereitgestellt werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dienen die Versteifungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Stabilisierung und Fixierung einer die Sorptionsmaschine umhüllenden Verkleidung. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Versteifungen so ausgeführt sind, dass im unteren Bereich die Füße mit diesen integriert vorliegen. Vorteilhafterweise können die Versteifun- gen, wie beispielsweise Streben, Stangen, Profile, Winkel oder Sicken aber auch so ausgeführt werden, dass die gesamte Anlage mit einem Hubwagen unterfahren werden kann. Hierbei kann es besonders vorteilhaft sein, diese Versteifungen konstruktiv so zu gestalten, dass sie als Ansatzstellen für Transport- und/oder Hebevor- richtungen einsetzbar sind. D. h., in besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung können die Versteifungsmittel weitere Funktionen aufweisen. Sie können bevorzugt so ausgeführt sein, dass sie einen Fixierring für die Hülle darstellen und/oder sie können in die Füße der gesamten Vorrichtung, d. h. der Sorptionsmaschine, integriert sein. Sie können demgemäß auch Ansatzstellen für den Transport oder Hebeeinrichtungen sein, oder andere weitere Funktionen realisieren.
Es war völlig überraschend, dass die Versteifungen so ausgeführt werden können, dass alle weiteren, zu einer Sorptionsmaschine gehörenden Bauteile, wie z. B. Kontroller, Display oder Schaltkasten, an diesen Versteifungen fixiert werden können.
Die erfindungsgemäße Lehre erlaubt es, für den Bau von Vakuumbehältern Grob- bleche (Stärke kleiner als 3 mm) aber auch Feinbleche zu verwenden. Feinbleche sind Bleche mit einer Stärke von kleiner als 2 mm oder bevorzugt kleiner als 1 mm. Es handelt sich bevorzugt um warm oder kalt fertig gewalztes Blech, das meist für Umformzwecke benutzt wird. Je nach der Stahlsorte können diese Feinbleche auch verzinnt, verzinkt, verkupfert, vernickelt, lackiert, emailliert oder kunststoffoberflä- chenbeschichtet sein.
Die Erfindung betrifft auch eine Sorptionsmaschine, umfassend mindestens eine Adsorber-Desorber-Einheit mit Wärmetauscher und Sorptionsmaterial, mindestens einen Kondensator, mindestens einen Kondensator-Wärmetauscher, mindestens eine Verdampfer-Kondensator-Einheit und/oder einen Verdampfer-Wärmetauscher, wobei zumindest ein Teil dieser Baueinheiten in einem erfindungsgemäßen selbsttragenden Vakuumbehälter angeordnet ist und die Sorptionsmaschine Anschluss- und Verbindungselemente sowie Rohrdurchführung zum hydraulischen Verschalten und Betrieb aufweist. Vorteilhafterweise ist es nicht erforderlich, dass z. B. die Adsorber-Desorber-Einheit eine stabile Struktur aufweist, da sie die durch den Unter- druck erzeugten Kollabierungskräfte nicht aufnehmen oder ableiten muss. Der durchschnittliche Fachmann weiß, welche der oben genannten Baueinheiten er je nach Art der Sorptionsmaschine einzusetzen hat. Die oben genannte Aufzählung stellt eine Gruppe von Baueinheiten dar, aus der- je nach Art der Sorptionsmaschi- ne - einzelne Einheiten zusammengefügt werden können; dem Fachmann ist die Auswahl und das Zusammenfügen der einzelnen Bauteile bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Sorptionsmaschine befindet sich die Ad- sorber-Desorber-Einheit in einem Innen- und/oder Teilinnengehäuse, wobei der Kondensator-Wärmetauscher und der Verdampfer-Wärmetauscher beabstandet von einander angeordnet sind und in ihrem Zwischenraum das Innengehäuse mit der Adsorber-Desorber-Einheit vorgesehen ist. Die zum Kondensator-Wärmetauscher und zum Verdampfer-Wärmetauscher gerichteten Trennflächen des Innengehäuses weisen Dampfventile auf. Es war völlig überraschend, dass die erfindungsgemäße Sorptionsmaschine, insbesondere die Adsorptionskältemaschine durch den freitragenden bzw. selbsttragenden Vakuumbehälter die o. g. Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Die Erfindung betrifft demgemäß auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Vakuumbehälters für Sorptionsmaschinen, insbesondere Adsorptions- Kältemaschinen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem erfindungsgemäßen Vakuumbehälter Baueinheiten angeordnet sind, wobei die Baueinheiten beispielsweise eine Adsorber-Desorber-Einheit, ein Kondensator, ein Verdampfer, eine Kondensator-Verdampfer-Einheit oder eine Verdampfer-Kondensator-Einheit, ein Verdampfer-Wärmetauscher und/oder eine Verdampfer-Kondensator-Einheit sein können.
