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Regel- und Sicherheitsvorrichtung für gasbeheizte Absorptionskälteapparate
Die Erfindung bezieht sich auf gasbeheizte Absorptionskälteapparate. Es ist bereits
vorgeschlagen worden, erstens die Gasbeheizung von Absorptionskälteapparaten durch
Ventile in Abhängigkeit von - der Temperatur des Kühlraumes, von der Temperatur
oder dem Druck wärmeabgebender Apparatteile, dem Druck oder endlich der Temperatur
eines Kühlmittels, beispielsweise des Kühlwassers des Apparates, zu steuern. Zweitens
ist bereits vorgeschlagen, eine Sicherungsvorrichtung an derartigen Apparaten anzubringen,
um ein Ausströmen von Gas in die Küche oder den Betriebsraum des Apparates zu verhindern,
wenn -die Gasheizung aus irgendwelchen Gründen erlöschen sollte.
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Die erstgenannten bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß
man, wenn eines der Ventile den Apparat abgestellt hatte, entweder das entsprechende
Ventil mit der Hand wieder öffnen mußte, was gewisse Kenntnisse von seiten des Bedienungspersonals
voraussetzte, oder aber die Küche oder der sonstige Betriebsraum des Apparates war
durch das Ausströmen von Gas gefährdet, wenn das entsprechende Ventil, das den Apparat
abgestellt hatte, selbsttätig wieder öffnet. Anlagen, bei denen die Gasflamme durch
die genannten Ventile nicht völlig zum Erlöschen gebracht wurde, sondern teilweise
mit Ewigkeitsflammen o. dgl. weiterbrannten, waren nicht vollkommen zuverlässig,
da Zuglufi beim Zuschlagen von Türen oder Öffnen von Fenstern die kleine Ewigkeitsflamme
leicht zum Erlöschen bringen konnte.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, daß sie derartige
an sich bekannte Ventile mit an sich gleichfalls bekannten Gassicherungsvorrichtungen
derart kombiniert, daß die Gassicherungsvorrichtung schließt, wenn das Ventil, das
die Gasheizung abstellte, wieder öffnet. Hierdurch wird dann also der Apparat gegen
Überhitzung und die Küche gegen Gasausströmen gesichert. Gleichzeitig wird der Vorteil
erreicht; daß, wenn eines der die Anlage sichernden Ventile gearbeitet hat, an das
Bedienungspersonal des Apparates keine Anforderungen gestellt werden, weil der Apparat,
wenn er sich selbst abgestellt hat, stets durch einfaches Wiederzünden der Gasflamme
angestellt werden kann, unbekümmert darum, welches der Ventile den Apparat abgestellt
hatte.
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Gemäß weiterer Erfindung kann die Anlage auch derartig ausgebildet
werden, daß sie noch mit einem dritten an sich bekannten 'Ventil, das die Gaszufuhr
in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlraumes regelt, kombiniert wird. In diesem
Falle sind also dann drei oder mehr Ventile derart hintereinandergeschaltet,
daß
die Gassicherungsvorrichtung die Küche vor dem Ausströmen von Gas, ein zweites Ventil
den Apparat vor Überhitzung und ein drittes Ventil den Kühlraum vor Unterkühlung
schützt, wobei alle Ventile derart zusammenarbeiten, daß der von einem der Ventile
abgestellte Apparat stets durch einfaches Wiederzünden der Brennerflamme wieder
in Betrieb gebracht werden kann.
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Die Erfindung soll näher unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung
beschrieben werden, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale derselben ergeben
werden.
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Abb. i zeigt schematisch einen Absorptionskälteapparat, der mit einem
druckausgleichenden Gas arbeitet, an dem die Erfindung dargestellt ist. Doch ist
sie nicht auf diese Art von Apparaten beschränkt.
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Abb. 2 zeigt einen Brenner mit einer Ventilanordnung an sich bekannter
Bauart.
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Abb. 3 zeigt ein Ventil, das einen Teil der Zusammenstellung der Figi
bildet und mit dem Brenner und der Ventilanordnung der Abb. 2 zusammenarbeitet:
Abb. q. zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung.
