DE543124C

DE543124C - Process for circulating absorption liquid in absorption refrigeration apparatus

Info

Publication number: DE543124C
Application number: DE1930543124D
Authority: DE
Original assignee: Platen Munters Refrigerating System AB
Current assignee: Platen Munters Refrigerating System AB
Priority date: 1930-08-20
Filing date: 1930-08-20
Publication date: 1932-02-02

Description

Verfahren zur Umwälzung von Absorptionsflüssigkeit in Absorptionskälteapparaten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umwälzen von Flüssigkeiten in geschlossenen Systemen, insbesondere von Absorptionsflüssigkeit in Absorptionskälteapparaten, die kontinuierlich ohne bewegliche Teile arbeiten.Process for circulating absorption liquid in absorption refrigerators The invention relates to a method and a device for circulating Liquids in closed systems, especially absorption liquid in absorption chillers that work continuously without moving parts.

Es ist bereits bekannt, in derartigen Systemen einen Flüssigkeitsumlauf dadurch zu erzielen, daß man in einem Apparatteil, beispielsweise einem Pumpraum, einen Überdruck anderen Apparatteilen gegenüber erzeugt, und diesen so erzeugten Überdruck benutzt, um die Flüssigkeit im System zum Umlauf zu bringen. Bei diesen bekannten Apparaten wurde der zum Pumpen erforderliche Überdruck durch Flüssigkeitssäulen erzeugt, die die im Pumpgefäß enthaltenen Gase dauernd oder periodisch unter einen Überdruck setzten. Diese Flüssigkeitssäulen müssen eine den jeweiligen Umständen entsprechende Länge haben. Sie können daher unter Umständen eine entsprechende Bauhöhe des Apparats bedingen. In vielen Fällen, beispielsweise besonders bei kleinsten Haushaltskälteapparaten ohne bewegliche Teile, ist es aber erwünscht, mit möglichst geringen Bauhöhen des Apparats auszukommen.It is already known to circulate fluid in such systems to achieve that in an apparatus part, for example a pump room, generated an overpressure in relation to other parts of the apparatus, and thus generated it Positive pressure is used to circulate the fluid in the system. With these known apparatus, the overpressure required for pumping was provided by columns of liquid generated that the gases contained in the pump vessel continuously or periodically under one Set overpressure. These columns of fluid must be appropriate to the particular circumstances have the appropriate length. You can therefore, under certain circumstances, have a corresponding overall height of the apparatus. In many cases, for example especially with the smallest Household refrigerators without moving parts, but it is desirable with as possible get along with the low overall height of the apparatus.

Die Erfindung löst diese Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß der zum Pumpen erforderliche Druck durch einen Widerstand in Rohrleitungen erzeugt wird.The invention solves this problem essentially in that the The pressure required for pumping is generated by a resistance in pipelines.

Die Erfindung soll näher unter Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben werden. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem mit druckausgleichendem Gas arbeitenden Absorptionskälteapparat gezeigt.The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings are described, with further characterizing features of the invention will. In the drawing, an embodiment of the invention is at one with Pressure-equalizing gas absorption refrigeration apparatus shown.

