DE454564C - Ausschliesslich durch Waerme betriebene, kontinuierlich wirkende Kaeltemaschine - Google Patents

Description

• Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. März 1923 ab. Kältemaschinen, die ausschließlich durch Wärme betrieben werden, also keinerlei bewegte Maschinenteile, wie Pumpen oder Ventile besitzen, sollen gemäß der Erfindung mit allen ihren Gefäßen, Rohren und sonstigen Teilen einen einzigen Körper aus demselben Material bilden. Auf diese Weise wird die Gefahr von Undichtigkeiten vermieden, die allen Abdichtungen durch Verflanschung, Verschraubung o. dgl. innewohnt. Wählt man als Baustoff ein zuverlässig dicht haltendes, gegen chemische Einflüsse und Temperatureinflüsse widerstandsfähiges Material, so wird eine Kältemaschine geschaffen, die fast unverwüstlich ist und auf unbegrenzte Zeit hinaus immer mit gleichmäßiger Wirkung arbeitet, ohne daß irgendwelche Wärtung oder Erneuerung notwendig ist.
• Ein Baustoff, der für viele Zwecke ganz besonders geeignet ist, ,ist Glas. Es ist vollkommen dicht, so daß sowohl mit innerem Unterdruck wie mit innerem Überdruck gearbeitet werden kann, und wird von keinem der als Kälteflüssigkeit gebräuchlichen Stoffe angegriffen. Ein weiterer Vorteil liegt in seiner Durchsichtigkeit. Dadurch wird ein Einblick in das Arbeiten der Kältemaschine ermöglicht, was Thermometer und vor allem Druckmesser, die eine Durchbrechung der Wandung notwendig machen würden, weitgehend ersetzt. Der Einblick in den Arbeitsgang der Maschine ist nicht allein für den Fabrikanten wertvoll, der beurteilen muß, ob die Maschine fehlerlos gebaut ist, sondern auch für den Benutzer, der daraus Schlüsse auf die Wirksamkeit der Heizung und Kühlung ziehen und sogar die augenblickliche Kälteleistung beurteilen kann. Vor Metallen, die namentlich bei hohem inneren Überdruck in Betracht kommen werden, hat das Glas noch den Vorteil, daß es die Wärme weit schlechter leitet. Die Verluste, die bei einer aus Metall gebauten Maschine dadurch entstehen, daß die Wände der Maschine die-Wärme von den geheizten Teilen zu den kälteerzeugenden ableiten und die besonders bei kleinen Maschinen ins Gewicht fallen, sind bei Gas praktisch nicht vorhanden, ebenso wie bei anderen nicht metallischen Baustoffen, wie z. B. Quarz und Porzellan. Der notwendige Wärmeaustausch anderseits von innen nach außen wird bei den verhältnismäßig geringen Wandstärken, die erforderlich sind, so gut wie gar nicht beeinträchtigt.
• Als Ausführungsbeispiel zeigt Abb. i eine Dampfstrahlkältemaschine. Die zu kühlende Flüssigkeit wird durch eine Rohrschlange i geleitet. Ihr wird die Wärme durch die Verdampfung des im Verdampfer 2 befindlichen Wassers entzogen. Der gebildete Dampf gelangt durch das Rohr 3 in den Saugraum 4 einer Dampfstrahlpumpe. Diese wird durch die Düse 5. und den Diffusor 6 gebildet und fördert den Wasserdampf in den Kondensator 7. Der Kondensator wird durch - eine Kühlschlange 8 gekühlt, so daß der Wasserdampf kondensiert. Durch eine Rohrleitung 9 wird ein Teil des gebildeten Wassers -wieder in den Verdampfer 2 gedrückt, der so hoch über dem Kondensator 7 angeordnet ist, da(3 die Wassersäule im Rohre 9 dem Druckunterschied das Gleichgewicht hält, der zwischen den beiden Gefäßen erforderlich ist.
• Die Dampfstrahlpumpe -wird durch einen Dampfkessel io gespeist, der z. B. durch eine Rohrschlange ii geheizt wird. Der Dampf gelangt durch das Rohr 12 in die Düse 5 der Dampfstrahlpumpe. Um das im Dampfkessel io verdampfte Wasser zu ersetzen, wird der entsprechende Teil des im Kondensator 7 niedergeschlagenen Wassers durch die Rohrleitung 13 in den Dampfkessel io zurückgeleitet. Dieser ist so tief unterhalb des Kondensators 7 angeordnet, daß die Flüssigkeitssäule im Rohre 13 den überdruck im Kessel io aufrechterhält, der zur Wirksamkeit der Dampfstrahlpumpe 5, 6 erforderlich ist. Sämtliche Teile der Maschine sind aus Glas hergestellt und miteinander verschmolzen, so daß die Wandungen tatsächlich einen einzigen Körper ohne Nähte, Fugen oder Dichtungsstellen bilden. Das Spiel der Dämpfe und Flüssigkeiten kann bequem von außen beobachtet werden, wobei die Bewegung von Tröpfchen, die an den Wandungen hängen, die Strömungsgeschwindigkeit der Dämpfe verraten. Aus dem Flüssigkeitsstand in den verschiedenen Gefäßen, aus der Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes, aus dem Wallen der Flüssigkeitsspiegel und anderen Erscheinungen läßt sich die Wirksamkeit der Maschine und bis zu einem gewissen Grade die Größe der umgesetzten Wärmeenergie beurteilen.