Die anmeldungsgemäße Lehre zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:
- Abkehr vom technisch Üblichen - Vorliegen eines seit langem ungelösten dringenden Bedürfnisses für die
Lösung des mit der Erfindung gelösten Problems
- die Einfachheit der Lösung spricht für erfinderische Tätigkeit, insbesondere da sie kompliziertere Lehren ersetzt
- Fehlvorstellungen der Fachwelt über die Lösung des entsprechenden Problems (Vorurteil)
- technischer Fortschritt, wie z. B.: Verbesserung, Leistungssteigerung, Verbilligung, Ersparnis an Zeit, Material, Arbeitsstufen, Kosten, größere Effektivität, Vermehrung der technischen Möglichkeiten, , Eröffnung eines zweiten Weges, , Alternativen, Möglichkeit der Rationalisierung,
- Kombinationserfindung, d.h. mehrere bekannte Elemente werden zu einer Kombination zusammengeführt, die einen überraschenden Effekt aufweist
- Lizenzvergabe
- Lob der Fachwelt und
- wirtschaftlicher Erfolg.
Insbesondere die vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung weisen mindes- tens einen oder mehrere der genannten Vorteile auf.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert werden, ohne auf dieses beschränkt zu sein. Es zeigen:
Figur Nr. 1 Zylindrischer Behälter mit quaderförmigen Einbauten
Figur Nr. 2a) und b) Nicht selbsttragender Vakuumbehälter
Figur Nr. 3 Quaderförmiger dickwandiger Vakuumbehälter
Figur Nr. 4a) und 4b) Erfindungsgemäße dünnwandige Vakuumbehälter
Figur Nr. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines zylindrischen Behälters mit quaderförmigen Einbauten oder Komponenten. Eine im Stand der Technik beschrieben Sorptionsmaschine, beispielweise eine Adsorptionsmaschine ist dargestellt, wobei in einem Behälter, geformt aus einer zylindrischen Behälterwand 4, ein Kondensator 1 , ein Verdampfer 2 und zwei Adsorber 3 angeordnet sind. Bei den Adsorbem 3 kann es sich um Adsorber-/Desorber-Einheiten handeln, d.h. das Kältemittel adsorbiert in einem Adsorber, wobei Energie an das Adsorptionsmittel abgegeben wird und desorbiert in einem Desorber, wo Energie in den Desorber eingeführt werden muss, um das Kältemittel zu desorbieren. Die Einbauten, wie Konden- sator 1 , Verdampfer 2 und Adsorber 3 sind quaderförmig. Jedoch ist die Behälterwand 4 derart ausgelegt, dass im Innenraum des Behälters ein Totvolumen (nicht nutzbarer Raum) zwischen der Behälterwand 4 und den Einbauten (Kondensator 1 , Verdampfer 2, Adsorber 3) entsteht. Folglich sind derartige Adsorptionsmaschinen überproportional ausgelegt und beanspruchen viel Raum, wobei ein Großteil des Innenvolumens nicht nutzbar ist. Des Weiteren ist die Behälterwand 4 der im Stand der Technik beschriebenen Behälter sehr dick ausgelegt, wodurch das Gewicht der Adsorptionsmaschinen sehr hoch ist. Die Behälterwände 4 sind so dick ausgestaltet, dass diese bei dem Anlegen eines Vakuums nicht kollabieren.
