DE518324C

DE518324C - Absorption refrigeration apparatus that works continuously with pressure-equalizing gas

Info

Publication number: DE518324C
Application number: DE1930518324D
Authority: DE
Original assignee: Platen Munters Refrigerating System AB
Current assignee: Platen Munters Refrigerating System AB
Priority date: 1930-08-26
Filing date: 1930-08-26
Publication date: 1931-02-14

Description

Kontinuierlich mit druckausgleichendem Gas arbeitender Absorptionskälteapparat Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Vorrichtungen zur Umwälzung von Flüssigkeit in geschlossenen Systemen, insbesondere in Absorptionskälteapparaten derjenigen Art, bei der alle Teile in ständig offener Gas- oder Flüssigkeitsverbindung untereinander stehen. Sie bezweckt, derartige Anlagen zu verbessern und zu vereinfachen.Absorption refrigeration apparatus that works continuously with pressure-equalizing gas The invention relates to a method and devices for circulating Liquid in closed systems, especially in absorption refrigerators the kind in which all parts are in constant gas or liquid communication stand under each other. Its purpose is to improve and simplify such systems.

Die Erfindung soll näher unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung beschrieben werden, wobei sich die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung ergeben werden.The invention is to be described in more detail with reference to the accompanying drawing will be described, wherein the characterizing features of the invention emerge will.

In der Abbildung ist ein für das Verfahren der Erfindung geeigneter Teil eines Absorptionskälteapparates schematisch zu Erläuterungszwecken dargestellt.In the figure is one suitable for the method of the invention Part of an absorption refrigeration apparatus shown schematically for explanatory purposes.

In der Abbildung ist der von einem Schornstein 3o durchzogene Kocher eines z. B. in bekannter Weise mit Wasser als Absorptionsmittel, Ammoniak als Kältemittel und Wasserstoff als druckausgleichendem Gas arbeitenden Absorptionskälteapparates mit 1o bezeichnet. In der Höhe des normalen Kocherspiegels führt ein im wesentlichen horizontal verlaufendes Rohr loa, das Rektifikationszwecken dient, zu einer Leitung 11, die im Kocher ausgetriebenes Gas, wie bei diesen Apparaten üblich, zu einem nicht dargestellten Wasserabscheider, einem Verflüssiger und zum- Verdampfer führt, wo das Kältemittel verdampfend sich mit Hilfsgas mischt und von wo das entstandene Gasgemisch über einen Temperaturwechsler und durch eine Leitung 12 zu einem Absorber 13 tritt. In diesem wird das Kältemittel wieder vom Absorptionsmittel gelöst, während das ausgewaschene Hilfsgas durch eine Leitung 14 zum Verdampfer zurücktritt.In the picture is the stove with a chimney 3o one z. B. in a known manner with water as the absorbent, ammonia as the refrigerant and hydrogen as a pressure-equalizing gas absorption refrigeration apparatus denoted by 1o. At the level of the normal cooker level, there is essentially one horizontally running pipe loa, which is used for rectification purposes, to a line 11, the gas expelled in the cooker, as is usual with these devices, to a not shown water separator, a condenser and evaporator leads, where the refrigerant evaporates and mixes with auxiliary gas and from where the resulting Gas mixture via a temperature changer and through a line 12 to an absorber 13 occurs. In this, the refrigerant is released from the absorbent again, while the scrubbed auxiliary gas withdraws through a line 14 to the evaporator.

