Absorptionskühlanlage. Die vorliegende Erfindung betrifft eine .Absorptionskühlanlage mit. intermittieren- clem Betrieb, bestehend aus einem Absorp- linnsbehälter, der eine Kältemittellösung ent- li-ilt, einem Kondensator und einem Ver dampfer.
Diese Anlage ist gekennzeichnet durch Elektroden, welche in einem Behälter, wel cher eine stromleitende Flüssigkeit enthält, deren Niveau sich selbsttätig während des Betriebes - der Anlage ändert, angeordnet sind. wobei der Stromdurchgang zwischen den Elektroden in Abhängigkeit von der Ni veauhöhe der Flüssigkeit sich ändert und da durch die Steuerung d^s Betriebes der An lage bewirkt. Der Behälter, in dem die Elek troden angeordnet sind, kann der Absorp tionsbehälter selbst und die Flüssigkeit ver änderlichen Niveaus die Kältemittellösung sein. Eine Ausführungsform des Erfindungs gegenstandes ist als B ispiel in der beiliegen den Zeichnung schematisch dargestellt.
In der Zeichnung ist 1 ein Destillations- und Absorptionsbehälter, der beispielsweise mittelst eines elektrischen Heizelementes 2 erhitzt werden kann, und der teilweise mit einer zweckdienlichen Lösung, z. B. Ammo- niaklösung, gefüllt ist.
Bei Erhitzung des Behälters wird das Kältegas, z. B. Ammoniak, ausgetrieben und darauf in- einen Kondensator 3 kondensiert, von welchem aus es als Flüssigkeit im Ver dampfer 4 rinnt.
Wenn die gewünschte Menge Ammoniak in dieser Weise als Flüssigkeit in dem Ver dampfer überführt ist, wird die Erhitzung des Behälters, wie später beschrieben, auto matisch unterbrochen, der Behälter wird hierauf ebenfalls automatisch mittelst Kühl wasser von dem Kondensator gekühlt, wobei das von dem Behälter in den Verdampfer überführte verflüssigte Kältemittel durch den reduzierten Druck nach und nach ver dampft und zu der Absorptionsflüssigkeit in dem Behälter 1 durch das den Konden sator 3 mit dem Verdampfer 4 verbindende Rohr zurückkehrt, wo es absorbiert wird, und der Vorgang wiederholt sich.
Die Elektroden 7, 8, 9 sind bei 5 einge führt und mit einem Relais verbunden, wel- ehes die automatische Lrmschaltung des Pro zesses kontrolliert. Das genannte Relais umfasst einen Elektromagneten 6, zwei fe dernde Bügel 15 und 17, deren untere Enden sich etwas unter die untern Enden des Mag netes 6 erstrecken, und einen Anker 16, der mit s=inem einen Ende in einem Zapfen 18 aufgehängt ist und mit. seinem andern Ende gegen einen Anschlag 19 anliegt.
Wie bei 5 in der Zeichnung gezeigt, sind drei Elektro den 7, 8, 9 in den Behälter 1 eingeführt, von denen die Elektrode 7 etwas unter die oberste Flüssigkeitshöhe in dem Behälter reicht, während die zwei andern Elektroden 8 und 9 etwas unter die unterste Flüssigkeitshöhe. in dem Behälter reichen. Die Elektroden be stehen beispielsweise aus in eine Glashülse 10 eingegossenen Platindrähten.
Die Elektroden sind von einer Glasröhre 11 umgeben, welche eine Öffnung oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche und einen engern Fortsatz an ihrem untern Ende bis zu einem nah, an dem Boden des Behälters befind lichen Punkt hat.
Mittelst dieser Vorrieh- tung- wird eine ruhige Flüssigkeitsoberfliiehc um die Elektroden herum erreicht, und man erhält einen grossen äussern jViderstand. Ein elektrischer Stroanzweig führt vom Schulter 1? ausgehend durch die Wicklungen 14 und durch das Heizelement \? zu dem federnden Biigel 15, von welchem aus e r - wenn der Anker in seiner obern Stellung;
ist -- durch den genannten Anker, durch den andern fe dernden Bügel 17 zurück zum Schalter 1 9 führt. Wenn der Anker in :einer untern Stellung ist, wie in der Zeichnung gezeigt, ist dieser Stromkreis unterbrochen. Von 1? eht ferner eine Leitung zu den Wicklun2#en cl#,s Elektromagnetes 6 und von dort zur Elektrode B. Von der Elektrode 7 o,,eht der Strom direkt zu 12 zuriicl#:, und von der ElPhtrode 9 zu dem Bügel 15.
