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Intermittent arbeitender Absorptionskälteapparat Die Erfindung bezieht
sich auf intermittent arbeitende Absorptionskälteapparate, d. h. Apparate, in denen
Perioden, in denen im wesentlichen nur Kältemitteldampf aus dem Absorptionsmittel
entwickelt wird, mit Perioden wechseln, in denen im wesentlichen das Absorptionsmittel
nur Kältemitteldämpfe aufnimmt. Es ist bereits bekannt, derartige Apparate mit einer
Abkochstelle mit verhältnismäßig geringem Flüssigkeitsinhalt und mit einem unbeheizten,
von der Abkochstelle getrennten Speichergefäß zu versehen. Im Betriebe derartiger
Apparate schwankt der Flüssigkeitsinhalt -der Abkochstelle und des Speichergefäßes
jeweils um die Menge des im Verdampfer oder Kondensatsammelbehälter.enthaltenen
flüssigen, Kältemittels.
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Die hierdurch bedingten Spiegelschwankungen der Flüssigkeit wurden
bisher entweder in den eigentlichen Kocher verlegt oder sie vollzogen sich im wesentlichen
in dem Speichergefäß von größerer Abmessung als der Kocher. Verlegt man die Spiegelschwankungen
ausschließlich in das Abkochgefäß, so muß zu Beginn der Kochperiode diese gesamte
Flüssigkeitsmenge auf die Austreibetemperatur gebracht werden, bis das praktische
Abkochen mit darauffolgender Kondensation beginnen kann. Dies ergibt eine unerwünschte
Verlängerung der Kochperiode.
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Bei den Apparaten, bei denen die Spiegelschwankungen sich im wesentlichen
in dem unbeheizten Speichergefäß vollziehen, tritt der Nachteil auf, daß die Oberfläche
dieses unbeheizten Speichergefäßes, das denselben Druck wie der Kocher haben muß,
größere Mengen von Kocherdämpfen zu absorbieren hat oder zur Kondensation bringen
kann. Dies ergibt wesentliche Wärmeverluste, da die in dem gekühlten Speicher kondensierenden
oder absorbierten Kocherdämpfe einerseits den Wirkungsgrad herabsetzen, andererseits
die gesamte Speicherflüssigkeit erwärmen, was wieder eine Verzögerung der Absorptionsperiode
zur Folge hat.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile und besteht im wesentlichen
darin, daß sie außer der Abkochstelle und dem von ihr getrennten Speichergefäß ein
besonderes Ausgleichsgefäß vorsieht, in dem sich die Spiegelschwankungen vollziehen
und dessen Inhalt niedrigere Temperatur als der Kocberinhalt hat. Hierdurch wird
der Vorteil erreicht, daß beim Beginn der Kochperiode nur eine sehr geringe Flüssigkeitsmenge
auf die Austreibetemperatür gebracht werden muß, d. h. die Kochperiode praktisch
sehr schnell beginnt, und ldie Trennung dieses Ausgleichsgefäßes vom ungekühlten
Speichergefäß bedingt, daß man das Ausgleichsgefäß, dessen Inhalt im wesentlichen
nur der Menge des in den Kochperioden verflüssigten Kältemittels entspricht, auf
einer Temperatur halten kann, die oberhalb der Kondensationstemperatur
der
KältemitteldÄmpfe- liegt, so daß die bei den bekannten- Anordnungen auftretenden
starken Wärmeverluste wesentlich verringert werden.
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Die Erfindung soll näher unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung
beschrieben werden, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben
werden.
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In der Abbildung bezeichnet i i ein unbeheiztes Speichergefäß für
Absorptionslösung, 12, einen Flüssigkeitstemperaturwechsler, 13 den Kocher, 14 den
Kondensator und 15 den Verdampfer des Apparates. Es sei angenommen, daß der Apparat
mit Wasser als Absorptionsmittel und Ammoniak als Kältemittel arbeitet, doch kann
der Apparat mit beliebig anderen bekannten Kälte-und Absorptionsmitteln betrieben
werden. Der Apparat wird ursprünglich bis zu der Niveaulinie gefüllt, die mit I
bezeichnet ist. Das Speichergefäß i i ist daher vollständig mit Absorptionslösung
gefüllt und bleibt auch,- insbesondere während der Kochperioden des Apparates.,
vollständig angefüllt.