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In der Abb. i bezeichnet i i den Kocher eines beispielsweise mit Ammoniak
als Kältemittel, Wasser als Absorptionsmittel und Wasserstoff als druckausgleichendem
Hilfsgas arbeitenden Absorptionskälteapparates. Der Kocher i i besteht aus einem
Hauptkocher 12 und einem Hilfskocher 13; die durch eine Scheidewand 14. voneinander
getrennt sind. Ein Schornstein 15 durchzieht beide Kocherteile: Ein Brenner
5 läßt seine Flamme in das untere Ende des Schornsteines schlagen und erhitzt den
Kocher derart, daß sowohl im Haupt- wie Nebenkocher aus der darin enthaltenen Absorptionslösung
Kältemittel -ausgetrieben wird.
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Die ausgetriebenen Kältemitteldämpfe, mit Dämpfen der Absorptionsflüssigkeit
noch vermischt, treten durch eine Leitung i'6 zu einem Abscheider 17, wo die Dämpfe
der Absorptionslösung kondensieren. Das gebildete Kondensat läuft zum Kocher zurück.
Verflüssigtes Kältemittel in dem U-förmigen Teil 18 dient in bekannter Weise zur
Trocknung der Kältemitteldämpfe, die nach ihrem Durchtritt durch den Abscheider
17 zum Kondensator ig ziehen und dort durch Kühlwasser, das durch eine Leitung 7
strömt, verflüssigt werden. Verflüssigtes Kältemittel sammelt sich in dem,U-förmigen
Teil 18 und fließt von hier durch eine Leitung->i zum Verdampfer 22, der den zu
kühlenden Gegenständen Wärme entzieht.
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Im Verdampfer trifft das flüssige Kältemittel mit dem druckausgleichenden
Hilfsgas zusammen, das durch eine Leitung 23 in den Verdampfer tritt. Das flüssige
Kältemittel verdampft hier und diffundiert in das Hilfsgas, wobei durch seine Verdampfung
Kälte entsteht. Der Verdampfer ist in seinem Inneren mit Überlaufplatten 2q, versehen,
über die das flüssige Kältemittel hinabträufelt. Die sich im Verdampfer bildende
Mischung von Ammoniakdämpfen und Wasserstoff tritt durch einen Stutzen 25 und durch
einen Raum 26, der die Rohre 27 eines. Wärmeaustauschers 28 umschließt, und dann
durch eine Leitung 2g in den Absorber 3 i.
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Auch der Absorber 31 ist mit Überlaufplatten 24 versehen. Arme Absorptionslösung
tritt durch eine Leitung 32 in den Absorber und rieselt über die Platten 2.4 hinab,
z%#obei sie das Kältemittel absorbiert und das Hilfsgas wieder reinigt. Das Hilfsgas
tritt aus dem Absorber durch eine Leitung 33 und dann durch die Innenrohre 27 des
Wärmeaustauschers 28 und durch die vorerwähnte Leitung 23 zum Verdampfer zurück.
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Die arme Absorptionslösung, die durch Leitung 32 in den Absorber tritt,
steht in bekannter Weise in Wärmewechsel mit der reichen zum Kocher zurückführenden
Absorptionslösung; die durch Leitung 3:a. fließt. Ein Entlüftungsrohr 36 dient dazu,
Hilfsgas vom Abscheider zu entlüften und es dem Verdampfer-Absorberkreis zuzuleiten.
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Eine Kühlwasserleitung 37 ist um den Absorber 31 gewunden und mit
ihm verlötet oder verschweißt. Die Leitung 32, die die arme Lösung zum Absorber
führt, steht gleichfalls mit dieser Kühlwasserleitung in wärmeaustauschender Verbindung.
Das Arbeiten eines derartigen Apparates ist bekannt und braucht daher nicht näher
beschrieben zu werden.
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In dieser Anlage ist der Kocher ein Teil, der Wärme bei hoher Temperatur
aufnimmt, der Verdampfer ein Teil, der Wärme bei tiefer Temperatur aufnimmt, und
Kondensator ig und Absorber 31 sind wärmeabgebende Teile des Systems.
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Das zur Beheizung des Kochers dienende Gas wird durch eine Leitung
38 dem Brenner zugeführt. In der Leitung 38 liegen die drei Ventile io, 2o und 3o
hintereinander. Das Ventil io ist genauer in der AbD. 2 und-das Ventil 2o in der
Abb. 3 gezeigt.