Um den Umlauf der Absorptionslösung zwischen Kocher und Absorber zu bewirken, ist ein Pumpgefäß 15 vorgesehen. Im oberen Teil dieses Gefäßes mündet eine vom Kocher kommende Leitung 18, die zweckmäßig mit so großem Durchmesser ausgeführt wird, daß in ihr Gas und Flüssigkeit aneinander vorbeitreten können. Die Leitung 18 mündet in den Kocher 1o oberhalb einer im Kocher befindlichen Leitplatte 31, die einen Teil der im Kocher aufsteigenden Gasblasen nach der Mündung des Rohres 18 leitet, so daß diese Gasblasen durch das Rohr 18 in das Pumpgefäß 15 geleitet werden. Die Leitung 18 kann an ihrer Mündungsstelle in den Kocher mit einer kleinen Platte 23 o. dgl. versehen werden, um sicherzustellen, daß die an der Leitplatte 31 entlangstreichenden Gasblasen noch mit Sicherheit in die Leitung 18 treten. Ein solches Fangblech 32 ist jedoch nicht erforderlich, wenn man die Leitung 18 schräg in den Kocher einführt. Der Pumpraum 15 ist ferner mit seinem unteren Ende über eine durch den üblichen Temperaturwechsler führende Leitung 25 und eine Steigleitung 23 mit dem oberen Teil des Absorbers verbunden. Der untere Teil des Absorbers steht über eine Leitung 27, die den anderen Teil des Temperaturwechslers bildet, mit dem Rektifikationsrohr loa des Kochers in Verbindung. Endlich ist das Pumpgefäß 15 über eine Leitung 23, in die die genannte Leitung 25 mündet, mit dem oberen Absorberteil verbunden. Die Leitung 23 mündet schwanenhalsförmig im Pumpgefäß 15 zweckmäßig unterhalb der Mündung der Leitung 18 in das gleiche Gefäß, und zwar ist die Leitung 23 derart ausgeführt, daß sie etwa die Form eines lateinischen W hat, d. h. daß in dieser Leitung laufende Flüssigkeit gezwungen ist, mindestens zweimal auf ihren Durchtritt durch die Leitung anzusteigen. Zweckmäßig wird vom Pumpgefäß z5 an gerechnet der erste U-Bogen des W größer gemacht als der zweite U-Bogen, in den die Leitung 25 einmündet.In order to cause the absorption solution to circulate between the digester and the absorber, a pump vessel 15 is provided. In the upper part of this vessel opens a line 18 coming from the digester, which is expediently designed with such a large diameter that gas and liquid can pass one another in it. The line 18 opens into the digester 10 above a guide plate 31 located in the digester, which guides some of the gas bubbles rising in the digester to the mouth of the tube 18, so that these gas bubbles are passed through the tube 18 into the pump vessel 15. The line 18 can be provided with a small plate 23 or the like at its point of opening into the digester in order to ensure that the gas bubbles brushing along the guide plate 31 still enter the line 18 with certainty. However, such a catch plate 32 is not required if the line 18 is inserted at an angle into the digester. The lower end of the pump chamber 15 is also connected to the upper part of the absorber via a line 25 leading through the usual temperature changer and a riser line 23. The lower part of the absorber is connected to the rectification pipe loa of the digester via a line 27 which forms the other part of the temperature changer. Finally, the pump vessel 15 is connected to the upper absorber part via a line 23 into which said line 25 opens. The line 23 opens in the shape of a gooseneck in the pump vessel 15, expediently below the mouth of the line 18 in the same vessel, namely the line 23 is designed in such a way that it has approximately the shape of a Latin W , ie that liquid flowing in this line is forced, at least to rise twice on their passage through the line. Expediently, calculated from the pump vessel z5, the first U-bend of the W is made larger than the second U-bend into which the line 25 opens.