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Der Apparat wirkt wie folgt: Während -der 'Kochperioden wird dem Kocher
13 in beliebiger bekannter Weise, z. B. durch eine Heizpatrone, eine Gasflamme,
einen Ölbrenner, einen Dampfmantel o. dgl., Wärme zugeführt. Durch die Wärmezufuhr
zum Kocher, der in an sich bekannter Weise mit einer Isolation 30 versehen
ist, wird die in ihm stehende Flüssigkeit durch. Thermosyphonwirkung leichter als
die im ungeheizten Speichergefäß bzw. in dem einen Schenkel des Temperaturwechslers
stehende Lösung, so daß das Kocherniveau steigt und eine Umlauftendenz der Flüssigkeit
zwischen der Abkochstelle und dem Speichergefäß eintritt. Um diese noch zu vergrößern;
kann, wie in der Figur dargestellt, eine Pumpschlinge i3a, d. h. ein Gasblasensiedeheber,
verwendet werden, der in an sich bekannter Weise durch die Wärmezufuhr zum Kocher
mitbeheizt wird und durch Gasblasenwirkung die Absorptionslösung zwischen dem unbeheizten
Speichergefäß i i und der Abkochstelle 13 umwälzt. Insbesondere in diesem Fall ist
es zweckmäßig, einen Schornstein 31 vorzusehen, der durch die Isolation
30 hindurchreicht, um den einerseits die Pumpschlinge i 3a gewickelt ist
und der mit dem beispielsweise rohrförmig ausgebildeten Kocher 13 in guter metallischer
Verbindung steht. Zweckmäßig werden gut wärmeleitende Metallmassen zwischen beide
Rohre eingegossen, so daß Schornstein und Kocher mit großen metallischen Flächen
miteinander in Verbindung stehen.
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Die im Ausführungsbeispiel durch die Pumpschlinge 13a gehobene reiche
Flüssigkeit. wird durch die Wärmezufuhr im Kocher 13, der als verhältnismäßig enges
Rohr ausgebildet ist, entgast und fließt dureh eine Leitung 2o dem Temperaturwechsler
12 zu, der ähnlich wie der Kocher von einer Isolation 32 umgeben ist. Diese Isolation
kann zweckmäßig aus Kork o. dgl. bestehen, während die Isolation des Kochers 13
und der Pumpschlinge 13d zweckmäßig als Folienisolation oder als Vakuumisolation
ausgebildet ist, um möglichst geringe Wärmekapazität zu haben. Vom Temperaturwechsler
12 aus tritt die Lösung durch Leitung 2o in den oberen Teil des Speichergefäßes
iia ein. Der Teil i`ja des Speichergefäßes besteht im Ausführungsbeispiel aus einem
zylindrischen Gefäß, das durch zwei Leitungen iic und iid mit dem unteren Teil des
Speichergefäßes iib verbunden ist. Auch dieser untere Teil iib ist als zylindrisches
Gefäß ausgebildet. Der Inhalt der in den Teilen iia und iib des Speichergefäßes
enthaltenen Absorptionslösung kann einer Kühlvorrichtung ausgesetzt sein, die sowohl
in der Koch- wie in der Absorptionsperiode dem ständigen Einfluß eines äußeren Kühlmittels
ausgesetzt ist. _ Im Ausführungsbeispiel sind daher die Teile i ja und i ib mit
Kühlrippen 33 versehen, die in der Vertikalebene gegeneinander versetzt sind, derart,
daß die Kühlrippen sowohl des Gefäßes iib als auch des Gefäßes ,ja bei natürlicher
Ventilation Frischluft erhalten. Im Ausführungsbeispiel ist also die zur Abführung
der Absorptionswärme aus dem Apparat erforderliche Kühlvorrichtung 33 unmittelbar
am Speichergefäß i i angebracht. Vom unteren Teil i 1b des Speichergefäßes wird
die reiche Lösung durch Leitung 19 über den isolierten Temperaturwechsler 12 zur
Pumpschlinge 13a geführt und von dort zum Kocher gehoben. Die bei der Beheizung
des Kochers 13 ausgetriebenen Kältemitteldämpfe treten durch eine Leitung 16 aufwärts.
