CH659881A5 - Vorrichtung zur verteilung der absorptionsfluessigkeit in einem absorptionskuehlapparat. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in einem Absorptionskühlapparat, nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.

Die Kapazität eines Absorptionskühlapparates hängt wesentlich von der Absorptionsleistung seiner Absorber ab. Diese Leistung abhängig von mehreren Faktoren, wie beispielsweise die Konzentration des Kühlmittels im Gas und der Flüssigkeit, die Kühlung der Absorber und zu einem grossen Teil von der Länge der Spiralröhre. Der verfügbare Raum für die Anordnung eines Absorbers ist in der Höhe begrenzt. Auch muss die Absorberröhre eine gegebene Neigung aufweisen, so dass der Kühlapparat unempfindlich gegen Neigung ist. Bei Kühlapparaten für den mobilen Gebrauch, beispielsweise in Wohnwagen, werden grosse Anforderungen an die Unempfindlichkeit gegenüber Neigung gestellt. Diese Bedingung macht es schwierig, einen Absorber für solch einen Apparat zu bauen, der die gewünschte Kapazität aufweist. Anderseits ist im.allgemeinen genügend Raum für einen zusätzlichen Absorber vorhanden, so dass die Rohrlänge verdoppelt werden könnte.

Bereits in den 1930er Jahren wurde der Einsatz eines Doppelabsorbers zur Erreichung einer Verbesserung der Kapazität oder der Leistung erwogen. Die Patentliteratur zeigt jedoch, dass die Schwierigkeiten in der praktischen Anwendung nicht überwunden wurden. In der US-Patentschrift 1 908 901 wird vorgeschlagen, einen Doppelabsorber zusammen mit einem Kochersystem, das zwei Pumpen und einen vollständig getrennten Flussweg für schwache Lösungen vom Kocher zum Absorber aufweist, zu benutzen.

Dies mag eine gangbare Lösung des Problems sein, die Kocherkonstruktion ist jedoch zu komplex und zu teuer.

Die US-Patenschrift 2 066 660 enthält einen Vorschlag, nach dem eine schwache Lösung vom Kocher zu einem Kessel zwischen den Absorbern geführt wird. Zufuhrleitungen für Flüssigkeit zu den Absorbern führen in den Kessel und über das innere Flüssigkeitsniveau. Über den Leitungen sind Dochte oder ähnliches vorgesehen, die abwärts in die Flüssigkeit gerichtet sind und die Kapillarwirkung ausüben, so dass die Flüssigkeit vom Kessel in die Leitungen gesogen wird. Diese Lösung ist unzuverlässig, da die Dochte durch Verunreinigungen verstopft werden können und unbrauchbar für Apparate, die unempfindlich gegenüber Neigung sein sollen, da die kapillaren Zugkräfte sehr klein sind und Neigungen die Verteilung von Flüssigkeit in hohem Masse beeinflussen.

Eine weitere Lösung dieses Problems ist in der US-Patentschrift 2 302 091 vorgeschlagen. Schwache Absorptionslösung wird durch eine Leitung zu einem Kessel geleitet, der oberhalb des Einlaufniveaus der Absorber positioniert ist. Vom Kessel führt eine Leitung zu jedem Absorber. Die Öffnungen der Leitungen innerhalb des Kessels haben je einen Deckel in der Form einer Kappe mit einer Öffnung, durch welche die Lösung in die Leitung tropfen soll. Um die gewünschte Wirkung zu erreichen, müssen die Öffnungen extrem klein sein. Praktische Versuche haben ergeben, dass es nicht möglich ist, in einem Absorptionskühlapparat so kleine Öffnungen zu verwenden. Dies ist so, weil die Flüssigkeit im Absorptionskühlapparat nicht vollständig frei ist von Verunreinigungen in der Form von festen Körpern, die leicht diese Öffnungen verstopfen können und dadurch den Betrieb des Apparates in Frage stellen.

Ein weiterer Vorschlag ist in der US-Patentschrift 2 298 029 vorgeschlagen. Auch hier wird die schwache Lösung durch eine Leitung zu einem Kessel über dem Einlassniveau geleitet. Dieser Kessel kommuniziert mit zwei Absorbern durch zwei kurze Leitungen. Die Patentbeschreibung sagt, dass die inneren Durchmesser dieser Leitungen so gewählt sind, dass die Leitungen während des Betriebes des Kühlsystems mit Flüssigkeit gefüllt sind, wobei sie einen Ausgleich der Zufuhr von Flüssigkeit zu den zwei Absorbern bewirken, selbst dann, wenn das System so positioniert sein sollte, dass die Leitungen nicht vollständig horizontal sind. Dass auch dieser Vorschlag nicht befriedigend ist, ergibt sich klar aus der Tatsache, dass die in der Beschreibung definierte Erfindung im allgemeinen zwei Leitungen enthält, die einander kreuzen und zwischen den Absorbern liegen und durch welche die ungleiche Flüssigkeitsverteilung in einem gewissen Masse ausgeglichen wird.

