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Kontinuierlich wirkende Absorptionskältemaschine Bei kontinuierlich
wirkenden Absorptionskältemaschinen ist es bekannt, den Unterschied zwischen dem
Druck, bei welchem das gasförmige Arbeitsmittel verflüssigt wird, und dem Druck,
bei welchem es aus der Flüssigkeit verdampft, durch eine Flüssigkeitssäule aufrechtzuerhalten.
Macht man dabei die Flüssigkeitssäule kleiner, als dem erwähnten Druckunterschied
entspricht, so kann man den restlichen Teil des Druckunterschiedes dadurch ausgleichen,
daß man in ebenfalls an sich bekannter Weise dem gasförmigen Arbeitsmittel im Verdampfer
und Absorber ein indifferentes Hilfsgas beimischt.
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Den Gegenstand der Erfindung bildet eine kontinuierlich wirkende Absorptionskältemaschine
der erwähnten Art, bei welcher verflüssigtes Kältemittel zur Kühlung des Absorbers
benutzt wird, der zu diesem Zweck in einem unterhalb des Kondensators liegenden
Dampfraum so angeordnet ist, daß die bei der Absorberkühlung verdampfte Kondensatmenge
zur neuen Verflüssigung in den Kondensator zurückgelangt. Dies wird gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, daß ein zwischen Verflüssiger und Verdampfer bestehender Druckunterschied
ganz oder zum größten Teil durch eine Säule flüssigen Arbeitsmittels aufrechterhalten
wird, die im aufsteigenden Schenkel einer vom Kondensator ausgehenden U-förmigen
Leitung angeordnet ist, in deren absteigendem Schenkel unterhalb des Kondensators,
aber oberhalb des unter dem Kondensatordruck stehenden Flüssigkeitsspiegels der
Säule, ein Wärmeaustausch zwischen dem herniederrieselnden Kondensat und dem Absorber
der Kältemaschine stattfindet.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht,
und zwar zeigt Abb. i ein Ausführungsbeispiel ohne, Abb.2 ein solches mit Verwendung
eines indifferenten Hilfsgases.
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In einem Kühlschrank ist außerhalb des Kühlraumes i und von diesem
durch eine wärmeisolierende Wand 2 getrennt ein als schräg liegende Siedespirale
ausgebildetes Austreibergefäß 3 angeordnet, das durch einen elektrischen Heizstab
q. beheizt wird. Durch ein an das Austreibergefäß 3 sich anschließendes enges aufsteigendes
Rohr 5 gelangt die verarmte Absorptionslösung vermischt mit den ausgetriebenen Gasblasen
zu einem Gasabscheideraum 6, von dem aus eine Gasleitung zu einem oberhalb des Kühlschrankes
angeordneten, zwecks' Luftkühlung mit Kühlrippen g versehenen Kondensator 8 führt.
Unterhalb des Kondensators 8 und von diesem durch eine verhältnismäßig dünne Decke
io getrennt ist in dem Raum, der das Austreibergefäß 3 enthält, ein mit dem Flüssigkeitsraum
des Kondensators 8 durch ein Rohr ii verbundenes Gefäß 12 angeordnet. Ein zweites
Verbindungsrohr 13 führt vom
oberen Teile des Gefäßes 12 zum Gasraum
des Kondensators B. Das Gefäß i2 umschließt einen Absorber 14.. In diesen tritt
die vom Gasabscheider 6 kommende verarmte Absorptionslösung, nachdem sie ein U-Rohr
15 durchströmt hat, oben ein. Sie rieselt dann über im Innern des Absorbers 14 angebrachte
Verteilungsgebilde 16 herab, wobei sie sich mit dem gasförmigen Arbeitsmittel anreichert,
das dem Absorber 14 durch ein Rohr 17 zugeführt wird. Das Rohr 17 ist mit dem unteren
Ende eines Verdampfers 18 verbunden, der im oberen Teile des Kühlraumes i angeordnet
ist und dem das zur Verdampfung bestimmte Kondensat, nachdem es das Gefäß 12 durchlaufen
hat, mittels einer U-förmig gebogenen Leitung i9 zugeführt wird. Ein U-Rohr 2o,
das mit der Flüssigkeitsleitung 15 einen Temperaturwechsler bildet, führt die angereicherte
Absorptionslösung vom Absorber 14 zum Austreibergefäß 3 zurück.
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Der Absorber 14 ist auf seiner Außenseite mit einer Anzahl übereinander
angeordneter ringförmiger Schalen 21 versehen, welche das vom Kondensator 8 durch
die Leitung ii dem Gefäß i2 zufließendeverflüssigteArbeitsmittel aufnehmen. Ein
Teil des verflüssigten Arbeitsmittels gelangt dabei infolge der im Absorber vorhandenen
verhältnismäßig höheren Temperatur unter dem im Kondensator 8 herrschenden Druck
wieder zur Verdampfung. Der so erzeugte Arbeitsmitteldampf kehrt durch das Rohr
13 in den Kondensator 8 zurück. Der nicht verdampfte Teil des Kondensats sammelt
sich unterhalb des Gefäßes 12 in dem U -Rohr 19, und die in dem aufsteigenden Schenkel
des U-Rohres i9 stehende Flüssigkeitssäule hält den Druckunterschied zwischen Verdampfer
18 und Kondensator 8 aufrecht.