Diese Leitung 16 kann in an sich bekannter Weise mit Einsatzplatten 34 und gegebenenfalls
mit Kühlblechen 35 versepen sein, doch kann auch jede andere beliebige Rektifikationsanordnung
oder sonstige Vorrichtung, die das Hochkochen der Flüssigkeit im engen Kocherrohr
verhindert, Verwendung finden. Die Leitung 16 ist zu einer gefäßartigen Erweiterung
36 geführt, die außen mit Kühlflanschen 37 und innen mit .durchbrochenen Einsatzplatten
38 versehen ist. Von dem Gefäß 36 sind zwei Leitungen 39 und qo zu einem tiefer
angeordneten Gefäß 41 geführt, und .zwar mündet in Gefäß 36 die Leitung 39 an einer
etwas höheren Stelle als die Leitung q.o. Auch im Gefäß ¢i liegt die Mündungsstelle
der Leitung 39 höher als die der Leitung 4o,. die jedenfalls unter die
Einmündungsstelle
der Leitung 39 herabgezogen sein muß. Beim Betrieb kondensiert im Gefäß 36 eine
gewisse Flüssigkeitsmenge, die hauptsächlich aus Absorptionsmittel besteht und die
sich auf den Einsatzplatten 38 sammelt. Überschüssige Flüssigkeitsmengen fließen
in das Gefäß 41 ab und sammeln sich dort. Diese überschüssigen Mengen können durch
eine Leitung 42, nach dem Speichergefäß, beispielsweise nach der Leitung i id, entwässert
werden. Die Flüssigkeitsmenge, die im Gefäß 41 gesammelt wird, hat einen später
zu erörternden Zweck. Vom Gefäß 41 gehen die im Kocher ausgetriebenen Dämpfe durch
eine Leitung 18 weiter zum Kondensator 14, der in beliebiger; an sich bekannter
Weise ausgebildet sein kann. Das. im Kondensator verflüssigte Kältemittel rinnt
im Ausführungsbeispiel von selbst in den Verdampfer 15 hinein, dessen oberer
Teil 15a der einen Sammelbehälter für das ausgetriebene Kondensat darstellt, zweckmäßig
durch eine Isolation 43 isoliert ist. Von diesem Teil i 5a des Verdampfers ragt
im Ausführungsbeispiel der eigentliche Verdampfer 15b abwärts hinunter in den Kühlraum,
beispielsweise eines Kühlschrankes. Im Ausführungsbeispiel ist dieser eigentliche
Verdampfer in Form eines zylindrischen - Gefäßes 44 ausgebildet, von dem aus in
bekannter Weise Rohrschlangen 45 nach abwärts ziehen, in die Eiskästchen oder andere
schnell zu kühlende Gegenstände eingesetzt werden können. Doch kann auch jede andere
beliebige Art von Verdampfern verwendet werden, ohne das Wesen der Erfindung zu
beeinträchtigen. Zweckmäßig wird der Verdampfer mit einer selbsttätig wirkenden
Entwässerungsvorrichtung versehen. Doch ist auch die selbsttätige Entwässerung des
Verdampfers nicht grundlegende Voraussetzung der Erfindung. Vielmehr kann die Entwässerung
auch durch bekannte, von Hand zu bedienende oder periodisch gesteuerte Ventile erfolgen.
Im Ausführungsbeispiel wird die selbsttätige Entwässerung des Verdampfers durch
ein [)-Rohr 46 erreicht, das in ein Gefäß 47 mündet. Da das in einer Absorptionsperiode
im Verdampfer übrigbleibende Wasser schwerer ist als das neu ankommende Ammoniak
der nächsten Kochperiode, steht das übriggebliebene Wasser am untersten Teil des
Verdampfers und wird bei der neuen Füllung daher in dem Rohr 46 aufwärts gedrückt,
bis es am Abschluß der nächsten Kochperiode in den Behälter 47 überläuft. Dieses
übergelaufene Wasser wird durch eine Leitung 48 nach dem Rohr 18, Gefäß 41 und Leitung
422 entwässert. Doch kann diese Leitung41 auch direkt nach der Flüssigkeit im Speichergefäß
i i oder zu einer beliebigen anderen unbeheizten Flüssigkeitsmenge geführt werden.
Doch kann die Entwässerung auch in beliebig anderer Weise erfolgen.
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Die Ausbildung des Verdampfers und der Rektifikationsanordnung 34,
35 in der Leitung 16 sowie des Gefäßes 36 kann beliebig ausgeführt sein. Es kann
beispielsweise an Stelle der dargestellten Rektifizieranordnung die Rektifikation
des vom Kocher kommenden Dampfes vor seinem Eintritt in den Kondensator durch eigenes
Kondensat erfolgen, oder die Kocherdämpfe können zum Durchperlen durch reiche oder
arme Absorptionslösung (wie im Gefäß 41 gezeigt) gebracht und dadurch rektifiziert
werden oder auch durch anderen Wärmeaustausch mit reicher oder armer Lösung. Der
obere Teil des Verdampfers kann, wie dargestellt, isoliert sein, wobei zweckmäßig
eine Isolation von geringer Wärmekapazität, z. B. Folienisolation oder Vakuumisolation,
verwendet wird. Es kann aber auch#jedes beliebige andere Mittel gebraucht werden,
um während der Kochperioden zu verhindern, daß unkondensierter Kältemitteldampf
in den Verdampfer gelangt und diesen erwärmt. Z. B. kann der Verdampfer teilweise
mit einer Hilfsflüssigkeit gefüllt sein, die leichter ist als das Kältemittel, so
daß diese Flüssigkeit während der Kochperioden die Teile 44 und 45 der Abbildung
füllt, allmählich aber durch das Einlaufen des Kondensats nach oben hin verdrängt
wird.