Wenn die Flüssigkeitsoberfl < iclw in dem Behälter 1 die Elektrode 7 erreield, wird immer ein Strom von so grosser Stärke durch die Elektroden 8 und 7 gehen, dass der Elek- tromac,ia(-@t 6 seinen Anker anziehen kann, wodureli der Strom durch Relais 14, Heiz- element ? und zwischen den Elektroden 8 und 9 eingeschaltet wird. Von da an wird der Behälter erhitzt, und deichzeitig wird die Zufuhr von Kühlwasser von dem Kon densator durch Röhre ?4 unterbrochen, weil.
die Rubel 13 von der Wicklung 14 angezo gen wird, und somit deal Abfluss von dem Kondensator verstopft.
renn die Flüssiglzeitsolaerfläche in dem Behälter 1. bei cler darauf erfolgenden Ver- dampfung unter die Elektrode 7 sinkt, wird der Anker 16 mittelst des Stromes zwischen den Elektroden 8 und 9 noch in seiner obern Stellung gehalten. Nur wenn die Flüssig- l#:eitsoberfläehc die Höhe H, erreicht hat.
was dem gei@7ünsclaten, niedrigsten Koiazeaa- trationsgrad entspricht, ist der von 8 nach 9 gehende Strom derart reduziert. dass der Elektroinamnet 6 nicht mehr genügend Kraft. besitzt, um den Anker 1(; in seiner obern Stellung; zu halten.
In diesem Augenblick wird der Aaaher IC) lo@;Ielassen und sowohl das Heizelement, als auch die 'Wicklung 14 ausgeschaltet. Die Zufuhr von Kühlwasser zum Behälter b.-ginnt von neuem, und Ab sorption des verdampften Kältemittels findet statt.
Wenn die Flüssigkeitsoberfläche im Behälter 1 dank der Absorption des im Ver dampfer verdampften Kältemittels die Ober fläche 1I, erreicht hat. wird der Anker wie der angezogen, und der beschriebene Prozess wird wiederholt.
In der Zeichnung ist mit gestrichelten Li nien ein ,anderes Elektrodensystem gezeigt. welches nur zwei Elektroden 36 und 37 um fasst, welche beide ungefähr bis zur niedri,ir- sten @lüssig,k@itshöhe H, hinuntergeführt sind und von denen Elektrode 36 in Serie an die Wicklung 6 angeschlossen ist,
wä@a- rend Elektrode 37 mit dem Sehalter 1 \? di- relit verbunden ist.
Vorausgesetzt. dass die Flüssigkeitsober fläche ihre niedri@stc Höhe H.= erreicht hat. wird der Strom durch den Elektromagnet und die Elektroden so schwach sein, class der Anker 16 losgelassen 1@-ircl, und der Strom zaa der Heizvorrichtung und zur Wicklung 14 unterbrochen wird.
Die Elektroden werden auf der Höhe H, plötzlich viel breiter, so dass der Strom zwischen den Elektroden erst dann so stark wird, dass der Elektromagnet 6 sei nen Anker 16 anziehen kann, wenn die Flüs sigkeitsoberfläche die Höhe Hl erreicht hat, in welchem Augenblick die breiteren Teile der Elektroden untertauchen, was ein plötz liches Steigen der Stromintensität bewirkt. Wenn die Flüssigkeitsoberfläche des Behäl ters unter die breiteren Flächenteile der Elektroden sinkt:, wird die Stromintensität vermindert. aber wird noch gross genug sein, um den Anker 16 an Platz zu halten, bis die Niveauhöhe H= erreicht ist, worauf der Pro zess wiederholt wird.
Es ist klar, dass der Behälter auch in an- rlerer Weise erhitzt werden kann, in wel chem Fall das elektrische Heizelement durch ein Relais ersetzt wird, welches dazu dient, (las Heizelement in irgend einer bekannten Weise in oder ausser Wirksamkeit zu bringen.