Figur Nr. 2a) und b) zeigen nicht selbsttragende Vakuumbehälter. Figur 2a) stellt einen nicht selbsttragenden Behälter beispielweise einer Adsorptionsmaschine dar, der einen Kondensator 1 , einen Verdampfer 2, zwei Adsorber 3, weitere Einbauten (beispielweise Abstandshalter oder Wärmeleitungsvorrichtungen 6) und eine nicht selbsttragende Behälterwand 5 umfasst. Die Behälterwand 5 ist derart gestaltet, dass bei dem Anlegen eines Vakuums, die Behälterwand 5 auf den Einbauten aufliegt und so stabilisiert wird. Die Einbauten oder Komponenten sind bezüglich der Form und Größe aufeinander abgestimmt, wodurch eine flexible Anordnung und Gestaltung der Einbauten/Komponenten ausgeschlossen ist. Die Behälterwand 5 kann entweder so dick bzw. so dünn ausgelegt sein, dass sie die Vakuumkräfte vollständig kompensiert oder durch diese als dünne Vakuumhülle verformt wird.
Dies führt in jedem Falle zu einer verminderten Flexibilität der genannten Maschine. Zwischen den Einbauten sind Abstandshalter 6 eingefügt, die eine gewisse Stabilität des Behälters garantieren und weitere funktionelle Funktionen aufweisen können. Nachteilig hierbei ist, dass durch den Kontakt zwischen Behälterwand 5 und Einbau- ten eine Wärmeleitung erfolgt, d.h. Wärme wird zum Einen von den Einbauten an die Behälterwand 5 abgegeben und zum Anderen findet eine Wärmeleitung zwischen den Einbauten über die Abstandshalter 6 statt. Hierdurch ist ein effizienter Prozessbetrieb ausgeschlossen, da Wärme während des Betriebes der Adsorptionsmaschine verloren geht und folglich mehr Energie für eine konstante Leistung aufgewendet werden muss, wodurch wiederum der Wirkungsgrad der Maschine verschlechtert wird. Außerdem sind die Komponenten und Einbauten passgenau in die Maschine einzubauen, was jedoch die Konstruktion der Maschinen und der Komponenten/Einbauten einschränkt. Des Weiteren sind in der Figur Nr. 2b) die auf den Behälter oder Adsorptionsmaschine einwirkenden Vakuumkräfte schematisch als Pfeile dargestellt. Der Aufbau der Adsorptionsmaschine ist identisch zu der in Figur 2a) skizzierten Maschine. Auf den Behälter wirken bei Betrieb der Adsorptionsmaschine Vakuumkräfte, die sich durch den Bau des Behälters und der Anordnung der Einbauten oder Komponenten auf die Einbauten auswirken. Bei dem Betrieb der Adsorptionsmaschine ist ein Unterdruck im Inneren der Maschine eingestellt, wodurch starke Vakuumkräfte auf die Behälterwand einwirken. Da die im Stand der Technik beschriebenen Behälterwände die Einbauten umgeben und bei angelegten Unterdruck mit den Einbauten in Kontakt stehen, werden die Vakuumkräfte auf die Einbauten übertragen. Zusätzlich verteilen beispielweise die Abstandshalter die Vakuumkräfte zwischen den Einbauten wie Kondensator, Verdampfer und Adsorber. Über eine längere Zeitdauer können die Einbauten durch die Vakuumkräfte irreparabel geschädigt werden und müssen ggf. ausgetauscht werden, was mit hohen Kosten und Betriebsausfall verbun- den ist.