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Sobald bei dem dargestellten Apparat die Beheizung angestellt wird,
wird wegen der geringen Flüssigkeitsmenge, die im Kocher erwärmt werden muß, sofort
eine starke Gasentwicklung aus dieser geringen Flüssigkeitsmenge eintreten, so daß
nur eine geringe Zeit verstreicht, bis die ersten Kältemitteldämpfe zum Kondensator
treten. Da das die Absorptionswärme vermittels der Kühlrippen 33 fortschaffende
Kühlelement, d. h. die eigentliche, die Absorptionswärme abgebende Absorptionsstelle
i i", als Speicher ausgebildet und während der Kochperiode flüssigkeitsgefüllt ist,
kann keine Kondensation oder Absorption von Kocherdampf darin eintreten. Vielmehr
stellt die Flüssigkeit in der Leitung 4z einen Abschluß dar, der die Kochergä'se
von kalter Absorptionslösung fernhält und ihre sofortige Führung zum Kondensator
sicherstellt, so daß dieser von Beginn bis zum Ende der Kochperiode voll ausgenutzt
wird. Durch die Zirkulationsvorrichtung, d. h. entweder durch Thermosyphonwirkung
des Kochers, die durch den spezifischen Gewichtsunterschied der Flüssigkeiten im
Kocher- und Speichergefäß sowie den sie verbindenden Leitungen zustande kommen,
oder, wie dargestellt, durch die Gasblasenpumpe 13a, wird
allmählich
der entgaste Kocherinhält ersetzt, und die von der Flüssigkeit im Kocher aufgenommene
Wärme wird- im Temperaturwechsler 12 dazu benutzt, die neue zum Kocher strömende
reiche Lösung vorzuwärmen. Der aus dem Temperaturwechsler in das Speichergefäß tretenden
armen Lösung wird im Ausführungsbeispiel durch die in den Absorptionsperioden die
Absorptionswärme fortschaffende Kühlvorrichtung 33 während der Kochperiode die aus
dem Kocher mitgenommene Wärme entzogen, so daß stets ein bestimmter Teil der umlaufenden
Lösung absorptionsbereit und also die Kühlvorrichtung 33 ständig ausgenutzt wird.
Ist die gesamte, in den Teilen iia und I1b des Speichergefäßes sowie im Temperaturwechsler
12 enthaltene Lösung genügend entgast, beispielsweise von ihrer ursprünglichen Konzentration
von 40 °/o auf beispielsweise 18 °/o, so wird in beliebiger bekannter Weise, beispielsweise
durch eine Thermostatanlage, die in an siclY bekannter Weise entweder durch die
Temperatur oder den Druck in irgendeinem der Apparatteile gesteuert wird, die Beheizung
abgestellt.
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Sobald die Beheizung abgestellt ist, sinkt wegen der Kühlflanschen
37 im Gefäß 36 sowie im Ausführungsbeispiel auch durch die Kühlflanschen 35 in der
Leitung 16 der Druck sehr schnell, zumal da der Kocherinhält im Verhältnis zu der
Gesamtanlage außerordentlich gering ist. Däs Sinken des Druckes in der Leitung 16
und im Gefäß 36 hat zur Folge, daß die Flüssigkeit aus dem Gefäß 41 in die Leitungen
39 und 4o steigt, und so selbsttätig eine dem Verdampfergas den Weg zur Abkochstelle
verriegelnde Drucksäule in der Verbindungsleitung zwischen dem Verdampfer einerseits
und dem Kocher bzw. den durch die Kühlrippen 37 und 35 gekühlten Apparatteilen andererseits
bei Änderung der Wärmezufuhr zum Apparat oder beim Periodenwechsel erzeugt. Der
obere Teil 1ja des Speichergefäßes steht über eine Leitung 49 von geringem Durchmesser
mi't einem Ausgleichsgefäß 2i in Verbindung, das- zweckmäßig zylindrisch ausgeführt
ist und von einem beliebigen Isolationsmantel So umgeben ist. In dieses Ausgleichsgefäß
hinein ist im Ausführungsbeispiel der eigentliche Flüssigkeitsspiegel des Speichergefäßes
i i verlegt, dessen Volumen zweckmäßig kleiner als das des Speichergefäßes ist.
