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Periodisch wirkende Absorptions-Kältemaschine Die Erfindung bezieht
sich auf die an sich. bekannten periodisch arbeitenden Absorptions-Gefrierapparate,
bei, welchen die Funktionsumschaltung durch ein Schwenken des Apparates infolge
Gewichtsverschiebung des wandernden Gefriermittels automatisch bewirkt wird. Zur
Herbeführung der Gewichtsverschiebung wird eine Heberwirkung benutzt, indem das
sich sammelnde Gefriermittel im geeigneten Augenblick durch den Heber von einer
Kammer in eine andere Kammer übergeführt wird, wo es durch sein Gewicht die Schwenkwirkung
ausübt. Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß die Heberwirkung durch entsprechende
Anordnung der Kammern im Absorbierkessel auch beim Beginn der Verdampfung und Neuabsorbierung
zur Geltung gebracht wird, wodurch die besondere Wirkung erreicht wird, daß die
Mündungen, durch welche die Dampfblasen des Gefriermittels im. den Absorbierkessel
eintreten, gänzlich von der absorbierenden Flüssigkeit überdeckt werden und so die
absorbierende Flüssigkeit in intensive Wechselwirkung mit der ganzen Absorbierflüssigkeit
tritt. Außerdem dienen die Heber sowohl bei her Beendigung der Absorbierungsphase
als auch bei der Beendigung der Kondensierungsphase zur Herbeiführung des Verschwenkungsüb@ergewichts.
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Verschiedene Ausführungsformen des Apparates nach der Erfindung sind
auf der Zeichnung schematisch dargestellt: Abb. i zeigt eine -Seitenansicht, teilweise
im Schnitt. im Zustande der Heizung und Kondensierung.
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Abb. a zeigt eine Oberansicht hierzu. Abb.3 zeigt eine Seitenansicht
des Apparates im Zustande der Verdampfung und Wiederabsorbierung.
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Abb. 4. und 5 zeigen andere Ausführungsformen in verschiedenen Stellungen.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i bis 3 ist in dem Absorbierkessel
a eine elektrische Heizvorrichtung b untergebracht. Der Dampf des Gefriermittels
wird aus der Absorbierflüssigkeit des Kessels a durch ein perforiertes Rohr c in
ein Rohr d geleitet, welches als Dampffänger wirkt und mit einer Tasche dl versehen
ist, deren Zweck weiter unten erläutert ist.
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Durch eine seitliche Abzweigung d° tritt der Gefrierdampf in einen
Kondensator e über. Zu dem Kühlrohr dieses Kondensators fließt das Kühlwasser durch
ein Rohr f, während es durch das Rohr g abfließt. Der Kondensator e ist mit dem
Verdampfer h durch ein Rohr i verbunden.
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Der Absorbierkessel a und Kondensator e und der Verdampfer
k sind gemeinsam um eine Achse schwenkbar angeordnet. Diese Schwenkachse bildet
die Achse eines Teiles des Rohres i. Der Absorbierkessel a mit dem
Kondensator e liegt auf der einen Seite und der Verdampfer k auf der anderen Seite
der Achse. Infolge dieser Anordnung kann der
Absorbierkessel a außerhalb
eines Küh'_schrankes j (Abb. 2) liegen, während der Verdampfer !t im Bereiche des
Schrankes j liegt. Das Rohr i erstreckt sich durch die Wand des Schrankes j hindurch
und bildet die Drehachse, um welche der Apparat schwenken kann, ohne daß die Wand
des Schrankes j eine nicht geschlossene Öffnung zu haben braucht.
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Der Verdampferh ist durch eine Zwischenwand hl geteilt, die von einem
Heber h2 überbrückt ist. Das für Kondensator e verflüssigte und von dort eintreffende
Gefriermittel steigt also erst langsam in der Abteilung h3 des Verdampfers h, die
der Schwenkachse x-x zu-
nächst liegt, an, bis es den Heber 712 überflutet,
worauf die Flüssigkeit auf einmal durch den Heber h2 in die weiter entfernt liegende
Abteilung h4 des Verdampfers k überströmt. Es ist so eingerichtet, daß in diesem
Augenblick annähernd das ganze Gefriermittel aus dem Absorbierkessel a herausgetrieben
ist.