• Wo der Wunsch besteht, mit hohen Tem= peraturen zu arbeiten, kann an Stelle des Glases auch _Ouarz verwendet werden. Wird auf die Durchsichtigkeit verzichtet, so ist auch Steingut anwendbar, dessen Oberflächen natürlich glasiert --erden, oder auch Porzellan.
• Sind die Temperaturen sehr gering und auch die Drücke nicht allzugroß, so kommt auch Cellon als Baustoff in Betracht. Indessen kann die Maschine auch aus Metall gebaut werden, wobei dann sämtliche Rohrleitungen und sämtliche Gefäße miteinander verschweißt oder vergossen oder sonst irgendwie miteinander vereinigt werden, ohne daß andere Materialien zu Hilfe genommen werden. Man kann auch den gesamten Körper galvanisch herstellen.
• Eine Absorptionsmaschine als Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 2. Die zu kühlende Flüssigkeit strömt durch eine Rohrleitung 21 und gibt ihre Wärme an das im Gefäß 22 vorhandene Wasser ab, das lebhaft verdunstet. Die Gefäße 22 und 23 sind mit Luft oder irgendeinem anderen Gase gefüllt, so daß der durch die Verdunstung entstehende Wasserdampf nur geringen Partialdruck besitzt. Je geringer der Partialdruck ist, umso niedriger ist die Verdunstungstemperatur im Gefäß 22. Die Feuchtigkeit, mit der das Gas angereichert ist, wird ihm im Gefäß 23 wieder entzogen. In diesem Gefäß befindet sich nämlich - wasserarme Schwefelsäure, die den Wasserdampf gierig aufnimmt. Die mit Wasserdampf angereicherte Lösung sinkt durch ein Rohr 24 hinab und gelangt in ein gewundenes Rohr 25, das einen elektrischen Heizkörper 26 umgibt. Infolge der Erwärmung gibt die Schwefelsäure den Wasserdampf wieder ab, der beim Aufsteigen in den Rohrwindungen die Flüssigkeit mitreißt und sie in einen Gasabscheideraum 27 fördert. Aus diesem Raum gelangt der Wasserdampf in den Kondensator 28, in demw er kondensiert -wird. Die Kondensationswärme wird von 'einer Kühlschlange 29 aufgenommen. Die an Wasserdampf verarmte Schwefelsäure gelangt durch ein [)-Rohr 30 in den Absorber 23 zurück.
• Auch diese Maschine kann vorteilhaft in allen ihren Teilen aus Glas hergestellt werden. Aber auch Metalle sind soweit verwendbar, wie sie von der benutzten Arbeitsflüssigkeit nicht angegriffen -werden. Gerade hierbei ist es von besonderer Bedeutung, daß die Verbindungen der einzelnen Teile nicht durch andere Metalle, wie etwa durch Lötung, hergestellt werden. In diesem Falle würden elektrolytische Wirkungen auftreten, durch die auch das sonst widerstandsfähige Metall angegriffen würde.
• Bei den beschriebenen Maschinen wird Wärme bei hoher und niedriger Temperatur zugeführt und bei einer mittleren Temperatur abgeführt. Dabei braucht aber nicht immer die Wärmeabgabe bei der niedrigen Temperatur der Verwendungszweck zu sein. Es kann vielmehr auch der Wärmegewinn bei mitflerer Temperatur nützlich verwertet werden, sei es ohne, sei es zugleich mit der Kälteausnutzung bei niedriger Temperatur. Die Erfindung bezieht sich daher ganz allgemein auf solche Maschinen, bei denen ein Wärmegefälle ausgenutzt wird, um ein anderes. Wärmegefälle zu erzeugen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Ausschließlich durch Wärme be., triebene, kontinuierlich wirkende Kältemaschine, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile der Maschine einen einzigen Körper aus demselben Material bilden.
2. 2. Kältemaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung von nicht metallischem Material.
3. 3. Kältemaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von durchsichtigem Material. .
4. 4. Kältemaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von Glas.
5. 5. Kältemaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von (Quarz.
6. 6. Kältemaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von Cellon.
7. 7. Kälten?asch-ine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Steingut oder Porzellan.