Vom oberen Teil des Gefäßes 21 führt eine Leitung 5_1 zum Gasraum des Kochers oder
nach dem Druckgebiet des Gefäßes 36. Die Mündung dieser Leitung 51 kann entweder
unmittelbar über den Kocherspiegel oder über eine Rektifikationsvorricbtung beliebiger
nicht dargestellter Art oder oberhalb der Stoßbleche 34 münden. Diese Leitung bewirkt,
daß der Druck über dem Spiegel des Ausgleichsgefäßes 21 in den Koch- und Absorptionsperioden
ebenso groß ist wie der Druck über der Austreibestelle. Wesentlich ist der Anschluß
der Leitung 51 an das Apparatgebiet, indem beim Abstellen der Kocherheizung der
Druck schnell sinkt, wie dies z. B. durch die gefäßartige Erweiterung 36 im Ausführungsbeispiel
erreicht wird. Durch dieses Ausgleichsgefäß 21 wird erreicht, daß sich die Drucksenkung
im Gebiet des Gefäßes 36 und der Leitung 16 auf das Gefäß 21 und damit auf das Speichergefäß
ii überträgt.
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Sobald die Kochperiode abgeschlossen ist und die Drucksenkung im Gefäß
36 und damit zugleich im Kocher 13 und Ausgleichsgefäß 21 eintritt, strömt aus dem
Verdampfer kommendes Gas, das bei seiner Entstehung Kälte erzeugt, da ihm der Weg
zum Kocher durch das Flüssigkeitsschloß 39, 4o verriegelt ist, vom Verdampfer über
Leitung 18, Gefäß 41 und Leitung 42 nach der Leitung i id und perlt in :der Leitung
i id aufwärts. Die in den Leitungen 39 und 4o entstehenden Flüssigkeitssäulen halten
dem Druck das Gegengewicht. Das in den als Absorptionsstelle dienenden oberen Teil
i ia des Speichergefäßes eintretende Gas wird schnell absorbiert, da ja die Lösung
in beiden Teilen 11a und Iib des Speichergefäßes schon während der Heizperiode gekühlt
war. Die Absorption und damit die Kälteleistung beginnt viel schneller, als es bei
Maschinen bisheriger Art möglich war, bei denen erst die gesamte Absorptionsmittelmenge
von der Kochertemperatur auf Absorptionstemperatur abgekühlt werden maßte. Die in
die ungekühlte Leitung iid eintretenden Kältemitteldämpfe bewirken während der Absorptionsperiode
eine Zirkulation von Absorptionslösung von dem nur als Speicher dienenden Teil iib
des Speichergefäßes durch die Kühlvorrichtung der eigentlichen Absorptionsstelle,
die im Ausführungsbeispiel durch den oberen Teil iia des Speichergefäßes gebildet
wird. Die Kältemitteldämpfe bewirken ferner eine Zirkulation der Lösung zwischen
den Teilen iia und iib über die Leitung iic. Das Speichergefäß i .i stellt also
während der Absorptionsperiode ein in sich selbst geschlossenes, von dem durch das
Thermosyphon 13a betriebenen Zirkulationssystem der Kochperiode verschiedenes Zirkulationssystem
dar, in dem die vom Verdampfer kommenden Kältemitteldämpfe eben dieser Zirkulation
wegen dauernd mit neuer armer Lösung in Berührung kommen. Die ausfallende Absorptionswärme
wird durch die ständig der Luftkühlung ausgesetzte Kühlvorrichtung 33 abgeführt,
doch kann die Kühlung des Absorbers ebenso wie die des Kondensators 14 auch
durch
Wasserkühlung oder indirekte Kühlsysteme erfolgen.
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Zweckmäßig werden die Einmündungsstellen der Leitungen iid, iic, 19
und 2o in das Speichergefäß derart gewählt, daß während der Absorptionsperioden
in die Leitung 1 1d von unten erst dann angereicherte Lösung treten kann, wenn der
gesamte Inhalt des Speichergefäßes schon reich geworden ist, und daß während der
Kochperioden an die Mündung der Leitung i9 erst dann arme Lösung treten ]kann, wenn
der gesamte übrige Inhalt des Speichergefäßes bereits arm ist, so daß also keine
oder möglichst geringe Mischungen der Absorptionslösung im Speichergefäß selbst
entstehen. Dies läßt sich beispielsweise dadurch sicherstellen, daß das Speichergefäß
selbst, statt, wie dargestellt, aus zwei Zylindern mit Verbindungsleitungen zu bestehen,
in Form eines einzigen Gefäßes, dessen Inhalt z. B. durch durchlochte Trennwände
ein bestimmter Weg vorgeschrieben wird, oder in Form einer Rohrspirale ausgebildet
ist, deren Durchmesser so eng ist, daß keine Mischungen der beiden Lösungen im Speichergefäß
eintreten können.
