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Bei Absorptionskältemaschinen, die mit festen Absorptionsstoffen arbeiten, muss dafür gesorgt werden, dass das feste Absorptionsmaterial ganz gleichmässig über alle zu seiner Aufnahme bestimmten Räume des Kocherabsorbers verteilt ist und dass die Wärme allen Teilen des Absorptionsmaterials gut zugeführt und auch leicht von ihnen wieder abgeführt werden kann. Die gleichmässige Verteilung des Absorptionsmaterials ist von sehr grosser Bedeutung, denn jede Ungleichmässigkeit verschlechtert bedeutend den Wirkungsgrad der Maschine. Um eine gute Wärmeleitung zu erzielen, baut man vielfach in den Kocherabsorber wärmeleitende Elemente, z. B. Teller oder Platten aus Metall, ein, zwischen denen das Absorptionsmittel eingeschichtet wird.
Mit den bisher bekannten Verfahren dieser Art lässt sich bei Verwendung von solchen Absorptionsstoffen, die bei der Kältemittelaufnahme aufquellen, die erforderliche Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit des festen Absorptionsstoffes und damit die gewünschte gleichmässige Verteilung des Absorptionsstoffes nicht erzielen.
Die Erfindung hat einen Kocherabsorber für mit festen quellfähigen Absorptionsstoffen arbeitende Kältemaschinen und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kocherabsorbers zum Gegenstande, wodurch die eingangs geschilderte Aufgabe in vollkommener Weise gelöst wird. Gemäss der Erfindung ist das zur Aufnahme des Füllmaterials bestimmte Kochervolumen kleiner als das Volumen, welches das Füllmaterial nach Aufnahme der für den Betrieb bestimmten Arbeitsmittelmenge bei freier Ausdehnung annehmen würde.
Das wird praktisch beispielsweise derart durchgeführt, dass der Kocherabsorber eine solche Menge Absorptionsstoff enthält, dass dieser nach der ersten betriebsmässigen Anreicherung mit dem Arbeitsmittel den zu seiner Verfügung stehenden Raum des Kocherabsorbers ganz ausfüllt und dabei einen Druck auf die Wandungen des Kocherabsorbers ausübt, der genügend gross ist, um den Absorptionsstoff zusammenzupressen und dadurch die Wärmeleitung zu steigern, der aber nicht verhindert, dass das Absorptionsmittelgas im Betrieb durch den Absorptionsstoff hindurchtreten kann.
Auf diese Weise wird also die Quellfähigkeit des Absorptionsstoffes dazu benutzt, den gesamten Kocherinnenraum auszufüllen und durch die infolge der Quellung eintretende Druckerhöhung eine Verbesserung der an sich schlechten Wärmeleitfähigkeit des Absorptionsstoffes zu erzielen und eine feste Lagerung des Absorptionsstoffes im Kocherabsorber zu erreichen.
Gemäss der weiteren Erfindung wird man die Menge des im Kocherabsorber enthaltenen Absorptionsstoffes fernerhin so gross bemessen, dass nach der betriebsmässigen Austreibung des Arbeitsmittels das Volumen des Absorptionsstoffes so gross ist, dass es den gesamten dem Absorptionsstoff zur Verfügung stehenden Raum des Kocherabsorbers ganz ausfüllt. Durch diese Massnahmen ist mit Sicherheit während des Betriebes ein Wandern des Absorptionsstoffes infolge der abwechselnden Quellung und Zusammenziehung verhindert. Eine Sicherheit des Apparates in dieser Beziehung ist von grosser Bedeutung, da ein Wandern des Absorptionsstoffes im Laufe des Betriebes Ungleichmässigkeiten der Füllung zur Folge haben kann, die unter Umständen zu schweren Betriebsstörungen führen.
Bei der Herstellung des Kocherabsorbers wird man gemäss der weiteren Erfindung vorzugsweise folgendermassen verfahren : Zunächst wird vor der Füllung des Kocherabsorbergefässes das Füllmaterial auf ein solches Volumen gebracht, dass die Räume des Kocherabsorbers, welche den festen Absorptionsstoff nach der betriebsmässigen Anreicherung mit dem Arbeitsmittel aufnehmen, mit diesem Füllmaterial
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ganz vollgefüllt werden können, ohne dass bei der betriebsmässigen Anreicherung der Druck auf die Wandungen unzulässig hoch wird. Dann wird das Kocherabsorbergefäss mit diesem Füllmaterial vollgefüllt und schliesslich erfolgt die betriebsmässige Anreicherung mit dem Arbeitsmittel.
Das zur Aufnahme der Füllmasse bestimmte Kocherabsorbergefäss wird gegebenenfalls durch Einbau wärmeleitender Elemente zunächst fertiggestellt und bis auf eine oder mehrere Füllöffnungen geschlossen. Darauf wird das Gefäss einer Druckprobe unterworfen und dann erst das feste Füllmaterial durch eine Fi. illöffnung eingebracht. Dieses Verfahren hat vor allem den Vorteil, dass die bei der Druckprobe etwa festgestellten Undichtigkeiten des Gefässes vor der Beschickung mit dem Absorptionsmaterial ohne Schwierigkeit durch Nachschweissen beseitigt werden können.
