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Kompressor Zur Verdichtung von Gasen und Dämpfen kann man in der Weise
vorgehen, daß man eine elektrisch leitende Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, vermittels
eines wandernden Magnetfeldes bewegt, wobei die Flüssigkeit die Gase bzw.Dämpfe
ansaugt und verdichtet.
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Bei einer bekannten Vorrichtung, die nach diesem Verfahren arbeitet,
befindet sich beispielsweise die elektrisch leitende Flüssigkeit in einem ringförmigen
Hohlkörper, welcher zwischen einem inneren und einem äußeren Drehfeldanker angeordnet
ist, so daß die Flüssigkeit bei Einschaltung des Stromes in dem Hohlraum wie ein
geschlossener Ring rotiert. An die äußere Seitenwandung des Ringraumes ist ein Saugrohr
angeschlossen, aus welchem durch die kreisende Flüssigkeit die zu verdichtenden
Gase oder Dämpfe angesaugt werden. Die auf diese Weise mitgerissenen Gas- bzw. Dampfteilchen
sollen in einem auf der Innenseite des Ringraumes liegenden, gleichfalls ringförmigen
Kanal gesammelt werden. Da die Flüssigkeit an diesem Kanal wie ein geschlossener
Ringkörper sich vorbeibewegt, ist es fraglich, ob eine Trennung der Gas- bzw. Luftteilchen
von dem Flüssigkeitsring und damit eine Sammlung derselben praktisch überhaupt eintritt.
Auf alle Fälle wird die Trennung nur eine äußerst unvollkommene sein.
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Um eine bessere Entmischung des komprimierten Flüssigkeitsgas- bzw.
Dampfgemisches zu erzielen, wird nach der Erfindung ein anderer Weg vorgeschlagen.
Das Gemisch wird aus der elektrodynamischen Vorrichtung in einen besonderen Gasabscheideraum
geführt, von welchem die vom Gas bzw. Dampf befreite - Flüssigkeit über einen Strahlapparat,
in dem sich die Flüssigkeit wieder mit Gas bzw. Dampf belegt, in die elektrodynamische
Vorrichtung zurückgeführt wird.
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Zu diesem Vorschlag muß bemerkt werden, daß eine Kältemaschine mit
einem Strahlapparat, einem Entmischungsraum und einer elektrodynamischen Vorrichtung
zur Bexvegung der Betriebsflüssigkeit ebenfalls an sich Bekannt ist. Bei der bekannten
Maschine liegt aber der Entmischungsraum, in der Ströinungsrichtung der Betriebsflüssigkeit
gerechnet, nicht wie nach der Erfindung hinter der elektrodynamischen Vorrichtung,
sondern direkt vor dieser und damit zwischen derselben und dem Strahlapparat. Das
durch den Strahlapparat geförderte Gas wird also bereits vor dem Eintritt in die
elektrodynamische Vorrichtung von der Betriebsflüssigkeit getrennt. In die elektrodynamische
Vorrichtung gelangt mithin nur reine Betriebsflüssigkeit, so daß die durch die Erfindung
erreichte Kompression eines in dem Strahlapparat vorverdichteten Gases in der elektrodynamischen
Vorrichtung nicht eintritt.
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Abb. i zeigt - ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung,
im Schema gezeigt. r ist ein zylindrischer Eisenkern. Zwischen diesem und der Wandung
2 befindet sich ein schmaler zylindrischer ringförmiger Spalt B. Durch die ringförmigen
Wicklungen 3 bis 7 werden elektrische Ströme geschickt, welche ein in Richtung der
Zylinderachse von oben nach unten bewegtes Magnetfeld erzeugen. Dieses induziert
elektrische Ströme in die leitende Flüssigkeit im Spalt 8 und bewegt die Flüssig
keit von oben nach unten durch den Spalt. Die Flüssigkeit wird so durch die Leitung
9 in den Entmischungsraum io gepreßt und gelangt von dort im Betriebszustande, getrieben
durch Überdruck über die Leitung i r, wieder zurück in den Spalt B. Ist der Druckunterschied,
der der Flüssigkeit im Spalt 8 verliehen wird, größer als der Überdruck im Raum.
ro gegen den Druck im Raum 12, so wird aus dem Raum 12 über die Öffnung
13 Gas in die Leitung i r eintreten, so- daß ein Gemisch aus Gas und Flüssigkeit
in den Spalt8 eintritt und auf diese Weise das Gas komprimiert wird. Das Gemisch
gelangt dann über die Leitung in den Entinischungsraum, wo sich Dampf und Flüssigkeit
voneinander scheiden.. Der Dampf tritt im Betriebszustande durch die Öffnung 14
und die Leitung 15 in den Kondensator 16, von wo das Kondensat über das Drosselorgan
17 in den Verdampfer r8 hineinfließt. Von da aus wird der Dampf über die Leitung
i9 angesaugt.
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Das Absperrorgan 2o wird elektromagnetisch mit Hilfe der Wicklung
2i betätigt und geschlossen, wenn die elektrodynamische Antriebsvorrichtung 22 (bzw.
deren Wicklungen 3 bis 7) ausgeschaltet wird. 23 ist ein Ventil, welches nur dann
Dampf durchläßt, wenn im Raum io sich ein genügend großer Überdruck relativ zum
Druck im Kondensator ausgebildet hat. Diese Absperrorgane spielen eine wichtige
Rolle beire: Anlassen der Kältemaschine. Benn Anlassen herrscht nämlich, wenn der
Verdampfer noch warm ist, zunächst in io und i2 derselbe Druck,. so daß zunächst
kein Überdruck da ist, uni die Flüssigkeit aus io in die Leitung ii zu pressen.