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Insbesondere wird zweckmäßig die Leitung 49, die eine offene Flüssigkeitsverbindung
zwischen dem Speichergefäß i i und dem Ausgleichsgefäß 21 schafft,: von so engem
Durchmesser gemacht, daß keine Konvektionsströmungen zwischen dem Speichergefäß
und dem Gefäß 21 zustande kommen können. Der Inhalt, insbesondere der Flüssigkeitsspiegel
des Gefäßes 21, nimmt daher nicht am Umlauf der Absorptionslösung teil, sondern
ist allen Strömungsbewegungen entzogen. Das Ausgleichsgefäß 21, das an beliebiger
Stelle des Flüssigkeitsumlaufes liegen kann, aber erfindungsgemäß von der Kühlstelle
des Apparates, d. h. den Kühlflanschen 33, räumlich und thermisch getrennt sein
soll, hat zunächst den obenerwähnten Zweck, die Druckverminderung, die bei Abstellen
der Kocherheizung zwischen dem Kocherspiegel und dem Gefäß 41 entsteht, auf das
Speichergefäß zu übertragen und gewissermaßen durch diese Saugwirkung dem Verdampfergas
das Aufreißen des Flüssigkeitsschlosses in der Leitung 411 und den Weg zur Absorptionsstelle
i 111 zu erleichtern. Das Gefäß 2 i dient ferner dazu, die bei der Entgasung sowie
bei der Absorption auftretenden Spiegelschwankungen der Flüssigkeit aufzunehmen.
Während, vvie erwähnt, der Apparat ursprünglich bis zur Niveaulinie I gefüllt war,
sinkt während der Austreibung der Spiegel im Gefäß 21 auf die Niveaulinie II. Die
diesem Niveauunterschied entsprechende Flüssigkeitsmenge befindet sich am Ende der
Austreibeperiode als flüssiges Kältemittel im Verdampfer wieder. Mit anderen Worten:
Während der Kochperiode ist die eigentliche Absorptionsstelle iia vom Gasraum des
Kochers durch zwei Flüssigkeitssäulen 42, und 21 getrennt, von denen die eine, 42,
beim Periodenwechsel zum Aufreißen gebracht wird, während die andere, 21, entsprechend
den abgekochten bzw. wieder absorbierten Kältemittelmengen schwankt und während
der Kochperiode über der Kondensationstemperatur der Kältemitteldämpfe gehalten
wird. Das Gefäß 21 ist von einem Wärmeisolationsmantel 5o umgeben. Es wird daher
in den Kochperioden auf einer zwischen der Austreibe- und Kühltemperatur liegenden
Zwischentemperatur gehalten. Es kann jedoch auch mit der eine Verlängerung des Kochers
darstellenden Leitung 16 in wärmeaustauschende Verbindung gebracht werden. Jedenfalls
muß es, gegebenenfalls durch zusätzliche Beheizung, auf einer Temperatur gehalten
werden, die hoch genug ist, um eine Kondensation von durch die Leitung 16 strömenden
Kocherdämpfen zu verhindern.
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Beim Abstellen der Wärmezufuhr zum Kocher tritt, wie erwähnt, wegen
der selbsttätigen Ausbildung des Fliissigkeitsschlosses 39, 4o ein Unterdruck in
Leitung 16 und im Gefäß 36 ein wegen der Kondensation der in diesen Räumen enthaltenen
Dämpfe. Werden die Rektifikationsanordnungen, wie dargestellt, mit Hilfe von auf
von der Höhenlage des Kocherspiegels verschiedener Höhenlage angeordneten Stoßplatten
34 bzw. Einsatzplatten 38 von solcher Beschaffenheit ausgeführt, daß sie als Speichervorrichtungen
für während der Kochperiode unter der Temperatur des Kochers gehaltene Absorptionslösung
dienen, so bedingt die durch die ständige Kühlung dieser Platten reit Hilfe der
äußeren Luftkühlrippen hervorgerufene Temperatursenkung der auf den Platten stehenden,
sowohl von der Kocheroberfläche wie der im Speichergefäß enthaltenen Lösung verschiedenen
Absorptionslösung ein besonders schnelles Sinken des Druckes, da außer der Kondensation
auch noch Absorption von Kocherdämpfen auf diesen Platten stattfindet, die eine
innige Berührung der Kocherdämpfe mit der Lösung- gewährleisten. Diese Drucksenkung
bewirkt den Eintritt von Verdampfergas in die Zirkulationsvorrichtung i id und,
wie erwähnt, daß vom Gefäß 41 Flüssiglceit in den Leitungen 39 und 4o hochgedrückt
wird, so daß ein Flüssigkeitsschloß zwischen dem Verdampfer einerseits und dem Kocher
13, dem Ausgleichsgefäß 21 und der auf den Platten 38 gespeicherten Absorptionslösung
entsteht. Dem Verdampfergas wird hingegen ein anderer Weg, nämlich durch Leitung
42 zu von der auf den Platten 38 stehenden Lösung verschiedenen Absorptionslösung,
nämlich
der im Speichergefäß i i enthaltenen Lösung, geöffnet.