Bei den bekannten Verfahren dagegen ist das Kocrprabsorbergefäss, sobald es bis zur Druckprobe fertiggestellt ist, auch bereits mit dem Absorp-
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Füllung, und bei geeigneter Durchführung des Verfahrens, von der in der folgenden Beschreibung noch die Rede ist, wird eine gleichmässige innige Berührung zwischen dem Absorptionsmittel und den wärmeleitenden Wänden gewährleistet.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele von Kocherabsorbern, die sich zur Durchführung der Erfindung eignen. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt und Fig. 2 einen Querschnitt eines solchen Kocherabsorbers. In den Fig. 3 und 4 ist eine andere Ausführungsform eines Kocherabsorbers im Längs-und
Querschnitt dargestellt.
Der in den Fig. l und 2 gezeigte Kocherabsorber besteht aus zwei in der Mitte zusammengeschweissten Teilen 1 und 2. Die Schweissnaht ist durch eine punktierte Linie angedeutet. Im Inneren ist ein Rippenrohr 3 zentral angeordnet, auf das gelochte Rippen 4 aufgepresst sind. Auf diese Weise entstehen zwischen den Rippen 4 zellenförmige Räume, die durch die Lochungen der Rippen derart miteinander verbunden sind, dass durchlaufende Kanäle 5 und 6 entstehen. Durch die Kanäle 5 werden Rohre 9 hindurchgesteekt, die zahlreiche enge Durchtrittsöffnungen für das Gas besitzen.
Diese Rohre sind mit porösem Material, wie Eisen-oder Glaswolle, gefüllt, so dass die Gase leichten Durchgang haben, das in dem Kocherabsorber befindliche Salz aber bei der Austreibung der Gase nicht mitgerissen werden kann.
Die Herstellung dieses Kocherabsorbers geht folgendermassen vor sich : Die beiden gezogenen Teile 1 und 2, die die Aussenwand bilden, werden erwärmt, und in sie wird das in kaltem Zustande befindliche Rohr 3, das bereits mit den Rippen versehen ist, eingesetzt. Der so gebildete Behälter wird durch Schweissung oder auf andere Weise zu einem gasdichten Behälter zusammengefügt. Beim Erkalten ziehen sich die Behälterwände zusammen, so dass sie sich fest an die Rippen 4 pressen, die etwas grösser sind als der kalte Behälterdurchmesser. Jetzt wird in die Kanäle 5 von aussen Eisenwolle oder ein Drahtnetz eingebracht, während durch die andern Kanäle 6 mit Hilfe des Füllstutzen 7 der ganze Behälter mit Kalzium- oder Lithium-Ammoniak ausgefüllt wird.
Durch die Erwärmung des Kocherabsorbers bei der Austreibungsperiode wird das Absorptionsmittel in Ammoniak und Salz zersetzt. Die ausgetriebenen Dämpfe gehen durch Kanäle 5 zu dem Anschlussstutzen S, von dem sie weiter zum Kondensator geleitet werden.
In den Fig. 3 und 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel eines Kocherabsorbers dargestellt. Das
Gefäss ist aus einem Rohr 11 hergestellt. Ein Blechstreifen 12, dessen Breite etwa gleich der Länge des Rohres 11 ist, ist wellenförmig gebogen und in das Rohr 11 gesteckt. In den frei bleibenden Raum in der Mitte wird dann ein weiteres Rohr 13 hineingezwängt, das so gross ist, dass es die äusseren Teile des Bleches 12 mit starkem Druck gegen die Innenwände des Rohres 11 presst. Auf diese Weise wird ein guter Wärme- übergang zwischen den Blech 12 und dem Rohr 13 einerseits und dem Rohr 11 anderseits erzielt. Der von dem Blech 12 ausgefüllte Raum kann unten durch eine Blechscheibe 14 abgeschlossen sein.
Diese Blechscheibe sowohl wie das wellenförmige Blech 12 sind mit Öffnungen 15 versehen, durch die das gasförmige Absorptionsmittel hindurchströmen kann. Die Öffnungen können mit Vorteil auch in der Weise hergestellt werden, dass die Blechstücke nicht herausgeschnitten, sondern nur eingeschnitten und so herausgebogen werden, dass sie als Zungen in die mit Absorptionsstoff zu füllenden Räume hineinragen und dadurch zur Wärmeleitung beitragen. Das Rohr 11 ist durch die Böden 16 und 17 abgeschlossen, die mit den beiden Enden des Rohres 13 verschweisst sind. Der Boden 17 hat einen Anschlussstutzen 18 und eine Einfüllöffnung 19. Der Raum unterhalb des Abschlussbleches Mist mit Eisenwolle ausgefüllt.
