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Kontinuierlich wirkende Absorptionsmaschine Bei solchen kontinuierlich
wirkenden Absorptionsmaschinen, bei denen alle Gefäße in offener Verbindung miteinander
stehen und bei denen die Absorptionslösung durch das ausgetriebene Gas mittels eines
aufsteigenden Rohres in einen höher gelegenen Gasabscheideraut, emporgehoben wird,
hat man vorgeschlagen, das aus der Absorptionslösung ausgetriebene mit dampfförmigem
Lösungsmittel vermischte gasförmige Arbeitsmittel in einem tiefer als der Gasabscheideraum
liegenden Rektifikator mit reicher Absorptionslösung, die vom Absorber kommt, in
Wärmeaustausch zu bringen. Man will auf diese Weise erreichen, daß dem Verflüssiger
ein möglichst trockenes, d. h. von mitgerissenem Dampf des Lösungsmittel befreites
Arbeitsmittel zugeführt wird und daß zugleich für die Rektifikation- kein erneuter
Wärmeaufwand erforderlich ist. Man hat auch vorgeschlagen, die Rektifikation in
dem tieferliegenden Wärmeaustauschgefäß dadurch weiter zu verbessern, daß man in
dieses außer der vom Absorber kommenden Absorptionslösung die noch gasreicheren
Flüssigkeitsmengen einführt, die als unverdampfte Rückstände aus dem Verdampfer
abgeleitet und dem Absorbersystem wieder zugeführt werden müssen.
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Die Erfindung zeigt einen Weg, eine gute Rektifikation des ausgetriebenen
gasförmigen Arbeitsmittels auch bei solchen Absorptionsmaschinen der eingangs erwähnten
Art durchzuführen, die kein tiefer als der Gasabscheideraum liegendes Rektifikationsgefäß
besitzen und bei denen daher die vom Absorber kommende reiche Lösung nicht zur Rektifikation
verwendet werden kann. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die aus
dem Verdampfer abzuführende überschüssige Flüssigkeit zwecks Wärmeaustausch mit
dem ausgetriebenen gasförmigen Arbeitsmittel in ein Gefäß geleitet wird, das im
Zuge der dem Absorber zuströmenden Absorptionslösung liegt, so daß die Flüssigkeit,
welche die Rektifikation bewirkt hat, zusammen mit dieser Absorptionslösung in den
Absorber gelangt. Die Rektifikation läßt man sich dabei zweckmäßig in demselben
Raum vollziehen, in welchem sich das ausgetriebene gasförmige Arbeitsmittel und
die Absorptionslösung voneinander trennen, d. h. in dem bereits erwähnten Gasabscheideraum.
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In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
veranschaulicht. Abb. i zeigt die Anwendung des Erfindungsgedankens bei einer auf
reiner Wärmewirkung beruhenden Absorptionskältemaschine, bei welcher der Druckunterschied
lediglich durch Flüssigkeitssäulen aufrechterhalten wird. i ist der Verdampfer,
aus welchem das gasförmige Kältemittel durch die Leitung 2 in dem Absorber 3 gelangt.
Dieser wird durch Kühlwasser, das eine Kühlschlange ¢ durchströmt, gekühlt. Aus
dem Absorber 3 fließt die angereicherte
Lösung durch ein U-förmiges
Rohr 5 in ein Zwischengefäß 6, das dazu dient, den Flüssigkeitsumlauf gleichmäßiger
zu gestalten. Das Zwischengefäß 6 steht durch ein Rohr 7 mit dem Gasabscheider 8
in Verbindung. Aus dem Zwischengefäß 6 tritt die Lösung in das untere Ende des als
schrägliegende Spirale ausgebildeten Austreibers g, der durch einen elektrischen
Heizstab io erwärmt wird. In dem Austreiber und dem sich an ihn anschließenden Steigrohr
1i wird die erwärmte und verarmte Flüssigkeit durch aufsteigende Blasen hochgetrieben.
Sie gelangt in den bereits erwähnten Gasabscheider 8, der durch ein U-förmiges Rohr
12 mit dem Absorber 3 in Verbindung steht. Durch das Rohr 12, das zusammen mit dem
Rohr 5 einen Temperaturwechsler bildet, gelangt die verarmte Lösung in den Absorber
zurück. Das im Gasabscheideranm 8 von der Flüssigkeit getrennte Gas wird über einen
Ausgleichbehälter 13 in den Kondensator 14 geführt, dessen Kühlmantel von demselben
Kühlwasser durchströmt wird, das auch die Kühlschlange 4 des Absorbers durchfließt.
Das im Kondensator 14 niedergeschlagene Kältemittel wird durch ein: Rohr -75, das
zur Sicherung des Druckes als U-Rohr ausgebildet ist, dessen zweiter Schenkel mit
dem unteren Teil des Verdampfers -i in, Verbindung steht, dem Verdampfer zugeleitet.