In der Abbildung bezeichnet io einen in beliebiger Weise, beispielsweise durch eine elektrische Heizpatrone oder einen Gasbrenner beheizten Kocher eines Absorptionskälteapparats, von dem angenommen sei, daß er mit Wasser als Absorptionsmittel, Ammoniak als Kältemittel und Wasserstoff als druckausgleichendem Gas arbeitet. Die aus der im Kocher io durch die Beheizung ausgetriebenen Kältemitteldämpfe werden in bekannter Weise durch eine Leitung ii zu einem Kondensator 12 geführt, wo sie verflüssigen. Verflüssigtes Kältemittel tritt dann in einen die Leitung ii mantelartig umgebenden Abscheider 13 ein, der in bekannter Weise die Abscheidung der mit den Kältemitteldämpfen mitfolgenden Absorptionsmitteldämpfen bewirkt. Die sich hierbei im Abscheidermantel erneut bildenden Kältemitteldämpfe sowie der Überschuß an verflüssigtem Kältemittel treten durch einen weiteren Kondensatorteil 1q., der ebenso wie der Kondensator 12 in beliebiger Weise durch Kühlwasser oder Luft gekühlt sein kann, zum Verdampfer 15 des Apparats. Dieser kann außen mit einem Kühlkörper bekannter Art und innen mit Verteilungsgebilden für das flüssige Kältemittel versehen sein. Im Verdampfer 15 verdampft das verflüssigte Kältemittel in Gegenwart des Hilfsgases, das aus dem Absorber 16 durch Leitung 17 zugeführt wird. Das sich im Verdampfer bildende Gasgemisch tritt durch Leitung 18 zum Absorber 16 zurück, dei gleichfalls in bekannter Weise im Innern mit Verteilungsgebilden für die Absorptionslösung und außen mit einer beliebigen Kühlvorrichtung versehen sein kann. Die Leitungen 17 und- 18 werden zweckmäßig in gegenseitigen Wärmeaustausch gebracht.In the figure, io denotes one in any way, for example a stove heated by an electric heating cartridge or a gas burner Absorption chiller assumed to be using water as an absorbent, Ammonia works as a refrigerant and hydrogen as a pressure equalizing gas. the from the refrigerant vapors expelled in the cooker io by the heating in a known manner through a line ii to a capacitor 12, where they liquefy. Liquefied refrigerant then enters line ii like a jacket surrounding separator 13, which in a known manner, the separation of the with the Causes refrigerant vapors with the following absorbent vapors. The here refrigerant vapors forming again in the separator jacket and the excess of liquefied Refrigerant pass through a further condenser part 1q., Which like the Condenser 12 can be cooled in any way by cooling water or air, to the evaporator 15 of the apparatus. This can be known outside with a heat sink Kind and be provided internally with distribution structures for the liquid refrigerant. In the evaporator 15, the liquefied refrigerant evaporates in the presence of the auxiliary gas, which is fed from the absorber 16 through line 17. That is in the evaporator forming gas mixture returns through line 18 to absorber 16, dei also in a known manner inside with distribution structures for the absorption solution and can be provided externally with any cooling device. The lines 17 and 18 are expediently brought into mutual heat exchange.

Der Umlauf der Absorptionslösung kommt durch eine besondere Pumpvorrichtung zustande. Diese besteht im wesentlichen aus einem Pumpgefäß 2o, das in beliebiger `.'eise zweckmäßig durch dieselbe Wärmequelle wie der Kocher beheizt und vorteilhaft unmittelbar unter dem Kocher angebracht wird. Das Pumpgefäß 2o ist einerseits durch eine Leitung 1g und einen Temperaturwechsler 22 mit dem Flüssigkeitsraum des Absorbers 16 derart verbunden, daß die sich am Boden des Absorbers ansammelnde reiche Lösung durch die Leitung 1g dem Pumpgefäß 20 zuläuft.The absorption solution circulates through a special pumping device conditions. This consists essentially of a pump vessel 2o, which can be in any `.'is expediently heated by the same heat source as the cooker and is advantageous is placed directly under the stove. The pump vessel 2o is on the one hand through a line 1g and a temperature changer 22 with the liquid space of the absorber 16 connected in such a way that the rich solution accumulating at the bottom of the absorber runs through the line 1g to the pump vessel 20.

Das Pumpgefäß 2o steht ferner mit dem Kocher io über eine Pumpleitung 25 und eine Ventileinrichtung, die im ganzen mit 23 bezeichnet ist, in Verbindung. Vom Kocher io aus führt eine Leitung 30 für die arme Lösung durch den Temperaturwechsler 22 zum oberen Teil des Absorbers zurück.The pump vessel 2o is also connected to the digester io via a pump line 25 and a valve device, which is designated as a whole by 23. From the cooker io, a line 30 for the poor solution leads back through the temperature changer 22 to the upper part of the absorber.