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Das in die Abteilung h¢ überfließende Gefriermittel bringt den Apparat
aus den Gleichgewicht und veranlaßt die Schwenkung desselben in die Lage der Abb.3,
in welcher er durch Auftreffen des Verdampfers h auf den Anschlag k2 festgehalten
wird. Die Anfangslage war durch einen Anschlag k1 gesichert, gegen den der Absorbierkessela
anlag.
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Beim Schwenken des Apparates wird die Zuleitung des elektrischen Stromes
zur Heizvorrichtung b unterbrochen, indem sich ein Kontakt auf einer Schaltscheibe
bi der Drehachse von einer mit einer der Leitungen b3 der Heizvorrichtung b verbundenen
Bürste entfernt. Gleichzeitig wird Kühlwasser zu der Kühlwindung L im Absorbierkessel
a geleitet, wodurch der Druck in diesem Kessel herabgesetzt und infolgedessen
Verdampfung des Gefriermittels im Verdampfer h hervorgerufen wird. Das Kühlmittel
wird aus dem Verdampfer herausgesogen und in der Absorbierflüssigkeit des Kessels
a neu absorbiert.
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Das Kühlwasser wird der Kühlschlange l durch ein Rohr m zugeführt,
welches in der augenblicklichen Lage des Apparates vermittels eines Dreiweghahns
tt (Abb.2) an das Auslaßrohr g des Kondensators e angeschossen ist, während dieses
Auslaßrohr bis dahin an ein Ablaßrohr o angeschlossen war. Das Kühlwasser verläßt
die Kühlschlange l durch einen Auslaß h.
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Das Rohr/, durch welches das Kühlwasser dem Kondensator e zugeführt
wird, ist koaxial zur Drehachse x-x an den Apparat herangeführt, und auch der Dreiweghahn
7t ist koaxial angeordnet.
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Der Absorbierkessel a ist in zwei Abteilungen as, a4 geteilt, die
durch eine von einem Heber a2 überbrückte Wand getrennt sind, ähnlich der Anordnung
im Verdampferh. Der Heber a2 im Absorbierkessel a wirkt aber sowohl beim
Beginn als auch bei der Beendigung' der Verdampfungs- und Neuabsorbierungsphase
des Apparates. Der Heber a2 ist in die Absorbierflüssigkeit des Kessels a eingetaucht,
wenn dieser sich in der in Abb. i dargestellten Lage befindet. Infolgedessen leitet
beim Übergang des Absorbierkessels in die in Abb. 3 dargestellte Lage der bereits
überflutete Heber a2 die Absorbierflüssigkeit aus der Abteilung a¢ in die Abteilung
a3, so daß die ganze Absorbierilüssigkeit den aus dem eingetauchten Rohr c aufsteigenden
Dampfblasen des Gefriermittels ausgesetzt ist. Der Heber a2 bleibt dann wirkungslos,
bis er aufs neue durch die Vergrößerung des Flüssigkeitsinhaltes im Raume a3 überflutet
wird infolge der Neuabsorbierung des Gefrierdampfes. Da die Abteilung a3 mit dem
perforierten Rohr c, durch welches das verdampfte Gefriermittel in den Kessel a
zurückkehrt und aus dem es durch die Absorbierflüssigkeit hindurchsprudelt, nahe
an der Drehachse x-x liegt, so verzögert sich das Überkippen des Apparates trotz
der Vergrößerung der Flüssigkeitsmenge im Kessel a so lange, bis plötzlich durch
den Heber a2 die Flüssigkeit in die entferntere Abteilung a4 überströmt.
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Ein Gegengewicht p dient dazu, anfänglich den Apparat so auszubalancieren,
daß ein Kippen unterbleibt, bis die Heberwirkung in der einen oder anderen Richtung
eintritt.
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Der Verdampfer h kann, wie in Abb. 3 dargestellt ist, so angeordnet
sein, daß er beim Verdampfen in eine Sole eintaucht, die sich in einem Tank g befindet,
innerhalb oder an Stelle des Schrankes j: In der Heizlage (Abb. i) erstreckt sich
das Rohrd schräg aufwärts vom Rohr c, welches in den Absorbierkessel a hineinragt,
während der Kondensatore sich von dem VerbindungsrQhr d2 schräg nach abwärts erstreckt.
Hierdurch wird der Ablauf in geeigneter Richtung gesichert, nämlich der Ablauf des
kondensierten Dampfes der Absorptionsflüssigkeit zurück zum Absorbierkessel a und
der Ablauf des kondensierten Gefriermittels zum Verdampfer h.