Um bei "schnellen Drucksenkungen im System der Gefäße 36, Leitung 16 und im Kocher
sicherzustellen, daß nicht die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsschloß 39, 4o ausgestoßen
werden kann und zum Kocher zurückläuft, ist erstens das Gefäß 36 mit den Einsatzplatten
38 versehen, die ein Zurücklaufen der Flüssigkeit nach dem Kocher verhindern, und
ferner ist die Leitung 4u derart an die Gefäße 36 und 41 angeschlossen, daß bei
etwaigem Aufreißen des Flüssigkeitsverschlusses durch die Leitung 39 die ausgestoßene
Flüssigkeit durch Leitung- 4o zurückfließen und den Flüssigkeitsabschluß neu herstellen
kann.
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Das Gefäß 41, dessen Inhalt ein ständig aufrechterhaltenes Flüssigkeitsschloß
zwischen dem Gasraum des Ausgleichsgefäßes r1 und dem Verflüssiger und (oder) Verdampfer
darstellt, kann seinen Inhalt entweder durch Kondensation von vom Kocher kommenden
Dämpfen erhalten, oder aber es wird, wie in der Figur dargestellt, in einer Höhe
angeordnet, die etwa der Niveaulinie I entspricht, so daß es bei der Füllung des
Apparates gleich mit Lösung beschickt wird. Wie ersichtlich, ist das Gefäß 41 durch
Leitung 18 mit dem Verdampfer, durch Leitungen 39 bzw. 4o und Leitung 16 mit dem
Kocher und durch Leitung 4--, die gleichzeitig als Entwässerungsleitung für das
Gefäß 41 sowie gegebenenfalls für die selbsttätige Verdampferentwässerung (Leitung
46, Gefäß 47 und Leitung 48) dient, mit dem Speichergefäß verbunden. Nach Abschluß
der Kochperiode drücken die Verdampfergase, die durch Leitung i8 treten, nicht nur
die im Gefäß 41 enthaltene Lösung in den Leitungen 39 und 40 hoch, sondern sie drücken
auch die in Leitung 42 stehende Lösung in das Speichergefäß i i, so daß also die
Leitung 4z in der Kochperiode flüssigkeitsgefüllt, in der Absorptionsperiode aber
gasgefüllt ist. Die hierbei in das Speichergefäß gedrückte Flüssigkeitsmenge der
Leitung qz führt zu einer geringfügigen Spiegelsteigerung im Gefäß 21 und im Kocher,
deren Spiegel sich durch die Unterdruckwirkung in dem Gefäß 36 und in Leitung 16
zu heben streben. Mit anderen Worten: Die eigentliche Absorptionsstelle z za weist
zwei Verbindungswege zum Verdampfer auf, von denen der eine (11d, 42, 44 18) während
der Kühlperiode Verdampfergas zur Absorptionsstelle führt, während der andere Weg
(49, 21, 16, 36, 39, 41, 18) Mittel enthält, die im Ausführungsbeispiel - in der
Flüssigkeitssäule 39, 4o bestehen, die den Druckunterschied zwischen der Absorptionsstelle
und dem Verdampfer selbständig- aufrechterhalten. Wegen der offenen Gasverbindung
des Gefäßes 21 mit dem Kocher kann der letztgenannte Verbindungsweg auch als Verbindungsweg
zwischen Verdampfer und Kocher aufgefaßt werden.
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Vorübergehend kann auch noch in der Leitung i8 sowie im Kondensator
14 ein kurzdauernder Unterdruck entstehen, wenn die darin enthaltenen Dämpfe kondensieren.
Jedoch kann der Druck hier niemals tiefer fallen als der Kondensationsdruck des
Kältemittels bei der im oberen Teil des Verdampfers 13 herrschenden Temperatur.