Die Ventilvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Rohr 26 etwa von der Form eines liegenden S. Das eine Ende dieses S-förmigen Rohres mündet im Pumpraum 2o an einer Stelle, die unterhalb des normalen Flüssigkeitsspiegels in diesem Raum liegt. Das andere Ende des S-Rohres mündet in der Steigleitung 25, und zwar höher als der höchsten Spiegelstellung im Pumpgefäß entspricht.The valve device consists essentially of a tube 26 approximately in the form of a horizontal S. One end of this S-shaped tube opens into the pump chamber 2o at a point which is below the normal liquid level in this chamber. The other end of the S-tube opens into the riser 25, and that higher than the highest mirror position corresponds to in the pump vessel.

Von einer Stelle des S-förmigen Rohres 26, und zwar zweckmäßig von der höchsten Stelle der S-Schleife führt ein U-förmig gebogenes Rohr 27 in den Gasraum des Pumpgefäßes 2o zurück. Der von der S-Schleife ausgehende Schenkel 28 dieses Rohres wird zweckmäßig mit so großem Durchmesser ausgeführt, daß in ihm Gas und Flüssigkeit aneinander vorbeitreten können, Erfindungsgemäß wird in dem Umlaufsystem der Flüssigkeit ein Widerstand vorgesehen, so daß im Pumpraum 2o bei der Beheizung ein Überdruck entstehen kann. Im Ausführungsbeispiel besteht dieser Widerstand in einer Platte 31, die in beliebiger Weise, beispielsweise durch Ringe 32, im Absorber angebracht ist. Zweckmäßig wird diese Platte unterhalb der Mündung des Gaseintrittsrohres 18, das die Gasmischung vom Verdampfer zum Absorber führt, aber oberhalb des normalen Flüssigkeitsspiegels im Absorber angeordnet. Die Platte 31 wird aus porösem Material hergestellt. Als Werkstoff kommt z. B. Tuch, Tonerde, Porzellan, Jenaer Glas, Drahtgaze, zweckmäßig in mehreren Schichten, gepreßte und gegebenenfalls durch Zusatzmittel versteifte Eisenfeilspäne oder auch z. B. Eisen- oder sonstige Metallplatten in Frage, die mit feinen Durchbohrungen versehen sind. Wählt man durchbohrte Metallplatten, so kann man auch, falls man die Bohrungen der Platten größer halten will, ihnen eine Unterlage von Leder, Stoff u. dgl. geben, derart, daß der im Pumpgefäß auftretende Überdruck die Leder- oder Stoffteile gegen die Metallplatte preßt und somit einen großen Widerstand für den Durchtritt von Flüssigkeit durch das Leder oder den Stoff an den Durchbrechungen der Metallplatte ergibt, während in Perioden, in denen Druckausgleich zwischen dem Pumpgefäß 2o und den übrigen Apparatteilen besteht, Flüssigkeit leicht in entgegengesetzter Richtung durch die Durchbohrung der Metallplatte und dann durch die gesamte Fläche des Leders oder des Stoffes hindurchtreten kann.From one point of the S-shaped tube 26, and expediently from At the highest point of the S-loop, a U-shaped bent tube 27 leads into the gas space of the pump vessel 2o back. The leg 28 emanating from the S-loop of this Pipe is expediently carried out with such a large diameter that gas and in it Liquid can pass one another, according to the invention in the circulation system a resistor is provided for the liquid, so that in the pump chamber 2o during heating overpressure can arise. In the exemplary embodiment, this resistance is in a plate 31, which in any way, for example by rings 32, in the absorber is appropriate. This plate is expedient below the mouth of the gas inlet pipe 18, which leads the gas mixture from the evaporator to the absorber, but above normal Liquid level arranged in the absorber. The plate 31 is made of a porous material manufactured. As a material z. B. Cloth, clay, porcelain, Jena glass, wire gauze, expediently in several layers, pressed and optionally with additives stiffened iron filings or z. B. iron or other metal plates in Question, which are provided with fine perforations. If you choose pierced metal plates, so you can also, if you want to keep the holes in the plates larger, them Put a pad of leather, fabric, etc., in such a way that the Overpressure presses the leather or fabric parts against the metal plate and thus a great resistance to the passage of liquid through the leather or fabric at the perforations in the metal plate, while in periods when pressure equalization between the pump vessel 2o and the other parts of the apparatus, liquid easily in the opposite direction through the perforation of the metal plate and then through the entire surface of the leather or fabric can pass through.