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Die im. Verdampfer i nicht verdampfte Flüssigkeit sammelt sich zunächst
im unteren Teile des Drucksicherungsrohres 75, und sodann im Verdanxpfer an. Sobald
im Verdampfer ein größerer Überschuß: an Flüssigkeit vorhanden ist, kann diese Flüssigkeitsmenge
den Verdampfer durch eine U-förmig gekrümmte Leitung 16, verlassen und über einen
in diese eingeschalteten Behälter 17 in den oberen Teil. des Gasabscheiders 8 eintreten,
der mit Tellern versehen; ist, über welche die Flüssigkeit im Gegenstrom zum aufsteigenden
Gase herniederrieselt. Die dem Gasabscheideraum 8 durch das Rohr 16c zugeführte
Flüssigkeit bewirkt hier unter Wärmeaustausch mit dem ausgetriebenen gasförmigen
Arbeitsmittel dessen Rektifikation., d. h. die Kondensation und Ausscheidung des
mitverdampften Lösungsmittels. je mehr von dem Lösungsmittel in den Kondensator
14 mitgerissen ist, um so größere überschüssige Mengen desselben gelangen durch
die Rückführungsleitung 16 in: den Rektifikationsraum des Gasabscheiders B. Auf
diese Weise wird die Menge des mitgerissenen Lösungsmittels beschränkt und im Gleichgewicht
gehalten.
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Der Behälter 17 hat den Zweck, bei Druckschwankungen, ein Durchschlagen
des Gases aus dem Gasabscheideraum 8 in den Verdampfer i zu verhindern oder wenigstens
zu erschweren.
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In dem Behälter 17 kann eine Heizpatrone 18 angeordnet sein. Man erhält
dadurch die Möglichkeit, mittels des über dem Behälter i7 liegenden aufsteigenden
Teiles der Leitung 16 die in dem Behälter 17 befindliche Flüssigkeit teilweise zu
verdampfen und dadurch auf ein höheres Niveau zu heben, als es durch den Druckunterschied
zwischen dem Verdampfer i und dem Gasabscheider 8 möglich wäre. Die erwähnte Heizeinrichtung
ist jedoch zu diesem Zweck nicht erforderlich, wenn der Verdampfer um soviel höher
als der Gasabscheider liegt, daß, die Flüssigkeitssäule allein bereits ausreicht;
den Druckunterschied zu überwinden.
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Zwecks Regelung der Konzentration der Absorptionsflüssigkeit kann
ferner auch im Gasabscheider 8 eine Heizpatrone ig angeordnet werden.
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In Abb.2 ist eine Hochdruckabsorptionsmaschme veranschaulicht, bei
der dem gasförmigen Kärtemittel (Z. P'. Ammoniak) ein neutrales, d. h. nicht absorbierbares
Gas beigemischt ist.
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Das gasförmige mit dem leichteren neutralen Gas beigemischte Kältemittel
verläßt den Verdampfer 2i durch das Rohr 22, welches zum unteren Tee des Absorbers
23 führt. Von dessen oberem Teile steigt das zum größeren Teile vom Kältemittel
befreite und darum leichter gewordene Gasgemisch durch ein gekrünnates Rohr 2¢ auf,
dessen höchster Punkt oberhalb, der Gasaustrittsstelle des Verdampfers 2i liegt.
Das Rohr 24 mündet in den unteren Teil des Verdampfers 2i ein. Die im Absorber angereicherte
Flüssigkeit gelangt durch ein Rohr 25, in den durch eineaufrechte Spirale 26 gebildeten
Austreiber, der durch einen elektrischen. Heizstah 27 erwärmt wird. Von hier aus
wird: diese Flüssigkeit durch. die sich bildenden Gasblasen mittels. des aufsteigenden
Rohres 28 in; den Gasabscheider 2g gefördert. Von diesem führt eine Leitung
30 zum Absorber 23 zurück, die mit der bereits erwähnten Leitung 25, zusammen
einen Temperaturwechsler bildet. Das. im Gasabscheider 29 abgeschiedene und in dessen
Rektifikationsraum getrocknete gasförmige Kältemittel gelangt durch ein Rohr 31
in den Kondensator 3a und wird dort niedergeschlagen. Das Kondensat tritt in den
Verdampfer qm an dessen oberem Ende ein. Der Verdampfer 21 ist durch eine U-förmig
gekrümmte Leitung 33, mit dem Rektifikationsraum des Gasabscheiders 29, verbunden.
In den aufsteigenden Teil der Leitung 33 ist ein. Behälter 34 eingeschaltet, dessen
Flüssigkeitsinhalt gegebenenfalls mittels einer Heizpatrone 35 erwärmt werden kann..