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Wie die an sich bekannte Konstruktion nach Abb.2 zeigt, tritt das
Gas zum Brenner 5 durch einen Kanal 41 im Gehäuse q.: des Brenners. Das Gas tritt
durch eine öffnung 43 aus und mischt sich im Mischrohr 44 rnif Luft, so daß eine
brennbare Mischung entsteht. Um die Menge des durch die öffnung 43 tretenden Gases
zu regeln, kann ein Nadelventil 45 vorgesehen werden. Das Ventil
io
wird in dem oberen Teil des Gehäuses 4z angeordnet und weist einen Ventilteller
46 auf, der auf einer Stange 47 fest ist. Diese wieder ist mit einer Springplatte
48, vorzugsweise einer sogenannten Klixonscheibe, verbunden. Diese Scheibe ist auf
dem Gehäuse 42 mittels eines Halters 49 montiert, der ein Element 5o trägt, das
die Wärme der Flamme des Brenners auf die Klixonscheibe überträgt.
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Diese Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die Klixonscheibe ist derart
ausgebildet und angeordnet,- daß das Ventil io bei Zimmertemperatur geschlossen
ist. Der Teller 46 liegt dann also auf seinem Sitz. Wenn die Temperatur in der Nähe
des Brenners auf einen gewissen Wert steigt, so daß die durch das Element 5o übertragene
Wärme die Temperatur der Springplatte über eine bestimmte Größe steigert, so schnappt
die Springplatte und öffnet das Ventil io. Der Teller 46 hebt sich also von seinem
Sitz, und Gas kann zum Brenner treten. Beim Anlassen des Apparats wird ein Streichholz
o. dgl. unter die Springplatte gehalten, bis diese schnappt, so daß sich das Ventil
io öffnet und der Brenner zündet.
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Wenn dann aus irgendwelchen Störungen der Brenner erlöschen sollte,
so fällt die Temperatur in der Nähe des Brenners, insbesondere überträgt das Element
5o keine Wärme mehr auf die Springplatte 48. Diese wird daher kalt und schnappt
zurück, so daß das Ventil io in die Schlußsteliung springt und die Gaszufuhr zum
Apparat abgestellt wird.
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In der Abb. 3 enthält das Ventilgehäuse 52 einen Durchtritt 53, der
einen Teil der Leitung 38 darstellt. Der Ventilteller 54, der an der Stange 55 fest
ist, wird durch eine Dichtungsscheibe 56 derart bewegt, daß dem Gas der Durchtritt
durch die Leitung 38 gestattet oder verhindert wird. An der Springscheibe 56, deren-
Metalle in einer Richtung angeordnet sind, die der beim Ventil nach Abb. z gewählten
Richtung entgegengesetzt ist, ist ein Element 57 fest, das seine gekrümmte Außenseite
in Verbindung mit dem Absorber hat. Zweckmäßig wird dieser Teil beispielsweise durch
Schweißung fest mit dem Absorber verbunden.
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Zweckmäßig wird die Zufuhr von Gas zum Brenner abgestellt wenn kein
Kühlwasser durch die Leitungen 37 und 7 strömt. Das Ausbleiben des Kühlwassers bewirkt
eine Temperatursteigerung im Absorber. Diese Temperatursteigerung wird durch das
Element 57 der Abb. 3 auf die Springscheibe 56 übertragen. Wenn diese Temperatur
einen bestimmten Wert erreicht, schnappt die Scheibe 56 und läßt den Ventilteller
54 auf seinen Sitz springen, so daß das Ventil 2o schließt und die Gaszufuhr unterbrochen
wird. Sinkt nun die Temperatur des Absorbers und der Springscheibe 56 wegen der
Abstellung der Beheizung, so schnappt die Springscheibe 56 zurück und öffnet das
Ventil 2o wieder. Inzwischen hat aber das Ventil io geschlossen, weil auch die Temperatur
in der Nähe des Brenners gefallen war. Die Leitung 38 bleibt daher geschlossen,
auch wenn das Ventil 2o nach seinem ersten Schließen wieder öffnet. Ist die Störung
in der Kühlwasserleitung beseitigt, so daß das Kühlwasser wieder fließt, so muß
die Klixonscheibe 48 des Ventils io wieder erwärmt werden, um den Durchtritt von
Gas durch die Leitung 38 zu ermöglichen.