Figur Nr. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines quaderförmigen dickwandigen Vakuumbehälters mit innen liegenden Verstärkungswinkeln. Die Adsorptionsmaschine umfasst eine quaderförmige Behälterwand 7, die einen Kondensator 1 , einen Verdampfer 2, innen liegende Verstärkungswinkel 8 und zwei Adsorber 3 beinhaltet. Auch hier ist die Behälterwand 7 dick ausgestaltet um die Vakuumkräfte zu kompensieren und die Einbauten zu schützen, jedoch sind innen an die Behälterwand 7 zusätzlich Verstärkungswinkel 8 angebracht. Die Verstärkungswinkel 8 stabilisieren die Behälterwand 7 und verhindern eine Deformation der Behälterwand 7 aufgrund von Druckunterschieden, das heißt ein angelegter Unterdruck und die hieraus ent- stehenden Vakuumkräfte werden durch die innen liegenden Verstärkungswinkel 8 kompensiert. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist, dass auch ein wärmeleitender Kontakt zwischen Behälterwand 7 und den Einbauten oder Komponenten entstehen kann, was zu einem reduzierten Wirkungsgrad führt. Außerdem sind die Verstärkungsmittel 8 sowie die Behälterwand 7 ca. 1 ,5 bis 3 cm stark ausgestaltet, um die Vakuumkräfte zu kompensieren. Somit sind die Materialkosten und das Gewicht sehr hoch. Zusätzlich wird die Flexibilität der Maschine eingeschränkt, da ein einfaches Verschieben oder Rangieren einer solchen Maschine nicht mehr möglich sind. Durch die innen liegenden Verstärkungswinkel 8 ist außerdem der verfügbare Raum im Innenraum der Maschinen sehr reduziert, wodurch keine zusätzlichen Bauelemente in die Maschine integriert werden können.
Figur Nr. 4a) und b) zeigen die erfindungsgemäße dünnwandigen Vakuumbehälter. Ein Kondensator 1 , ein Verdampfer 2 und zwei Adsorber 3 sind in einem dünnwan- digen quaderförmigen Behälter 9a angeordnet. Bei den Adsorbem 3 kann es sich um Adsorber-/Desorber-Einheiten handeln. Bevorzugt ist die Verwendung von quaderförmigen Einbauten oder Komponenten, da diese wenig Raum beanspruchen und platzsparend angeordnet werden können. Jedoch sind auch Einbauten mit anderen Formen wie rund oder oval einsetzbar. Dünnwandig bezeichnet eine Wand- stärke von weniger als 3 mm, bevorzugt weniger als 2 mm und ganz besonders bevorzugt weniger als 1 mm. Als Material für den Behälter 9a kann Metall benutzt werden. Vorteilhaft sind Edelstahlbleche oder Stahlbleche, aber auch sonstige Metalle sind verwendbar. Außen an der Behälterwand 9a sind Versteifungselemente 10 oder Verstärkungsmittel angebracht. Diese können Streben, Stangen, Winkel, Si- cken, Rohre und/oder Rohre sein, welche aus Materialien wie Metall, Kunststoff oder keramische Werkstoffe gefertigt sind. Auch Verschweißungen können als Versteifungselemente 10 benutzt werden. Die Behälterwände 9a können derart angeordnet sein, dass eine Verschweißung als Versteifungselement 10 dient und eine Versteifung des Behälters bewirkt. Vorstellbar sind Behälterwände 9a, die aus meh- reren einzelnen Behälterteilen zusammengebaut werden und Lippen oder Flansche aufweisen, an denen die Behälterteile miteinander verschweißt werden. Bei so gefertigten Behältern kann die Verschweißung als Versteifungselement 10 dienen. Die Anzahl an Versteifungsmittel 10, die an die Behälterwand 9a angebracht werden sind mit dem Fachmann bekannten Versuchen empirisch zu ermitteln. Auch kann ggf. nur eine Behälterwand 9a mit Versteifungselementen 10 bestückt werden. Der Behälter 9a ist für unterschiedliche Sorptionsmaschinen, wie Adsorptions- oder Absorptionsmaschinen benutzbar und kann einfach und schnell an die Größe der zu umschließenden Komponenten angepasst werden. Die Behälterwand 9a ist selbstragend und wird durch keine Elemente gestützt oder mit den Einbauten verbunden. Bei Betrieb einer Sorptionsmaschine beispielweise einer