Es ist offensichtlich, dass es vorgängig hoffnungsvoll schien, zwei Absorber zu benutzen, und dass dies nicht praktisch für Apparate für den mobilen Gebrauch angewendet wurde aufgrund der Schwierigkeit, den Flüssigkeitsfluss in zwei gleiche Teile zu trennen und diesen Fluss unabhängig von der Neigung des Apparates innerhalb der festen Grenzen der Toleranz zu machen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels der die gewünschte Verteilung der Flüssigkeit zu mindestens zwei Absorbern durchführbar ist, und die in Gebrauch während der ganzen Lebensdauer des Apparates sicher ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mindestens der grössere Teil der Zufuhrleitung durch Zweigleistungen ersetzt ist, wobei jede einen Strömungswiderstand aufweist, der mindestens doppelt so gross ist wie der Druckunterschied zwischen den Ausgängen dieser Zweigleitungen, wenn der Apparat mit dem zulässigen Neigungswinkel geneigt ist.

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Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung in einem Absorptionskühlapparat mit zwei Absorbern wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Apparates, und

Fig. 2 eine korrespondierende Darstellung des Zirkulationssystems der Flüssigkeit des geneigten Apparates.

Der in Fig. 1 gezeigte Absorptionskühlapparat soll mit einem Kühlmittel, einer Absorptionslösung und einem Druckausgleichsgas, beispielsweise Ammoniak, Wasser und Wasserstoffgas, arbeiten. Es können jedoch auch andere Arbeitsmittel benützt werden. Der Apparat weist einen sogenannten Einrohrkocher auf, d.h. das Kochersystem enthält zwei konzentrische Röhren, nämlich eine innere Pumpenröhre 10 und ein äusseres Standrohr 11. Dem Kochersystem wird durch eine elektrische Heizpatrone in einer Hülse 12 Wärme zugeführt. Die Übertragung der Wärme zwischen der Hülse 12 und der Röhre 11 erfolgt mittels einer Schweissfuge 13. Eine Dampfleitung 14 führt vom Kochersystem zu einem Wasserabschneider 15 und dem Kondensator 16 des Apparates. Eine Kondensatorleitung 17 erstreckt sich vom Kondensator 16 zum Verdampfersystem 18,19 des Apparates. Von diesem System führt eine Leitung 20 für das Gas und den Kühlmitteldampf zum Absorptionskessel 21 des Apparates und weiter durch zwei parallel angeordnete Absorber 22, 23 und eine Leitung 24 zurück zum oberen Teil des Verdampfersystems.

Die Gasleitungen 20 und 24 sind in bekannter Weise in einem Wärmeaustauscher 25 wärmeleitend miteinande verbunden. Durch eine Leitung 26 wird der Kondensator zum Gaswärmetauscher hin entlüftet.

Im Kochersystem wid Kühlmitteldampf ausgetrieben. Die dadurch an Kühlmittel arme Lösung wird durch eine Pumpe 10 zum umgebenden Standrohr 11 transportiert, in dem das Niveau 27 aufrecht erhalten wird. Die an Kühlmittel arme Absorptionslösung im Standrohr 11 wird in bekannter Weise durch die äussere Leitung durch den Flüssigkeitswärmetauscher 28 des Apparates geleitet. Bereits unterhalb des Absorptionskessels 21 wird dieser Flüssigkeitsstrom in zwei parallele Zweigleitungen 29,30 geteilt, durch welche die schwache Absorptionslösung nach oben zu den Flüssigkeitszuführungen 31,32 der beiden Absorber 22,23 geführt wird. Die Zweigleitungen 29,30 entspringen dem Flüssiglceitswäme-tauscher 28.