Die Wirkungsweise der Flüssigkeitszirkulation ist wie folgt Bei abgestelltem Apparat steht der Kocherspiegel etwa so hoch, daß die Hälfte des Rektifikationsrohres zog noch mit Flüssigkeit gefüllt ist. Der Absorberspiegel steht auf entsprechender Höhe, und alle darunterliegenden Apparatteile und Leitungen sind entsprechend von Flüssigkeit angefüllt. Wird nun der Apparat durch eine beliebige Wärmequelle beheizt, so wird ein Teil des im Kocher ausgetriebenen Gases durch die Leitfläche 31, die zweckmäßig den Schornstein umgibt, nach dem Fangblech 32 bzw. der Mündung der Leitung 18 geführt. Dieser Teil des Gases tritt durch die Flüssigkeit in der Leitung 18 hindurch und fängt sich in dem oberen Teil des Pumpgefäßes 15. Da in allen Leitungen, die von diesem Gefäß ausgehen, Flüssigkeit steht, baut sich in dem Gefäß 15 ein Druck auf, der nun die Flüssigkeit im Rohr 18 sowie im W-Rohr 23 zurückdrückt und fernerhin den Inhalt des Gefäßes 15 durch die Leitung 25 und die Steigleitung zum Absorber fördert, von wo aus die im Absorber angereicherte Lösung durch Leitung 27 zum Kocher zurücktritt. Diese Druckzunahme im Gefäß 15 dauert so lange, bis das Druckgas die Flüssigkeit aus dem W-Rohr 23 vor sich her geschoben hat, so daß das Gas die unterste Stelle des zweiten W-Bogens erreicht. In diesem Augenblick wird die in der Steigleitung 23 stehende Flüssigkeit ausgestoßen, und das im Pumpgefäß 15 gefangene Druckgas tritt in den Absorber ein, wo es durch dessen oder eine besondere Kühlvorrichtung zur Kondensation gebracht wird, wobei es durch Nebelbildung ein besonders gutes Auswaschen des Hilfsgases erreicht. Da durch diesen Übertritt des Druckgases in den Absorber Druckausgleich im Apparat eintritt, läuft jetzt die im Rohr 18 zurückgedrückte Flüssigkeit wieder vom Kocher nach dem Pumpgefäß 15 und füllt dieses wieder an. Sobald nun der wieder im Gefäß 15 steigende Flüssigkeitsspiegel die Mündung des Rohres 23, durch die die weiterhin im Rohr 18 aufsteigenden Gasblasen zum Absorber treten, erreicht, wird die Gasverbindung zwischen dem Pumpgefäß 15 und dem Absorber 13 unterbrochen und die neu in das Gefäß 15 vom Kocher tretenden Gasblasen bauen jetzt wieder im Pumpgefäß 15 einen Druck auf. Dieser Druck bewirkt, daß das im Gefäß 15 enthaltene Klebvolumen der Flüssigkeit in das Rohr 23 übergedrückt wird. Unter Klebvolumen ist diejenige Flüssigkeitsmenge zu verstehen, die zwischen der Spiegelhöhe im Pumpgefäß 15, bei der die Mündung des Rohres 23 abschließt, und derjenigen Spiegelhöhe im gleichen Gefäß liegt, bei der die Adhäsion der Flüssigkeit an der Mündung des Rohres 23 überwunden wird, also ihr Flüssigkeitsverschluß abreißt. Bei der Verwendung von Ammoniakwasserlösungen beträgt die Größe der Differenz dieser beiden Spiegelhöhen etwa 2 bis 3 mm. Im Augenblick des Abschlusses der Mündung der Leitung 23 durch den steigenden Spiegel im Gefäß 15 wird also eine Flüssigkeitsmenge in die Leitung 23 übergehebert, die dem Querschnitt des Gefäßes 15 multipliziert mit. etwa 2 bis 3 mm entspricht.The mode of operation of the liquid circulation is as follows. When the apparatus is switched off, the digester level is about so high that half of the rectification pipe is still filled with liquid. The absorber level is at the appropriate height, and all apparatus parts and lines below are filled with liquid accordingly. If the apparatus is now heated by any heat source, part of the gas expelled in the cooker is guided through the guide surface 31, which appropriately surrounds the chimney, to the catch plate 32 or the mouth of the line 18. This part of the gas passes through the liquid in the line 18 and is caught in the upper part of the pump vessel 15. Since there is liquid in all the lines that go out from this vessel, a pressure builds up in the vessel 15, which now pushes back the liquid in the pipe 18 and in the W-pipe 23 and further promotes the contents of the vessel 15 through the line 25 and the riser to the absorber, from where the solution enriched in the absorber passes through line 27 to the cooker. This increase in pressure in the vessel 15 lasts until the pressurized gas has pushed the liquid out of the W-tube 23 in front of it, so that the gas reaches the lowest point of the second W-bend. At this moment the liquid in the riser 23 is expelled, and the compressed gas trapped in the pump vessel 15 enters the absorber, where it is condensed by its or a special cooling device, whereby it achieves a particularly good washing out of the auxiliary gas by mist formation . Since pressure equalization occurs in the apparatus as a result of this passage of the compressed gas into the absorber, the liquid pushed back in the pipe 18 now runs again from the digester to the pump vessel 15 and fills it again. As soon as the liquid level, which rises again in the vessel 15, reaches the mouth of the pipe 23, through which the gas bubbles that continue to rise in the pipe 18 pass to the absorber, the gas connection between the pump vessel 15 and the absorber 13 is interrupted and the new into the vessel 15 from Gas bubbles emerging from the digester now build up pressure again in the pump vessel 15. This pressure has the effect that the adhesive volume of the liquid contained in the vessel 15 is pressed over into the tube 23. The adhesive volume is to be understood as the amount of liquid that lies between the level in the pump vessel 15, at which the mouth of the pipe 23 closes, and that level in the same vessel at which the adhesion of the liquid to the mouth of the pipe 23 is overcome, i.e. you Liquid seal tears off. When using ammonia water solutions, the size of the difference between these two mirror heights is about 2 to 3 mm. At the moment when the opening of the line 23 is closed by the rising level in the vessel 15 , a quantity of liquid is siphoned over into the line 23 which multiplies by the cross-section of the vessel 15. corresponds to about 2 to 3 mm.