Die Anzahl. Form und Placierung der Elektroden in der Kühlanlage sowohl, als auch die Konstruktion des Relais kann auf verschiedene Weise modifiziert werden. Der Stromdurchgang von einer Elektrode zur an- (lern kann durch eine mit der Lösung kom munizierenden Flüssigkeit vermittelt werden, z. B. durch Quecksilber. Wenn gewünscht. kann die Lösung eine Substanz enthalten, rlie nicht an dem Kühlprozess teilnimmt, son rIern zum Erhöhen und Stabilisieren der elek trischen Leitfähigkeit der Flüssigkeit dient. z. B. Chlorcalcium, wenn die Lösung eine Ammoniaklösung ist.
Die Elektroden könnten auch in der Kühlflüssigkeit im Behälter 21 angeordnet werden, deren Niveauhöhe auch gemäss dem Konzentrationsgrad in dem Behälter 1 va riiert. Die Elektroden könnten aber auch in einer FlüssiLykeit angeordnet werden, z. B.
Quecksilber, welche Flüssigkeit mit der Kühlflüssigkeit kommuniziert, wobei die Elelz:troden und der Elgl-ztromagnet derart zu konstruieren sind, dass sie den Heizstrom ,ausschalten, wenn die Kühlflüssigkeit ihre höchste Höhe erreicht hat, was der Fall ist, wenn die Lösung den niedrigsten Konzentra tionsgrad erreicht hat.
In Verbindung mit der Röhre, die dazu dient, das Gas von und zu dem kombinier ten Destillations- und Absorptionsbehälter 1 zu leiten, kann ein Injektor oder eine andere Vorrichtung benutzt werden, deren unterer Ablauf unter der Flüssigkeitsoberfläche ge legen ist, und welcher mit einer oder meh reren kleineren Seitenöffnungen über der Flüssigkeitsoberfläche versehen ist. In der Zeichnung ist ein Injektor 20 gezeigt. Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Der Hauptteil des Kältegases, z. B.
Am moniak, wird aus dem Behälter 1 unter einem Druck ausgetrieben, welcher bedeu- dent grösser als derjenige Druck ist, unter welchem es in den Behälter zurückkehrt, um absorbiert zu werden, und demzufolge ist,die Dichte des Kühlgases bedeutend kleiner, wenn es in den Behälter 1 zurückkehrt, als wenn es aus demselben ausgetrieben wird.
Ferner ist es möglich, wenn notwendig, die Anlage in solcher Weise zu konstruieren, dass die Dauer der Verdampfungsperiode kür zer als die der Destillationsperiode ist, und in diesem Falle wird das Kältegas während der Verdampfungsperiode in den Behälter 1 mit einer bedeutend grösseren Geschwindig keit zurückkehren, als diejenige ist, mit der es den Behälter während der Destillations- periode verlässt.
Beim Verlassen des Behäl ters 1 geht das Kühlgas durch die Seiten öffnungen der Vorrichtung 20, welche Öff nungen sich immer über der Flüssigkeits oberfläche befinden, wogegen das Gas wäh rend der Absorption ganz oder grösstenteils durch die untere Öffnung passieren wird, welche immer unter der Flüssigkeitsober fläche liegt.
Bei kleineren Kühlanlamen mit geringerer Variationen der Flüssigkeitshöhe kann die Einströmungsgeschwindigkeit .des in den Behälter zurückkehrenden Gases so gross sein, dass es durch die untere Öffnung dringt, wobei es durch das Mundstück des Iniektors das Ammoniakmas, welches beim Passieren durch die Flüssigkeit nicht absorbiert wor- den ist, mit sich saugt. An Stelle des In- 22 20 kann beispielsweis? die in gestri chelten Linien angedeutete Vorrichtung be nutzt erden.
Diese Vorrichtung umfasst eine untere Zuflussröhre 35 und eine obere Abzugsröhre 34, welch letztere mit einem Rubelventil 33 versehen ist. Das Gas wird dann in den Behälter durch Offnung 35 und ;ins dem Behälter heraus durch Offnung 31 passieren müssen.