Die . Pumpvorrichtung des Ausführungsbeispiels arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, daß sich im Pumpenraum 2o durch die Beheizung der in ihm enthaltenen reichen Lösung Gase entwickelt haben. Der sich hierdurch aufbauende Druck drückt die im Pumpraum stehende Flüssigkeit durch die Steigleitung 25 sowie durch die Ventilleitung 26 aufwärts bis zum Überlauf in den Kocher io. Dieselbe Tendenz tritt ein für die Leitung 1g, d. h. auch in ihr sucht der Druck im Pumpraum 2o die Flüssigkeit hochzudrücken. Das Hochdrücken in dieser Leitung wird jedoch durch den Widerstand verhindert, der durch die Platte 31 gegeben wird. Auf dieser Platte steht nämlich Flüssigkeit, die im Absorber herabgerieselt ist. Unterhalb der Platte steht jedoch, wenn die Platte aus Tonerde, Porzellan oder ähnlichen Körpern besteht, deren Durchbrechungen so eng sind, daß sie auf die Absorptionslösung kapillare Wirkung haben, Gas, das beim Pumpenschlag durch die Leitung 35 unter die Platte 31 gesaugt wird. Sucht nun der Druck im Pumpenraum die Flüssigkeit in der Leitung 1g zurückzudrücken, so entsteht in dem unter der Platte 31 liegenden Gasraum des Absorbers ein entsprechender Überdruck. Dieser Überdruck kann sich jedoch nicht durch die Platte 31 nach oben fortsetzen, weil er nicht ausreicht, die kapillare Klebkraft der Flüssigkeit in dem porösen Material der Platte 31 zu überwinden. Das Gegengewicht gegen den Druck im Pumpraum 2o wird also durch eine besondere Druckkammer gehalten, und zwar ist diese Druckkammer gewissermaßen durch ein nur in einer Richtung wirkendes Ventil ohne bewegliche Teile gegen die übrigen Apparatteile abgeschlossen.The . The pumping device of the embodiment works as follows: It is assumed that the heating contained in it in the pump chamber 2o rich solution gases have evolved. The pressure that builds up is pressing the liquid standing in the pump chamber through the riser line 25 and through the valve line 26 up to the overflow into the cooker io. The same tendency occurs for them Line 1g, d. H. In it, too, the pressure in the pumping chamber 2o seeks to push the liquid up. The pushing up in this line is prevented by the resistance that through the plate 31 is given. This is because there is liquid on this plate, which has trickled down in the absorber. Below the plate, however, it says when the plate consists of clay, porcelain or similar bodies, whose openings are like this are narrow, that they have a capillary effect on the absorption solution, gas that when Pump stroke is sucked through the line 35 under the plate 31. Now look for the Pressure in the pump chamber to push back the liquid in line 1g is created a corresponding overpressure in the gas space of the absorber located under the plate 31. However, this overpressure cannot continue up through the plate 31, because it is insufficient, the capillary adhesive strength of the liquid in the porous Material of the plate 31 to overcome. The counterweight against the pressure in the pump chamber 2o is therefore held by a special pressure chamber, namely this pressure chamber to a certain extent, by a valve that acts only in one direction and has no moving parts locked against the other parts of the apparatus.