(Bei Verwendung von Quecksilber als Betriebsflüssigkeit würde allerdings bei. geeigneter
Länge der Leitang r i undl genügend tiefer Anordnung der Öffnung 13 der notwendige
Druck auf hydrostatischem Wege erreichbar sein.) Die Flüssigkeit ist vor dem Einschalten
im Raum 12 angesammelt, welcher tiefer liegt als der Raum io. Beim Einschalten wird
nun Flüssigkeit durch die elektrodynamische Vorrichtung 22 nach io hinaufgepreßt,
wo sich auf diese Weise bei geschlossenen Ventilender Druck erhöht. Der in den Raum
io beförderte Dampf entweicht dann bei genügendem Überdruck über das Ventil 23.
Nachdem der Verdampfer genügend abgekühlt ist, so da-ß der Druck in z2 genügend
unter den Kondensatordruck gesunken ist, wird das Ab-Sperrorgan 2o geöffnet, und
der normale Betriebszustand stellt sich dann bald ein.
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Man könnte auch zum Zwecke des Anlassees zunächst durch den elektrischen
Ofen 24 den Kondensator anheizen und dadurch den Druck im Raum ro über den Druck
im Verdampfer erhöhen. Das Absperrorgan 20 könnte man dann zugleich mit dem Anschaiten
der elektrodynamischen Vorrichtung 22 öffnen.
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Der Raum ro muß natürlich bei den beiden zuletzt erwähnten Methoden
für das Anlassen wärmer gehalten werden als der Kondensator. damit in io keine Kondensation
eintritt.
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In der elektrodynamischen Vorrichtung treten Verluste dadurch auf,
daß ein großer Bruchteil des Spaltvolumens durch Gas angefüllt ist. Dies wird erfindungsgemäß
vermieden, indem man einen Flüssigkeitsstrahlkompressor und die elektrodynamische
Bewegungsvorrichtung hintereinander geschaltet verwendet, und zwar so, daß die erste
Stufe der Kompression von der Flüssigkeitsstrahlpumpe bewirkt wird und die zweite
Stufe von der elektrodynamischen Bewegungsvorrichtung.
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Abb.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schema gezeichnet,
welches sich von dem. Ausführungsbeispiel nach Abb. i dadurch unterscheidet, daß
die Betriebsflüssigkeit aus dem Entrnischungsraum io einer Flüssigkeitsstrahlpumpe
26 zugeführt wird, deren Düse mit 27 und deren Gegendüse mit 28 bezeichnet ist.
Bei Verwendung von Butan als. Kältemittel herrscht im Verdampfer ein Druck von etwa
o,7 Atm. Der Dampf wird durch die S:trahlpumpe auf etwa r'/2 Atm, komprimiert, und
das Flüssigkeitsdampfgemisch. wird von der elektrodynamischen Vorrichtung von r1/2
Atm. auf etwa 3 Atm. im Entmischungsraum io befördert. Auf diese Weise ist das vom
Gas ausgefüllte Volumen im Spalt der elektrodynamischen Vorrichtung nur halb so
groß wie ohne Vorschalturig des Flüssigkeitsstrahlkompressors.
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Als elektrisch leitende Flüssigkeit kommt Quecksilber, geschmolzenes
Natrium oder Kalium oder deren Legierungen in Frage.
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Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel im Scheines gezeichnet, bei welchem
zwei elektrodynamische Antriebsvorrichtungen, eine, 40, f ir das Flüssigkeitgdampfgemisch
und eine, @@ 4r, für die Flüssigkeit allein, angeordnet sind. Die letztere dient
beim Anlassen dazu, den Flüssigkeitsstrahlkompressor 42 in Gang zu bringen, und
kann während: des Betriebes ausgeschaltet werden, wenn der Druck im
Entmischungsraum
43 bereits mit einem hinreichenden Betrage den Druck im Saugraum 44 übersteigt;
letzteres ist der Fall, sobald sich der Verdampfer 45 einigermaßen abgekühlt hat.
Das Gemisch wird durch die elektrodynamische Antriebsvorrichtung über die Leitung
46 nach 43 befördert, wo die Entmischung erfolgt. Der Dampf strömt über die Leitung
d.; in den Kondensator 48, während die Flüssigkeit über den Spalt von 41 in den
Flüssigkeitskompressor 42 gedrückt wird, wo die erste Stufe der Kompression erfolgt.
Der Rauen 44 ist so groß, daß er außer Betrieb die ganze in ihn heruntergeflossene
Flüssigkeitsmenge zu fassen vermag.
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Abb. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches sich von
den Ausführungsbeispielen nach Abb. 3 dadurch unterscheidet, daß hier der Entmischungsraum
6o tiefer angeordnet ist als der Saugraum 61, so daß sich in betriebslosem
Zustand hier die ganze Flüssigkeit ansammelt. Zum Anlassen dient die elektrodynamische
@"orrichtung 62, welche während des normalen Betriebes auch ausgeschaltet werden
kann. Sie drückt die vom Gas befreite Flüssigkeit aus dem Entmischungsraum 6o über
die Leitung 63 in den Strahlkompressor 61. Aus der Gegendüse dieses Strahlkompressors
tritt das Dampfflüssigkeitsgernisch in die elektrodynamische Vorrichtung 64, welche
die zweite Stufe der Kompression besorgt und das Gemisch in den Entmischungsraum
6o befördert. 66 ist die Saugleitung, 65 die Druckleitung, die zum Kondensator (17
führt. Die zum Anlassen dienende elektrodynamische Vorrichtung kann ganz ähnlich
ausgebildet sein wie .die Hauptantriebsvorrichtung, welche das Gemisch zu befördern
hat.