Der Behälter 21 des Kondensators 3 ist mit zwei übereinander angeordneten AUS flussöffnunben 22 und 23 versehen, welche beide ihren Ausfluss durch Kühlrohr 24 des Behälters 1 haben. Die obere Offnun- 23 kommuniziert direkt mit der Kühlröhre 2-1, wogegen die untere Offnun, 22 mit der Röhre 24 durch das Ventil 14 kommuniziert.
Bei normalem Wirken wird nur die Ausfluss- öffnung 22 benutzt, und das Ventil 1.1 er laubt dem Wasser, während der Absorp tionsperiode von 22 nach 24 zu passieren, und verhindert -die Verbindung während der Destillationsperiode. Da. der Kondensator kontinuierlich mit Kühlwasser versehen wird, wird die @Vasserobe < f]diche darin während der Destillationsperiode steigen.
Bei nor- inalem B-trieb wird die Destillationsperiole -eschlossen und Ventil 14 -eöffn(,t, bevor <B>i</B> -ibn el der Wasserstand in dem Kondensator 21 die <I>il</I> )ffnun- 23 erreicht hat, z. B. beim Wasser- stand H.
Wenn jedoch die Heizvorrichtung eles Behälters 1. nicht rechtzeitig ausgeschal- tet ist, wird der Wasserstand in dem Kon- (lensator 21 weiter steigen, bis er die :lus- flussöffnung 23 erreicht hat, worauf Kühl- wasser direkt durch die Röhre 21: abfliesst und dadurch den Druck in dem Behälter 1 reduziert und die Absorption einleitet.
Die Wirkun_:r des Kühlwassers in der Röhre 2'1 ,leicht in diesem Falle die Wirkung des Heizelementes 2 aus, bis der Fehler vor Hand berichtigt ist.
Wie in den gestrichelten Linien gezeigt, ist in diesem Falle möglich, um den Sironi des Heizelementes 2 zu unterbrechen, einen sich um einen Zapfen drehenden Hebel 26 zu benutzen, der an einem Ende ein Gewicht 28 trä,t -#vel < -lics normal gegen einen Kon takt 29 anliegt, und an seinem andern Ende eine Schnur 30 trägt, -elche eine Kugel oder der@,leichen 31 trägt, die, wie gezeigt,
teilweise den Querschnitt der Abflussröhre 23 ausfüllt. Wenn Wasser durch die Röhre 23 fliesst, wird die Kugel 31 nach unten ge drückt, und Kontakt 29, der in Serie in einem der stromführenden Drähte des Schalters 12 angebracht ist, wird unterbrochen, so dass der Anker 16 automatisch losgelassen wird. Die Unterbrechung bei 29 hört auf, sobald der Wasserstand im Kondensator 21 wieder unter die Öffnung 23 gesunken ist.
Der Verdampfer -1 besteht, wie gezeigt, aus einer vertikalen, an beiden Enclen geschlos senen Röhre und enthält einen massiven Zy linder 25, der so 1ross ist. dass er einen klei nen Zwischenraum zwischen seiner äussern Fläche und der innern Oberfläche der Röhre bestehen liisst. Der Verdampfer ist in eine Calzwa"serlösun.- oder der4leiehen bis zur obern Oberfläche cl-s Zvlinders 25 einge taucht.
Der Calzwasserbehälter kann mit Wänden 32 versehen sein, die dazu dienen, die Zirkulation des Salztvassers zu verstär ken. Der obere Teil des Verdampfers 4, der nicht in die Salzlöcunb eintaucht. sollte nicht. wärmeleitend sein.
Selbstverständlich harn die Konstruktion des Verdampfer. auf ein- jede für clie An lage zweckdienliche Weise modifiziert wer den.
Zum Beispiel können dem Verdanipfer- behälter in verschiedener Höhe verschiedene Querschnitte gegeben werden, oder kann er aus zwei in Verbinden- stehenden Behältern besteben,
-en deren cler untere mit einer be- liebi-en ztve#kflienli@lien Piisciakeit gefüllt ist irnd @ls Verdamnf@r dient, RTähre,id der obere isoliert- ist- lind als ',#ammel'hehältpr für .flie ;
n r1,.,, l,in- und zurückgehende Rühlflüssi@l@e@t dient.