Es hat sich nun herausgestellt, daß diese zum Abschluß der Ventilleitung 9,3 zur Verfügung stehende Flüssigkeitsmenge zuweilen Gasblasen enthält, was das sichere Arbeiten des Ventiles beeinträchtigt. Erfindungsgemäß wird daher, wie erwähnt, die Ventilleitung 23 mit mindestens zwei ansteigenden Leitungsteilen, d. h. beispielsweise als W, ausgeführt. Wählt man den Querschnitt des Pumpgefäßes 15 so groß und den Querschnitt der Leitung 23 so klein, daß das zum Abschluß des Ventilrohres 23 zur Verfügung stehende Klebvolumen mehr als die letzte U-Schleife des W-Rohres 23 bis zur Mündung der Leitung 25 erfüllt, so werden Luftblasen in dieser Flüssigkeit ohne Einfluß auf die Ventillänge bleiben, da durch diese Luftblasen die wirksame Länge der Flüssigkeitssäule im ersten ansteigenden Teil der W-förrnigen Leitung entsprechend verlängert wird.It has now been found that this amount of liquid available to close off the valve line 9.3 sometimes contains gas bubbles, which impairs the safe operation of the valve. According to the invention, therefore, as mentioned, the valve line 23 is embodied with at least two ascending line parts , that is to say, for example, as W. If one chooses the cross-section of the pump vessel 15 so large and the cross-section of the line 23 so small that the adhesive volume available to close the valve tube 23 more than the last U-loop of the W-tube 23 to the mouth of the line 25, so Air bubbles in this liquid will have no effect on the valve length, since these air bubbles will correspondingly lengthen the effective length of the liquid column in the first ascending part of the W-shaped pipe.