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Ist der Druck im Gefäß 36 und in der Leitung 16 weit genug gesunken,
so tritt die Verdampfung irr. Verdampfer ein, und zwar werden diese Dämpfe das Flüssigkeitsschloß
des aus den L eitungen q.2 und i id gebildeten [-Rohres aufreißen und in die Leitung
i 1d treten, wo sie als Gasblasenpumpewirken und eine kräftige Zirkulation im Umlaufsystem
der Absorptionsperiode hervorrufen, in dem andere Flüssigkeitsmengen als in der
Kochperiode umlaufen, da im Ausführungsbeispiel der Kocherinhalt während der Absorptionsperiode
nicht am Umlauf der Lösung teilnimmt. Hierbei wird ein Teil der Förderdämpfe bereits
im Schenkel lld des [)-Rohres absorbiert. Diese Absorption sowie die weitere Absorption
der Verdampfergase in im eigentlichen Absorberelement lla enthaltener, von der auf
den Platten 38 thermisch getrennter Absorptionslösung bewirkt eine weitere Drucksenkung
im Apparat über die durch die Platten 38 eingeleitete Drucksenkung hinaus. Die in
den Leitungen 39 und 4o wegen des Unterdruckes im Gefäß 36 und in der Leitung 16
entstehende Drucksäule III' zwischen Verdampfer und Kocher nimmt dabei einen Wert
an, der größer ist als der Druckunterschied zwischen Verdampfer und Absorptionsstelle
und größer als die Drucksäule III, die den Unterschied zwischen dem während der
Kochperiode über der Kondensationstemperatur der Kocherdämpfe gehaltenen Flüssigkeitsspiegel
im Gefäß 21 und der Mündung der Leitung 42 in die Leitung iid darstellt. Mit anderen
Worten: Der Druck im Verdampfer ist in den Absorptionsperioden größer als der Druck
über 'dem Spiegel des Ausgleichsgefäßes 2i. Der Druckunterschied zwischen 11I' und
III stellt den Druck dar, mit dem die Verdampfergase in das Speichergefäß bzw. das
Absorberelement gedrückt werden und die Zirkulation der Absorptionslösung bewirken.
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Charakteristisch für den Apparat gemäß der Erfindung ist, wie aus
vorstehendem ersichtlich, daß die durch Veränderung der Wärmezufuhr zum Apparat
in ihm auftretenden inneren Zustandsänderungen eine Verschiebung von Flüssigkeitssäulen
(4-22,21, 39,
4o) bewirken, die während der Koch- und Absorptionsperioden
verschiedene Lagen haben und dabei dem die Absorptionslösung des Speichergefäßes
in beiden Perioden umwälzenden Gas verschiedene Wege vorschreiben.
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Was die Größenabmessungen der einzelnen Apparatteile angeht, sei erwähnt,
daß der Verdampfer bzw. Verdampfer plus Kondensatsammelbehälter beispielsweise i
kg: Ammoniak fassen kann. Dementsprechend wäre die Größenabmessung des Speichergefäßes
derart auszubilden, daß es zweckmäßig mindestens 3 kg arme Lösung enthält. Das Gefäß
21 ist so auszubilden, daß es die Spiegeldifferenz von i kg Ammoniak aufnehmen kann
und der Verdampfer selbsttätig entwässert, bevor das Gefäß 21 entleert ist. Der
Kocher ist zweckmäßig so auszubilden, daß er etwa 1/1o des Volumens des Speichergefäßes
enthält. Doch kann das Kochervolumen in bezug auf Speichergefäß und Temperaturwechsler
sogar noch kleiner sein, beispielsweise 1/9a und noch weniger des Speichergefäßvolumens
enthalten. je größer der Unterschied zwischen dem Volumen des Kochers und des Speichergefäßes
gemacht wird, um so schneller können die Austreibe-und Absorptionsperioden abwechseln,
da bei einem Apparat gemäß der Erfindung sowohl das Kochen unmittelbar mit dem Anstellen
Ger Heizung beginnt, als auch das Absorbieren unmittelbar nach dem Abstellen der
I-Ieizung beginnt, weil bereits große Mengen armer Lösung von Absorptionstemperatur
beim Abstellen der Beheizung absorptionsbereit zur Verfügung stehen. Die Perioden
können daher täglich mehrfach, z. B. alle halbe Stunde, wechseln, d. h. annähernd
gleich lang sein, oder es kann eine kurze Kochperiode von beispielsweise 15 Minuten
einer Absorptionsperiode von mehreren Stunden folgen, bis alles ausgetriebene Kältemittel
verdampft ist. Eine derartige beliebige Änderung der Länge der Kochperioden ermöglicht
eine einfache Regelung der Kälteleistung.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Es kann jede beliebig: Verdampferkonstruktion, jede beliebige Rektifikationsvorrichtung
sowie sonstigebei intermittierendenApparaten bekannte Verbesserungen der schematischen
Zeichnung Verwendung finden. Das Speichergefäß, das während der Absorptionsperioden
im Ausführungsbeispiel auch als Absorber dient und eiü in sich geschlossenes Flüssigkeitszirkulationssystem
bildet, kann auch bei kontinuierlich arbeitenden Apparaten Verwendung finden.