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Der Hauptvorteil der beschriebenen Einrichtung besteht darin, daß
man, ohne Kühlwasser zu benötigen, für den Absorber eine Flüssigkeitskühlung verwenden
kann, während der Verflüssiger an einer beliebigen für Luftkühlung besonders geeigneten
Stelle angeordnet und diesem Zweck entsprechend reichlich bemessen sein kann. Die
kühlende Flüssigkeit ist hier das verflüssigte Arbeitsmittel selbst. Die Wärme,
die der Absorber abgibt, wird durch die Verdampfungswärme gebunden, welche beim
Wärmeaustausch von dem verdampfenden Kondensat aufgenommen wird. Die bei der erneuten
Verflüssigung der betreffenden Arbeitsmittelmenge frei werdende Wärme wird von dem
Kondensator 8 über dessen Kühlrippen 9 an die umgebende Luft abgegeben.
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Das durch Abb. :;" veranschaulichte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem beschriebenen in mehrfacher Hinsicht, vor allem darin, daß der Absorber
und Verdampfer hier zu einem doppelwandigen Gefäß 31 vereinigt sind. In diesem Gefäß
findet an der Innenseite der äußeren Wandung 32 die Verdampfung, an der Außenseite
der inneren Wandung 33 dagegen die Absorption statt. Der von der inneren Wandung
umschlossene Raum bildet den Innenraum eines Gefäßes 34, das mit dem oberhalb angeordneten
luftgekühlten Kondensator 35 in offener Verbindung steht. Das gasförmige Arbeitsmittel
gelangt, nachdem es in einer Siedespirale 36 mittels einer elektrischen Heizvorrichtung
37 entwickelt ist, durch das Steigrohr 38 hinauf in den Gasabscheider 39, der durch
ein Gasrohr 40 mit dem Kondensator 35 verbunden ist. Vom Gasabscheider 39 führt
ein U-förmig gebogenes Rohr 41 die arme Absorptionslösung einem ringförmigen Sammelgefäß
42 zu, welches in dem Hohlraum des doppelwandigen Gefäßes 31 oben angeordnet ist
und die innere Wandung 33 dieses Gefäßes umschließt, Am Boden des ringförmigen Sammelgefäßes
42 befinden sich Schlitze, durch welche die Absorptionsflüssigkeit hindurchtreten
kann, um über auf der Außenseite der Wandung 33 angebrachte Verteilungsgebilde -die
in der Zeichnung durch starke gestrichelte Linien angedeutet sind - herniederzurieseln
und durch ein U-Rohr 43 abzufließen. Der aufsteigende Schenkel des mit dem U-Rohr
41 einen Temperaturwechsler bildenden U-Rohres 43 mündet in ein Sammelgefäß 44,
von dem aus die reiche Lösung über ein U-Rohr 45 zum unteren Ende der Siedespirale
36 zurückströmt, während durch ein Gasrohr 46, das zum Gasabscheider 39 führt, ein
Druckausgleich zwischen Gasabscheider und Sammelgefäß ermöglicht wird. Das im Kondensator
35 gebildete Kondensat gelangt über das Wärmeaustauschgefäß 34 und eine Flüssigkeitsleitung
47 durch Vermittlung eines kleinen Sammelgefäßes 48 und einer an dieses angeschlossenen
Umlaufleitung 49 in ein ringförmiges Gefäß 5o und durch am Boden desselben angebrachte
Schlitze auf die mit Verteilungsgebilden bedeckte Innenseite der äußeren Wandung
32 des Absorptions-und Verdampfungsgefäßes 31. Im Innern des Wärmeaustauschgefäßes
34 ist ein länglichrunder Körper 51 angeordnet, der den Hohlraum des Gefäßes 34
größtenteils ausfüllt und dadurch die Ansammlung einer größeren Menge verflüssigtenArbeitsmittels
imWärmeaustauschgefäß 34 selbst verhindert, falls einmal unter besonderen Temperaturverhältnissen
das Kondensat im Rohre 47 höher als gewöhnlich ansteigen sollte. Das beim Herabrieseln
über den Körper 51 bzw. über die ebenfalls mit Verteilungsgebilden bedeckte Innenwand
des Wärmeaustauschgefäßes 34 nicht verdampfte Kondensat sammelt sich unterhalb des
Gefäßes 34 in der Flüssigkeitsleitung 47 sowie in der Umlaufleitung 49 an. Es bildet
sich dabei in der Leitung 49 eine Flüssigkeitssäule aus, die dem Druckunterschied
zwischen dem Hohlraum des Absorptions- und Verdampfungsgefäßes
3i
einerseits und dem Kondensator 35 andererseits die Waage hält. In dem Hohlraum des
Gefäßes 31 ist dem gasförmigen Arbeitsmittel eine bestimmte Menge eines indifferenten
Hilfsgases beigemischt, die aber so gering bemessen ist, daß der Unterschied zwischen
dem Verflüssigungs- und Verdampfungsdruck des Arbeitsmittels durch das Hilfsgas
nur zum Teil ausgeglichen ist. Der Rest dieses Druckunterschiedes wird durch die
bereits erwähnte, in dem Rohre 4.d durch das Kondensat gebildete Flüssigkeitssäule
aufrechterhalten.
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Da die Absorptions- und Verdampfungsflächen in dem Gefäß 31 einander
in verhältnismäßig geringem Abstande gegenüberstehen, erübrigt sich eine Bewegung
des indifferenten Gases von der einen Fläche zur andern. Das an der Verdampfungsfläche
verdampfende Arbeitsmittel gelangt vielmehr einfach vermittels Diffusion durch das
ruhende Hilfsgas hindurch zu der gegenüberliegenden Absorptionsfläche. Im übrigen
vollzieht sich der Wärmeaustausch zwischen der Arbeitsmittel aufnehmenden Absorptionsflüssigkeit
einerseits und dem innerhalb des Gefäßes 34. zur Verdampfung gelangenden Teil des
Kondensats andererseits in völlig analoger Weise wie bei dem zuerst beschriebenen
Ausführungsbeispiel.