Dadurch, daß man die Flüssigkeit in der Leitung 23 zweimal ansteigen läßt, wird ferner der Vorteil erreicht, daß sich das Herantreten der Verschlußflüssigkeit an die Mündung der Leitung 25 verzögert. Dadurch, daß die Verschlußflüssigkeit gezwungen ist, im ersten U-Bogen des W eine Flüssigkeitssäule zu bauen, . wird durch den im Pumpgefäß 15 entsprechend steigenden Druck bereits Flüssigkeit durch die Leitung 25 nach der Steigleitung gedrückt und so in dieser eine Flüssigkeitssäule erzeugt, die ihrerseits die im ersten U-Bogen des W stehende Flüssigkeitssäule verlängert. Das Ventil wird also tatsächlich im wesentlichen von hinten, d. h. 'durch die Leitung 25, geschlossen, und die zum positiven Abschluß des Ventils erforderliche Flüssigkeitsmenge ist tatsächlich so klein, daß sie nur von der Mündung der Leitung 25 bis zum unteren Teil des zweiten W-Bogens zu führen braucht. Tritt jedoch mehr Flüssigkeit vom Pumpgefäß 15 in die Leitung 23 über, so ist dies für das Arbeiten des Ventils völlig unbedenklich.Because the liquid in the line 23 is allowed to rise twice, the advantage is also achieved that the approach of the sealing liquid to the mouth of the line 25 is delayed. Because the sealing liquid is forced to build a liquid column in the first U-bend of the W,. the pressure in the pump vessel 15 , which increases accordingly, pushes liquid through the line 25 to the riser and thus creates a column of liquid in it, which in turn extends the column of liquid in the first U-bend of the W. The valve is therefore actually essentially closed from behind, ie through the line 25, and the amount of liquid required for the positive closure of the valve is actually so small that it only extends from the mouth of the line 25 to the lower part of the second W- Needs to lead the bow. However, if more liquid passes from the pump vessel 15 into the line 23, this is completely harmless to the operation of the valve.

Zweckmäßig wird der erste U-Bogen des W-Rohres um einen Betrag länger als der zweite gemacht, der dem Widerstand des Temperaturwechslers in Zentimetern entspricht. Denn eben dadurch ist sichergestellt, daß sich im W-Rohr 23 eine Flüssigkeitssäule bildet, die größer ist als der verhältnismäßige Widerstandswert des Temperaturwechslers, so daß der im Pumpgefäß 15 sich bildende Druck mit Sicherheit das Ventil von hinten schließt.The first U-bend of the W-tube is expediently longer by an amount as the second made, the resistance of the temperature changer in centimeters is equivalent to. Because this ensures that there is a column of liquid in the W-tube 23 forms that is greater than the relative resistance value of the temperature changer, so that the pressure developing in the pump vessel 15 is sure to open the valve from behind closes.

Sobald das Ventil geschlossen ist, druckt der im Pumpgefäß 1,5 weiter sich bildende Druck wieder die Flüssigkeit durch die Leitung 25 und die Steigleitung zum Absorber, bis das Ventilrohr 23 wieder aufreißt, wodurch wieder Druckausgleich eintritt und sich das erwähnte Spiel wiederholt.As soon as the valve is closed, the pressure in the pump vessel 1.5 continues developing pressure again the liquid through the line 25 and the riser to the absorber until the valve tube 23 tears open again, whereby pressure equalization again enters and the mentioned game repeats itself.

Die Mündung der Leitung 25 in die Steigleitung wird zweckmäßig in solcher Höhe angebracht, daß die Flüssigkeit in der Leitung 25 dicht an dieser Mündung steht, wenn die Mündung der Leitung 23 in dem Pumpgefäß durch den steigenden Spiegel abgeschlossen wird. Der ansteigende Teil des zweiten W-Bogens ist unterhalb der Mündung der Leitung 25 so lang zu machen, wie es unter Berücksichtigung der Reibungswiderstände in den Rohrleitungen der gewünschten Schlaghöhe im Pumpgefäß entspricht.The mouth of the line 25 in the riser is expediently in mounted at such a height that the liquid in the line 25 is close to this mouth stands when the mouth of the line 23 in the pump vessel by the rising level is completed. The rising part of the second W-arc is below the Make the mouth of the line 25 as long as it is taking into account the frictional resistance in the pipelines corresponds to the desired head in the pump vessel.