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Der perforierte Teil. des Rohres c ist so bemessen und so innerhalb
des Absorbierkessels a gelegen, daß in der Heizphase (Abb. i) einige Perforierungen
oberhalb des Spiegels der Absorbierflüssigkeit liegen, während in, der Wiederabsorbierungsphase
(Abb.3) die Perforierungen sich alle in der Flüssigkeit befinden. In der Wiederabsorbierungsphase
nach Abb. 3 erstrecken sich auch die Rohre c, d noch über den Spiegel der
Absorbierflüssigkeit, wodurch verhindert wird, daß die Absorbierflüssigkeit in.
den Verdampfer
h überfluten kann. So entfällt die Notwendigkeit
einer besonderen Verbindung zwischen dem Absorbierkessel a und dem Rohr c, das in
diesem Falle mit einem Rückschlagventil versehen sein müßte.
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Wie bei allen Einrichtungen dieser Art bildet sich eine gewisse Dampfmenge
aus der Absorptionsflüssigkeit und geht mit dem Gefriermittel aus dem Absorbierkessel
in den Verdampfer h über, wo sie kondensiert wird. Durch das Kippen des Apparates
in die in Abb.5 dargestellte Lage, nach Entfernung des Anschlags k1, kann alle im
Verdampfer h befindliche Restflüssigkeit in die oben erwähnte Tasche dl des Dampffängerrohres
d abgelassen werden, worauf durch Herumschwenken des Apparates in die in Abb. i
dargestellte Lage der Inhalt der Tasche wieder in den Absorbierkessel a zurückläuft.
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Wie Abb. q. und 5 zeigen, kann der Kondensator e auch koaxial zur
Schwenkachse x
liegen und das Schwenklager bilden.
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Der Ausschlag des Apparates beim Schwenken ist nicht auf 9o° beschränkt,
sondern hängt von den Abmessungen ab ; es sei erwähnt, daß der Apparat dadurch außer
Tätigkeit gesetzt werden kann, daß er genügend über den normalen Ausschlag hinaus
gedreht wird, z. B. in die in Abb. 5 dargestellte Ablaufstellung.
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Das Heizmittel braucht nicht elektrisch zu sein und braucht sich nicht
mit dem Kessel zu bewegen, denn bei einem Schwenksystem kann sich natürlich der
Absorbierkessel nach einem Gas- oder ölbrenner oder einer elektrischen Heizvorrichtung
hin- und von dieser wegbewegen, wobei nach Belieben eine selbsttätige Regelung der
Heizung vorgesehen sein kann.
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Der Kondensator und Verdampfer kann, wie bei anderen Absorptionsapparaten
mit Richtungsumkehr, zu einer Einheit vereinigt is-erden. Beispielsweise kann ein
kombinierter Kondensatorverdampfer dadurch gebildet werden, daß die Abteilung hg
des Behälters h mit Kühlmitteln versehen wird. Der Gefrierdampf wird dann in dem
Raum kg kondensiert und durch überfluten des Hebers h° in. den Raum h4 übergeführt.
Indes müßte man bei einer solchen Kombinierung von Kondensator und Verdampfer Vorsorge
dafür treffen, daß die Zufuhr des Kühlwassers zum Raum h3 während der Verdampfung
der Gefrierflüssigkeit im Behälter k unterbrochen wird.
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Obwohl das zeitweilige Ansammeln und plötzliche Cberführen des gesammelten
kondensierten Gefriermittels oben nur im Zusammenhang mit der Herbeiführung des
übergewichts bei einem Schwenkapparat beschrieben ist, so kann doch diese Einrichtung
auch mit großem Vorteil bei, diesem Apparatetyp und bei anderen Typen von Absorbierapparaten
mit Richtungsumkehr zu dem Zweck verwendet werden, das verhältnismäßig warm kondensierte
Gefriermittel vom Eintritt in den Verdampfer so lange zurückzuhalten, bis die Verdampfungsphase
tatsächlich beginnt. Auf diese Art wird verhindert, daß die Gefrierflüssigkeit,
welche bis zum Beginn der Verdampfung eine höhere Temperatur besitzt als die Umgebung
des Verdampfers, den Verdampfer und seine Umgebung in erheblichem Maße erwärmt.
bevor sie durch die Verdampfung eine Gefrierwirkung ausübt.