Adsorptionskältemaschine wird ein Unterdruck angelegt, um das Kältemittel (beispielweise Wasser) bei niedrigen Temperaturen in einem Verdampfer 2 zu verdampfen. Der entstandene Wasserdampf wird in den Adsorber 3 geleitet, wo er adsorbiert und thermische Energie an einen in den Adsorber 3 integrierten Wärmetauscher abgibt. Hierbei wird ein durch den Wärmetauscher strömender Wärmeträger erwärmt. Der adsorbierte Wasserdampf wird im nächsten Schritt mittels Energie aus dem Adsorber 3, welcher nun als Desorber fungiert, ausgetrieben und kondensiert in einem Kondensator 1 , wo wiederum Energie an den dortigen Wärmeträger abgegeben wird. Das Anlegen ei- nes Vakuums und die entstehenden Vakuumkräfte bewirken keine Verformung des Behälters 9a, obwohl der Behälter aus beispielweise einem dünnen Blech gefertigt ist. Die Vakuumkräfte werden durch den erfindungsgemäßen Behälter in einer Vorzugsvariante derart kompensiert, dass keine Verformung zustande kommt. Die Versteifungselemente 10 kompensieren die Vakuumkräfte und entlasten somit die Be- hälterwand 9a. Im Stand der Technik sind Behälter oder Vakuumbehälter für Sorptionsmaschinen beschrieben, die nicht selbsttragend und/oder dickwandig sind, wodurch zum Einen die Einbauten der Maschinen durch die Vakuumkräfte stark beansprucht werden und zum Anderen die Maschinen teuer und schwer sind. Die erfindungsgemäßen quaderförmigen dünnwandiger Behälter garantieren jedoch, dass die Einbauten nicht belastet werden und die Behälter, folglich die Maschine ein geringes Gewicht aufweist. Figur Nr. 4b) zeigt weiterhin einen anderen bevorzugte quaderförmigen dünnwandigen Behälter mit außen liegenden Verstärkungsmitteln, wobei Verformungen des Behälters erfolgen. Die Behälterwand 9b kann derart gestaltet sein, dass diese sich unter Belastung, d.h. wenn ein Vakuum angelegt ist, ver- formt, jedoch nur in einem Maße, dass weder der Behälter kollabiert noch die in dem Behälter angeordneten Einbauten/Komponenten (1 , 2 oder 3) von der Behälterwand 9b beschädigt werden bzw. die Kollabierungskräfte aufnehmen. Es erfolgt auch keine Wärmeleitung zwischen der Behälterwand 9b und den Einbauten/Komponenten. Auch ein leerer Behälter ohne Einbauten oder Komponenten implodiert nicht, sondern die Verformung der Behälterwand 9b bewegt sich in einem kontrollierbaren Maße, das heißt die Behälterwand 9b ist derart ausgelegt, dass eine kontrollierbare Verformung unter Vakuum erfolgt. Durch die dünnwandige und quaderförmige Ausgestaltung der Behälterwand 9a, 9b können Einbauten/Komponenten optimal integriert werden, wobei der Behälter leicht und flexibel ist. Die Einbauten sind vor äußeren Einflüssen geschützt und werden durch die auftretenden Vakuumkräfte nicht beschädigt. Auch erfolgt keine Wärmeleitung oder Übertragung der Vakuumkräfte über die Behälterwand 9a, 9b, wodurch ein konstanter und effizienter Betrieb der Maschine sichergestellt ist. Bezugszeichenliste
1 Kondensator
2 Verdampfer
3 Adsorber 4 Zylindrische Behälterwand (dickwandig)
5 Nicht selbsttragende Behälterwand (dünnwandig)
6 Einbauten wie Abstandshalter oder Wärmeleitungsvorrichtungen
7 Quaderförmige Behälterwand
8 Innen liegende Verstärkungswinkel 9a dünnwandige quaderförmige Behälterwand ohne Verformung
9b dünnwandige quaderförmige Behälterwand mit Verformung
10 Versteifungselement

Claims

Patentansprüche
1. Selbsttragender Vakuumbehälter für Sorptionsmaschinen mit Behälterwänden und gegebenenfalls Zwischenwänden, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumbehälter quaderförmig ist, und die Behälterwände eine Wandstärke von weniger als 3 mm, bevorzugt weniger als 2 mm und besonders bevorzugt weniger als 1 mm, aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Versteifungsmittel außen an mindestens einer Außenseite der Behälterwand angebracht ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Versteifungsmittel innen an mindestens einer Innenseite der