Um ein gutes und schnelles Starten des Apparates sicherzustellen, kann es zweckmäßig sein, den oberen Teil des Pumpgefäßes mit der Rektifikationsleitung io z in wärmeleitende Verbindung zu bringen. Es wird dadurch, besonders beim Starten, verhindert, daß durch die Leitung 18 vom Kocher in das Pumpgefäß tretendes Gas kondensiert und dadurch die Drucksteigerung im Gefäß 15 zu langsam eintritt.To ensure a good and quick start of the device, it may be useful to connect the upper part of the pump vessel to the rectification line to bring io z into a thermally conductive connection. It is thereby, especially when starting, prevents gas entering the pump vessel from condensing through line 18 from the digester and thereby the pressure increase in the vessel 15 occurs too slowly.

Will man eine stärkere Gasentwicklung im unteren Kocherteil haben, so kann man auch das Rektifikationsrohr io," durch eine seinen Querschnitt etwa halbierende Scheidewand vom Kocher io derart trennen, daß zwar das Gas vom Kocher in das Rektifikationsrohr, aber nicht Flüssigkeit von diesem nach dem Kocher laufen kann, und vom Rektifikationsrohr eine besondere Flüssigkeitsleitung zum unteren Teil des Kochers führen, so daß der Weg der Flüssigkeit vom Absorber über das Rektifikationsrohr zum unteren Kocherteil geht. Zweckmäßig wird die Mündung dieser Leitung in den Kocher in die Nähe der Leitplatte 31, aber auf die der Mündung der Leitung 18 entgegengesetzte Seite des Kochers gelegt. Gegebenenfalls kann man auch weitere Leitbleche in den Kocher einbauen, um zu verhindern, daß reiche, vom Absorber und Rektifikator kommende Lösung beim Pumpschlag in die Leitung 18 und damit zum Absorber zurücktritt.If you want to have a stronger gas development in the lower part of the cooker, so one can also pass the rectification pipe io, "through its cross-section, for example Separate the bisecting partition from the cooker in such a way that the gas from the cooker into the rectification tube, but not liquid running from it to the digester can, and from the rectification pipe a special liquid line to the lower Part of the digester lead so that the path of the liquid from the absorber via the rectification pipe goes to the lower part of the cooker. Appropriately, the mouth of this line in the cooker in the vicinity of the guide plate 31, but on the opposite of the mouth of the line 18 Side of the stove. If necessary, you can also add more baffles to the Install a stove to prevent rich water coming from the absorber and rectifier Solution with the pump stroke in the line 18 and thus back to the absorber.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Continuously working with pressure equalizing gas Absorption chiller, in which the promotion of the absorption liquid from a Pump chamber through with the help of a valve line containing periodically liquid pressurized gases is effected, characterized in that the closure the liquid causing the valve line two U-tubes connected in series must go through.

2. absorption refrigeration apparatus according to claim x, characterized in that that the U-tube through which the liquid passes first is larger than the downstream one U-tube is.

3. absorption refrigeration apparatus according to claim 2, characterized in that that the U-tube passed through first is larger by an amount equal to the resistance value of the temperature changer. q ..

Absorption refrigerator according to claim i, characterized in that the pressure in the pump chamber is developed in a digester Gas is generated, which is fed to the pump chamber through the same line by which the pump chamber is filled with liquid when the pump hits.

5. Absorption chiller according to claim q., characterized in that the digester is provided with guide plates is to conduct the gas developed in it into the line leading to the pumping chamber.

6th Absorption refrigerator according to claim i, characterized in that the pump chamber is in thermally conductive connection with a rectification vessel.