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Die Wirkungsweise der zuletzt beschriebenen Vorrichtung ist der durch
Abh. i veranschaulichten analog.. lm. Verdampfer 21 sich ansammelnde überschüssige
Flüssigkeit gelangt durch die Rückführungsleitung 33 in den- Behäter 34 und von
diesem in den Gasabscheider 29, wo sie die Gastrocknung bewirkt.
Abb.3
stellt eine nach dem Resorptionssystem arbeitende Kältemaschine dar, bei welcher
der Umlauf eines indifferenten Gases durch eine Strahldüse erzeugt wird. In das
vom Entgaser 41 ausgehende Rohr 43 strömt durch die Düse 44 der den Umlauf
des Gasgemisches. bewirkende Düsendampf ein. Das Gasgemisch gelangt in den unteren
Teil -des Absorbers 45, von dessen oberemTeil das am Kältemittel arme Gasgemisch
durch das Rohr- 46 zum Entgaser 41 zurückkehrt. Der in den unteren Teil des Entgasers
41 einmündende Teil des Rohres 46 ist so geformt, daß er den Übertritt von Flüssigkeit
aus dem Entgaser in den Absorber durch dieses Rohr verhindert. Das zur Beschickung
des Entgasers erforderliche flüssige Kältemittel strömt aus dem Resorber 47 dem
Entgaser 41 durch eine U-förmig gekrümmte Leitung 48 zu. Durch eine Leitung 49,
die mit der Leitung 48 einen Temperaturwechsler bildet, gelangt . die verarmte Kälteflüssigkeit
zum Resorber 47 zurück. In den aufsteigenden Teil der Leitung 49 mündet eine weitere,
einen Drucksicherungsbehälter 51 enthaltende Leitung 5o. Das durch diese Leitung
dem Resorber 47 zugeführte Gas bewirkt die Flüssigkeitsförderung vom Entgaser zum
Resorber. Vom unteren Teile des Absorbers 45 gelangt die angereicherte Kälteflüssigkeit
durch ein Rohr 52 und ein in diesem liegendes Ausgleichgefäß 53 in den als aufrechte
Spirale ausgebildeten Austreibers 54, der durch einen elektrischen Heizstab 55 erwärmt
wird. Mittels eines aufsteigenden Rohres 56 wird die Flüssigkeit durch die Wirkung
der in ihm enthaltenen Gasblasen in den Gasabscheideraum57 gefördert. Dieser ist
mit dem bereits erwähnten Rohre 52, dessen Verlängerung in der Düse 44 endet, durch
eine Gasleitung 58 verbunden. Vom Gasabscheider 57 aus wird die verarmte Flüssigkeit
durch eine mit dem Rohr 52 einen Temperaturwechsler bildende Leitung 59 dem Absorber
45 wieder zugeführt.
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Von dem das Gasgemisch führenden Rohre46 ist dicht neben dessen Einmündung
in den Entgaser 41 eine U-förmig gekrümmte Leitung 6o abgezweigt, deren aufsteigender
Teil über einen Behälter 61 in den Rektifikationsraum des Gasabscheiders 57 einmündet.
Die Leitung 6o und der Behälter 61, dessen Flüssigkeitsinhalt durch eine Heizpatrone
62 von außen her erwärmt werden kann, dienen zur Rückführung überschüssiger Flüssigkeitsmengen,
die sich im Entgaser 41 angesammelt haben, in den Gasabscheider 57, wo sie zur Dampftrocknung
nutzbar gemacht werden.
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Zwischen dem Resorber 47 und dem Entgaser 41 ist noch eine Entlüftungsvorrichtung
63, 64, 65 vorgesehen, welche bewirkt, daß in den Resorber 47 verschleppte Mengen
nicht absorbierbaren Gases wieder in das Gasumlaufsystem zurückgelangen können.
Die als U.-Rohrausgebildete Rüek£ül=ngsleitung kann bei sämtlichen beschriebenen
Ausführungsbeispielen auch so. geführt werden, daß sie in einer wärmeaustauschenden.
Verbindung mit einer Leitung steht, durch welche Flüssigkeit dem Verdampfer oder
Entgaser zugeführt wird oder vom Gasabscheideraum zum Absorber strömt.
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Der Vorteil der beschriebenen Einrichtung besteht in erster Linie
darin, überschüssige Flüssigkeit (Arbeits- öder Lösungsmittel) aus demjenigen Teil
der Absorptionsmaschine, wo ihre Ansammlung schädlich wirkt, in anderen Teilen der
Maschine, z. B. dem Gasabscheideraum des Austreibers, nutzbar zu machen, indem hier
das mitverdampfte Lösungsmittel wieder ausgeschieden wird, wobei zugleich aus der
zurückgeführten Flüssigkeit ohne erneuten Wärmeaufwand gasförmiges Arbeitsmittel
entwickelt wird. Dadurch wird eine selbsttätige Regelung erzielt, und dieMenge des
mitgerissenenLösungsmittels bleibt in engen Grenzen.