Behälterwand angebracht ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Versteifungsmittel an mindestens einer Zwischenwand an- gebracht ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumbehälter zusätzlich durch innen liegende Versteifungsmittel stabilisiert ist, bevorzugt durch eine durchlaufende Strebe und/oder durchlau- fende Gestelle, welche aus Winkeln, Profilen und/oder 4-Kantrohren gebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsmittel ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Streben, Stangen, Winkel, Sicken, Rohre, Verschweißungen und/oder Profile, insbesondere 4-Kantrohre.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Versteifungsmittel mindestens ein druckreduzierendes
Element integriert ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Versteifungsmittel mindestens ein Dampfventil, beson- ders bevorzugt ein Rückschlag-Dampfventil, integriert ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsmittel so ausgeführt sind, dass sie
- eine Fixiermöglichkeit, insbesondere ein Fixierring, für eine Hül- Ie/Verkleidung darstellen und/oder
- die Füße der Vorrichtung in die Versteifungsmittel integriert sind und/oder
- dass die Versteifungsmittel so ausgeführt sind, dass sie in Ansatzstellen für den Transport oder Hebevorrichtungen integriert sind und/oder
- dass die Versteifungsmittel so ausgeführt sind, dass sie das Anbringen von Schaltkästen ermöglichen und/oder
- dass die Versteifungsmittel so ausgeführt sind, dass sie die Hubwagen- Fähigkeit ermöglichen
10. Sorptionsmaschine, umfassend mindestens eine Adsorber-Desorber-Einheit, mindestens einen Kondensator, mindestens einen Verdampfer, mindestens eine Kondensator- Verdampfer-Einheit und/oder Verdampfer-Kondensator-
Einheit, wobei mindestens eine dieser Baueinheiten in einem selbsttragenden Vakuumbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9 angeordnet ist und die Sorptionsmaschine, bevorzugt die Adsorptionskältemaschine, Anschluss- und Verbindungselemente sowie Rohrdurchführungen zum hydraulischen Verschalten und Betrieb aufweist.
11. Sorptionsmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorber-Desorber-Einheit sich in einem Innen- oder Teilinnengehäuse befindet, der Kondensator-Wärmetauscher und der Verdampfer- Wärmetauscher beabstandet voneinander angeordnet sind und in ihrem Zwischenraum das Innengehäuse mit der Adsorber-Desorber-Einheit vorgesehen ist, die zum Kondensator-Wärmetauscher und zum Verdampfer- Wärmetauscher gerichteten Trennflächen des Innengehäuses Dampfventile aufweisen.
12. Sorptionsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der selbsttragende Vakuumbehälter als dünnwandige Ummantelung ausgeführt ist, die nicht auf die Baueinheiten aufgelegt ist, so dass die durch einen Unterdruck erzeugten Kollabierungskräfte den Vakuumbehälter verfor- men/deformieren.
13. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für Sorptionsmaschinen, insbesondere Adsorptionskältemaschinen.
14. Verwendung nach dem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass in dem Vakuumbehälter Baueinheiten, ausgewählt aus der Gruppe umfassend eine Adsorber-Desorber-Einheit mit Wärmetauscher und Sorptionsmaterial, einen Kondensator-Wärmetauscher, einen Verdampfer- Wärmetauscher, eine Verdampfer-Kondensator-Einheit und/oder Kondensator-Verdampfer-Einheit, angeordnet sind.
15. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Verformung des Vakuumbehälters unter Unterdruckbeaufschlagung, bevorzugt indem die Versteifungsmittel und die Wandstärke so ausgelegt werden, dass der Vakuumbehälter nicht implodiert.
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