Ebenso ist von den Zellen, in die der Raum zwischen den Rohren 11 und 13 durch das wellenförmige Blech eingeteilt wird, jede zweite Zelle mit Eisenwolle ausgefüllt, wie Fig. 4 zeigt. Sobald das Gefäss so weit fertiggestellt ist, wird es der Druckprobe unterworfen und, wenn nötig, nachträglich abgedichtet. Hierauf kann es mit Absorptionsmittel gefüllt werden.
Als Absorptionsmittel kann z. B. Kalziumehlorid oder Lithiumehlorid oder auch ein anderer absorbierend oder chemsich wirkender Stoff verwendet werden. Das Absorptionsmittel wird zunächst geschmolzen. Nachdem es erstarrt ist, wird es in Stücke geschlagen und dann, möglichst unter Luftund Feuchtigkeitsabschluss, zu einem mehr oder weniger feinen oder körnigen Pulver gemahlen. Hierauf
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halb des Gefässes aus, dagegen nicht diejenigen, die bereits mit Eisenwolle angefüllt sind. Die gleich- mässige Verteilung des pulverförmigen Absorptionsmittels wird noch gefördert, wenn man das Gefäss während des Einfüllens stösst oder rüttelt, wenn nötig unter dauernder Drehung.
Sobald die vorgesehene
Menge des Absorptionsmittels eingebracht ist, wird der Raum oberhalb des wellenförmigen Rohres 12 noch mit Eisenwolle verstopft. Nunmehr lässt man unter ausreichendem Druck so viel Ammoniak absor- bieren, dass die gewünschte Sättigung erreicht wird. Dabei vergrössert sich das Volumen des Absorptions- materials noch weiter. Durch diese Volumenvergrösserung entsteht eine nicht unerhebliche Pressung zwischen dem Absorptionsstoff und den wärmeleitenden Wänden des Gefässes, und diese Pressung gewährleistet einen guten Wärmeübergang.
Es empfiehlt sich, vor der Inbetriebnahme oder vor der Nachanreieherung das Kältemittel aus dem Kocherabsorber durch länger andauernde Erhitzung oder Druckerniedrigung oder beides zugleich noch einmal so weitgehend auszutreiben, dass auch alle Luft-und Feuehtigkeitsreste, die bei der Einfüllung meist nicht ganz ferngehalten werden können, nachträglich entfernt werden. Nach mehrmaligem Absorbieren und Austreiben des Kältemittels vor oder während des Betriebes verwandelt sich das anfänglich lose Pulver in eine feste, feinporöse Masse, die gasdurchlässig bleibt und dauernd so fest an den Wänden anliegt, dass ein guter Wärmeübergang gesichert ist.
Das Rohr 13 ist zur Aufnahme eines Heizkörpers oder zur Durchleitung heisser Gase bestimmt. Die Wärme verteilt sich über das wellenförmig gebogene Blech 12, von wo sie leicht zu allen Teilen des Absorptionsmittels gelangen kann. Das ausgetriebene Gas kann durch die Öffnungen M in die mit Eisenwolle gefüllten Zellen austreten und wird durch den Anschlussstutzen 18 zum Kondensator geleitet. Der
Koeherabsorber kann nach Bedarf natürlich auch mehrere Einfüllöffnungen oder Anschlussstutzen besitzen.
Das Absorptionsmittel und die Eisenwolle können auch ihre Plätze innerhalb der Zellen tauschen. Die Anreicherung des Absorptionsmittels mit dem Kältemittel vor der Füllung wird so bemessen, dass die nach dem Einbringen vor sich gehende Sättigung das Volumen gerade so viel vergrössert, wie notwendig ist, um die gewünschte Pressung des Absorptionsmittels gegen die Wände zu erzielen. Es soll aber vermieden werden, dass durch eine zu grosse Volumenvergrösserung die wärmeleitenden Wände etwa weitgehend deformiert werden.
Es empfiehlt sich, diejenige Menge des gemahlenen, noch gänzlich ungesättigten Absorptionsmittels, die gerade zur Füllung eines Kocherabsorbers erforderlich ist, abzuwägen und die abgewogenen Mengen in einzelnen offenen Behältern in einen Druckraum zu bringen, wo sie mit dem Kältemittel angereichert werden. Dann wird der Inhalt je eines Behälters zur Füllung eines Koeherabsorbers verwendet.
Man ist dann sicher, dass der Kocherabsorber die gewünschte Gewichtsmenge an Absorptionsmittel enthält, auch wenn der Sättigungsgrad und damit das Volumen beim Einfüllen nicht ganz genau die vor- schriftsmässigen. waren.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kocherabsorber für mit festen quellfähigen Absorptionsstoffen arbeitende Absorptionskältemaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Aufnahme des Füllmaterials bestimmte Kochervolumen kleiner ist als das Volumen, welches das Füllmaterial nach Aufnahme der für den Betrieb bestimmten Arbeitsmittelmenge bei freier Ausdehnung annehmen würde.