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Das Ventil 30 und die Vorrichtung zu seiner Steuerung sind
bekannt, und dies Ventil ist daher nur schematisch in der Abb. i dargestellt. Das
Ventil 3o enthält einen Ventilteller 58, der durch einen Balg 59 in Abhängigkeit
von der Temperatur beispielsweise einer verdampfbaren Flüssigkeit in der Leitung
6o und dem Behälter 61 bewegt wird. Der Behälter 61 ist in der Nähe des Verdampfers
in wärmeaustauschender Verbindung beispielsweise mit dem Speisenraum eines Kühlschrankes
oder eines anderen zu kühlenden Gegenstandes angebracht. Das Ventil 30 ist
als Regulierventil mit verschiedenen Stellungen, also nicht als Schnappventil wie
die Ventile io und 2o ausgebildet. Steigt die Temperatur beispielsweise in dem Speisenraum,
so dehnt sich das im Behälter 6,1 und der Leitung 6o eingeschlossene Mittel aus
und vergrößert dadurch die öffnung des Ventils, so daß mehr Gas hindurchströmt.
Andererseits bewirkt ein Abfallen der Temperatur eine Verringerung des Gasdurchtritts.
Zweckmäßig ist dieses Ventil derart ausgebildet, daß der Gasdurchtritt niemals einen
bestimmten Minimalwert unterschreiten kann. Dies läßt sich beispielsweise durch
eine Nebenschlußleitung zum Ventil erreichen, wie bei 62 angegeben.
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Unter normalen Verhältnissen sind die Ventile io und 2o beide offen,
und das Ventil 30 steuert die Menge des Heizgases entsprechend der Anforderung
an Kälteleistung.
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Abb. 4 zeigt eine Ausbildungsform, bei der die Ventile 2o und
30 zu einer Einheit zusammengebaut sind. Das Gehäuse 63 hat einen Gaseinlaß
64 und einen Gasablauf 65. Das Gas strömt an dem Ventilelement 54. vorbei durch
den Durchtritt 66; durch Kammer 67, durch den durch das Ventilelement 69 gesteuerten
Durchtritt 68, durch Kammer 70 und dann durch den Gasaustritt 65. Das Ventilelement
54 ist im gewöhnlichen Betrieb von seinem Sitz gelüftet und entspricht dem Ventil
54 der Abb. 3. Der Gasstrom wird normal
durch das Ventilelement
69 geregelt, das seinerseits durch den Balg 59 in Abhängigkeit von den Druckänderungen
im Behälter 61 und Leitung 6o entsprechend den Temperaturänderungen des zu kühlenden
Gegenstandes gesteuert wird. Eine Nebenschlußleitung 71 kann durch eine Regulierschraube
72 dem Durchtrittsquerschnitt nach geregelt werden. Das Element 54 wird durch eine
Springscheibe 56 zum Sprung in die geöffnete und geschlossene Stellung gebracht.
Auf der einen Seite dieser Springscheibe 56 ist eine Kammer 73 vorgesehen, die durch
eine Leitung 74. mit einem Behälter 75 verbunden ist. Der Behälter 75 und die Leitung
74 enthalten beispielsweise eine verdampfbareFlüssigkeit, und Temperaturänderungen
des Behälters bewirken ein öffnen und Schließen des Ventilelements 54 in ähnlicher
Weise, wie dies für die Abb. 3 gezeigt ist. Statt diese Sicherungsvorrichtung durch
die Temperatur des Absorbers zu steuern, kann sie naturgemäß auch durch die Temperatur
des Kondensators gesteuert werden. Der Behälter 75 wird dann am oder in der Nähe
des Kondensators rg angebracht. Die Wirkungsweise der Vorrichtung bleibt dabei die
gleiche. Die Vorrichtung nach Abb. 4 kann zugleich mit dem Brenner und dem Ventil
zo der Abb. 2 benutzt werden.
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Es wird besonders hervorgehoben, daß das Ventil 2o der Abb.3 und Ventil
66 der Abb. 4, die von der Temperatur wärmeabgebender Teile gesteuert werden, als
Schnellschlußventile ausgebildet sind.