Steigt der Druck im Pumpgefäß 2o Weiter, so wird so lange Flüssigkeit durch die Leitung 25 zum Kocher io gefördert, bis der Spiegel im Pumpraum auf die tiefste Stelle des Ventilrohres 26' gesunken ist. Dann tritt Gas über den unteren U-Bogen der S-Schleife in den in der Figur linken Schenkel des Rohres und perlt durch die in der Steigleitung 25 stehende Flüssigkeit hindurch. Falls man den Durchmesser der Leitung 25 eng macht, kann das Gas auch in an sich bekannter Weise die in der Leitung vorhandene Flüssigkeit in den Kocher io stoßen. In beiden Fällen sinkt der Druck im Pumpraum, so daß die Flüssigkeit im Rohr 25 zurücksinkt, und da nun der oberste Teil der S-Schleife des Rohres 26 durch das U-Rohr 27 mit dem Gasraum des Pumpgefäßes 2o verbunden ist, gleicht sich der Druck im Pumpraum über das U-Rohr 27 und die nun offene linke Schleife des S-förmigen Rohres 26 sowie die Steigleitung 25 aus. Die im Pumpgefäß -2o unter Druck gesetzten Gase werden dem Kondensator 12 zugeführt. Da der Druck im Pumpraum 2o also gefallen ist, tritt jetzt Flüssigkeit vom unteren Teil des Absorbers durch Leitung i9 und den Temperaturwechsler 22 in das Pumpgefäß 2o ein, wodurch der im unteren Teil des Absorbers unter der Platte 31 stehende Druck sinkt, was bewirkt, daß die über dieser Platte stehende Flüssigkeit 'nun durch die poröse Platte in den unteren Absorberteil tropft. Der Spiegel im Pumpraum beginnt also wieder zu steigen, und zwar so lange, bis der rechte Schenkel des U-Rohres 26 vom steigenden Spiegel abgeschlossen wird. In diesem Augenblick wird der Pumpraum wieder vom Kondensator abgeschlossen, und der sich neu aufbauende Druck drückt etwas Flüssigkeit im rechten Schenkel des U-Rohres empor. Dies bewirkt, daß Flüssigkeit in dem S-förmigen Rohr 26 über den höchsten Punkt der S-Schleife hinübergetrieben wird, so daß sich das Ventilrohr 26 zwangsweise mit Flüssigkeit füllt, wodurch die Ventileinrichtung wieder abgeschlossen wird. Der sich nun weiter im Pumpraum aufbauende Druck bewirkt den nächsten Pumpenschlag. Die in dem Kocher hochgedrückte Lösung fällt kontinuierlich durch Eigenschwere durch Leitung 30 in den Absorber und rieselt in ihm hinab, so daß sich die Flüssigkeitsschicht auf der Platte 31 stets wieder erneuert.If the pressure in the pump vessel rises further, then liquid is conveyed through the line 25 to the digester until the level in the pump chamber has sunk to the lowest point of the valve tube 26 '. Gas then passes through the lower U-bend of the S-loop into the leg of the pipe on the left in the figure and bubbles through the liquid in the riser 25. If the diameter of the line 25 is made narrow, the gas can also push the liquid present in the line into the digester in a manner known per se. In both cases the pressure in the pump chamber drops, so that the liquid in the pipe 25 sinks back, and since the uppermost part of the S-loop of the pipe 26 is now connected by the U-pipe 27 to the gas chamber of the pump vessel 2o, the pressure is equal in the pump chamber via the U-tube 27 and the now open left loop of the S-shaped tube 26 and the riser 25. The gases put under pressure in the pump vessel -2o are fed to the condenser 12. Since the pressure in the pump chamber 2o has fallen, liquid now enters the pump vessel 2o from the lower part of the absorber through line i9 and the temperature changer 22 the liquid above this plate now drips through the porous plate into the lower part of the absorber. The level in the pump chamber begins to rise again until the right leg of the U-tube 26 is closed off by the rising level. At this moment the pumping chamber is closed again by the condenser, and the newly built-up pressure pushes some liquid up in the right leg of the U-tube. This causes liquid in the S-shaped tube 26 to be driven over the highest point of the S-loop, so that the valve tube 26 forcibly fills with liquid, whereby the valve device is closed again. The pressure, which now continues to build up in the pump chamber, causes the next pump stroke. The solution pressed up in the digester falls continuously due to its own gravity through line 30 into the absorber and trickles down into it, so that the liquid layer on the plate 31 is constantly renewed.