Im Absorptionskessel 21 wird die von den Absorbern 22, 23 kommende, an Kühlmittel reiche Absorptionslösung mit einem Flüssigkeitsniveau 33 gesammelt. Durch eine innere Leitung 34 des Flüssigkeitswärmetauschers 28 wird die Lösung zum Kocher geleitet, in dem Kühlmitteldampf ausgetrieben wird. Die dadurch schwache Lösung wird durch die

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Pumpe 10 auf das Niveau 27 gehoben. In einem korrespondierenden Kühlapparat mit nur einem Absorber und einer normalen Zufuhrleitung für schwache Lösungen von der äusseren Leitung 35 des Austauschers 28, würde das Flüssigkeitsniveau im Standrohr 11 bei einem Niveau 36 anhalten, da die durch die Pumpe 10 zugeführte Flüssigkeit bei einem Niveau 37 von der Zufuhrleitung in den Absorber überfliessen würde. Erfindungsgemäss wird in jeder Zufuhrleitung 29, 30 ein Strömungswiderstand erzeugt, der eine Funktion der Länge und des Durchmessers der Röhre ist. Die zwei Leitungen haben den gleichen inneren Durchmesser und sind gleich lang. Der Strömungswiderstand in den Zweigleitungen verursacht, dass das Flüssigkeitsniveau im Standrohr 11 vom Niveau 36 zum Niveau 27 steigt. Diese Höhendifferenz beträgt entsprechend etwa 20-30 mm. Ein solcher Strömungswiderstand wird erfindungsgemäss in den Leitungen

29 und 30 erreicht, indem diese mit einem inneren Durchmesser etwa 2 mm und einer Länge von etwa 60 cm hergestellt werden. Geeignete Dimensionen der Leitungen können durch Berechnungen oder durch Versuche ermittelt werden. Für eine zuverlässige Arbeitsweise des Apparates sollte der innere Durchmesser grösser als 1 mm sein. Mit solchen Rohrdimensionen besteht an diesem Ort des Apparates keine Bruchgefahr während des Betriebs.

Die Fig. 2 zeigt, was geschieht, wenn der Apparat in einer vertikalen Ebene durch den Kocher und den Absorber stark geneigt wird. Der Absorber wird zwei unterschiedliche Einlaufniveaus 31', 32' mit einem bestimmten Höhenunterschied aufweisen. Falls jede Leitung 29, 30 für so grosse Strömungswiderstände ausgebildet wurde, dass das Flüssigkeitsniveau im Standrohr 11 von Niveau 36 auf das Niveau 27 mit einem Höhenunterschied von 20 mm gehoben wurde und die Einlauforte 31 und 32 nahe beieinander gelegen sind, wird zwischen diesen ein Höhenunterschied von etwa 5 mm erhalten, was so viel kleiner ist als der Höhenunterschied im Kocher, dass der Flüssigkeitsstrom in der Zufuhrleitung 29,

30 nur unwesentlich beeinflusst wird. Durch den Absorber 23 wird mehr Flüssigkeit fliessen als durch den Absorber 22, da der Einlauf des ersterwähnten Absorbers auf einem tieferen Niveau liegt. Der Unterschied ist jedoch so klein, dass er bei Betrieb des Apparates unwesentlich ist. In den Figuren sind die Einmündungen 31 und 32 der Zufuhrleitungen 29 und 30 zu den Absorbern deutlich getrennt dargestellt, um den Unterschied zwischen den Niveaus 31 ' und 32' bei einem geneigten Apparat deutlich zu zeigen. In Wirklichkeit können die beiden Einmündungen näher zueinander gelegen sein. Wen eine kleine, nach oben gerichtete Trennwand zwischen den Einmündungen angebracht wird, können diese praktisch aneinander anliegend angeordnet werden, wobei in diesem Fall der Höhenunterschied bei einer Neigung verschwindend klein ist.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

659881 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Verteilung der Absorptionsflüssigkeit in einem Absorptionskühlapparat, der mit einem druckausgleichenden Gas arbeitet und der mindestens zwei spiralförmige Absorber (22,23) aufweist, wobei ein Höhenunterschied zwischen dem Flüssigkeitsniveau im Standrohr (11) des Kochers und dem Einlassniveau der Absorber (22,23) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der grössere Teil der Zufuhrleitung durch Zweigleitungen (29,30) ersetzt ist, wobei jede einen Strömungswiderstand aufweist, der mindestens doppelt so gross ist wie der Druckunterschied zwischen den Ausgängen (31,33) dieser Zweigleitungen, wenn der Apparat mit dem zulässigen Neigungswinkel geneigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweigleitungen (29,30) mit gleichen Druckverminderungen gemacht sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweigleitungen (29,30) aus Rohren mit gleichem inneren Durchmesser und gleicher Länge hergestellt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre der Zweigleitungen (29,30) einen inneren Durchmesser aufweisen, der grössser als 1mm ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Zweigleitungen (29,30) mindestens so gross ist wie die Höhe der Absorber (22,23).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweigleitungen (29,30) sich vom Flüssigkeitswärmetauscher (28) des Apparates bis zu den Eingängen (31,32) der Absorber (22,23) erstrecken.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Eingängen (31,32) der Absorber (22,23) eine sich nach oben erstreckende Trennwand angeordnet ist.