Der unterhalb der Platte 31 gelegene Absorberteil ist durch eine Leitung 35 mit einem Gasraum des Apparats, beispielsweise dem Gasraum des Absorbers oder des Verdampfers, verbunden. Diese Leitung dient einerseits dazu, unterhalb der Platte 31 einen Gasraum zu schaffen, andererseits die Größe dieses Gasraumes zu begrenzen, d. h. unerwünscht große Gasmengen, die sich dort sammeln könnten, nach anderen Gasräumen des Apparats zu entlüften. Zweckmäßig mündet daher diese Leitung derart, daß sie senkrecht auf der Spiegelfläche des unteren Absorberteiles steht. Wird hingegen, wie oben erwähnt, eine nicht kapillarwirkende Platte, beispielsweise eine Metallplatte mit größeren Durchbohrungen und einer Lederunterlage gewählt, so bildet sich kein Gaskissen unter der Platte 31, da Gas stets durch die dann größeren Zwischenräume zwischen Leder und Platte und die größeren Bohrungen der '.Metallplatte hindurchtreten kann. In diesem Fall ist also der untere Absorberteil im wesentlichen nur mit Flüssigkeit gefüllt. Die Lederscheibe wirkt dann wie ein Ventil. Bei der Bewegung der Flüssigkeit im Absorber von oben nach unten wird die Lederscheibe von der Metallplatte fortgedrückt, so daß sich die Zwischenräume vergrößern und Flüssigkeit leicht und schnell nach unten treten kann. Bei Leberdruck im Pumpraum 2o kann aber nur wenig Flüssigkeit nach oben durch die Platte 31 treten, da dann das Leder gegen die Bohrungen gedrückt wird und diese nahezu vollständig verschließt.The absorber part located below the plate 31 is through a line 35 with a gas space of the apparatus, for example the gas space of the absorber or of the evaporator. This line serves on the one hand to be below the plate 31 to create a gas space, on the other hand to limit the size of this gas space, d. H. undesirably large amounts of gas that could collect there, after other gas compartments to vent the appliance. Appropriately, therefore, this line opens in such a way that it is perpendicular to the mirror surface of the lower absorber part. On the other hand, as mentioned above, a non-capillary plate, for example a metal plate If larger holes and a leather pad are selected, none will form Gas cushion under the plate 31, since gas always through the then larger spaces between the leather and the plate and the larger holes in the metal plate can. In this case, the lower part of the absorber is essentially only liquid filled. The leather disc then acts like a valve. When moving the liquid in the absorber from top to bottom the leather disc is pushed away from the metal plate, so that the interstices enlarge and fluid easily and quickly afterwards can step down. With liver pressure in the pump chamber 2o, however, only a small amount of fluid can be absorbed step up through the plate 31, because then the leather is pressed against the holes and this closes almost completely.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Der Widerstand in der Leitung, der die übliche Flüssigkeitssäule ersetzen soll, braucht nicht in Form einer Platte ausgeführt zu sein. Er kann beispielsweise auch durch besondere Formgebung einer Leitung, die deren Inhalt einen besonders hohen Widerstand bietet, erzeugt werden. Der Widerstand kann auch an beliebiger anderer Stelle des Umlaufsystems angebracht werden. Die Erfindung kann auch bei anderen Apparaten, in denen Flüssigkeit in geschlossenen Systemen umgewälzt wird, verwendet werden.The invention is not limited to the illustrated embodiment. The resistance in the line, which is intended to replace the usual column of liquid, does not need to be in the form of a plate. For example, he can too due to the special shape of a line, which gives its content a particularly high level Resistance is generated. The resistance can also be at any other Place of the circulation system. The invention can also apply to others Apparatus in which liquid is circulated in closed systems is used will.

Claims

PATENT CLAIM: Process for circulating absorption liquid in absorption chillers, in which absorption liquid is taken from a pump chamber is pushed up to the absorber, characterized in that a push back of liquid to the lower part of the absorber is counteracted by the fact that in the absorber a porous organ is arranged, which during operation for liquid but is not permeable to the gas.