us1781541 frigiderul einstein

8/13/2019 US1781541 Frigiderul Einstein

1/4


2/4

P a t e n t e d N o v . 1 1 , 1 9 3 0

UNITED STATES

1 , 7 8 1 , 5 4 1

P A T E N T O F F I C EALBERT EINSTEIN OF BERLIN AND LEO SZILARD OF BERIgIN-WILMERSDORF GER

MANY ASSIGNORS TO ELECT-ROLUX SERVEL CORPORATION OF NEW YORK N . Y . , . A .CORPORATION OF DELAWARE R E F R I G E R A T I O Ne r a t i o n a n d p a r t i c u l a r l y t o a n a p p a r a t u s a n dm e t h o d f o r p r o d u c i n g r e f r i g e r a t i o n w h e r e i nt h e r e f r i g e r a n t e v a p o r a t e s i n t h e p r e s e n c e o f

5 a n i n e r t g a s - a n d more a r t i c u l a r l y t o t h e t y p ed i s c l o s e d i n P a t e n t N o . 1 , 6 8 5 , 7 6 4 g r a n t e d S e ptember 2 5 t h , 1 9 2 8 , t o Von laten and Muntersa n d our British Patent No. 282 428.

1 0The o b j e c t s a n d a d v a n t a g e s o f o u r i n v e nt i o n w i l l b e a p p a r e n t from h e f o l l o w i n g d es c r i p t i o n c o n s i d e r e d i n c o n n e c t i o n w i t h t h ea c c o m p a n y i n g d r a w i n g w h i c h s h o w s , m o r e o rl e s s d i a g r a m m a t i c a l l y , a p r e f e r r e d e m b o d ime nt of our i n v e n t i o n .R e f e r r i n g t o t h e d r a w i n g . r e f e r e n c e c h a r

a c t e r 1 d e s i g n a t e s a n e v a p o r a t o r , w h i c h i s o rd i n a r i l y p l a c e d w i t h i n a chamber o b e c o o l e d .A o n d u i t 5 c o n n e c t s t h e upper a r t o f e v a p orator 1 with the m o r e intermediate portion

20 o f t h e c o n d e n s e r 6 . A o n d u i t 1 1 communic a t e s w i t h t h e bottom f e v a p o r a t o r 1 and e xtends within condenser 6 a t a l e v e l below thep o i n t o f - c o m m u n i c a t i o n o f c o n d u i t 5 w i t h t h ec o n d e n s e r . A o o l i n g w a t e r j a c k e t 1 2 s u rr o u n d s t h e c o n d e n s e r a n d i s a d a p t e d f o r t h ep a s s a g e t h e r e t h r o u g h o f w a t e r f o r t h e purp o s e o f c o o l i n g t h e c o n d e n s e r .A o n d u i t 2 7 c o m m u n i c a t e s w i t h t h e bottomo f c o n d e n s e r 6 and with t h e l o w e r p a r t o f ah e a t e x c h a n g e r j a c k e t 2 8 . The p p e r p a r t o fj a c k e t 2 8 i s c o n n e c t e d t o t h e l o w e r p a r t o fg e n e r a t o r 2 9 . Generator 2 9 i s heated i n a nys u i t a b l e manner. Aconduit 3 0 communicatesw i t h t h e upper p a r t o f g e n e r a t o r 2 9 and e xt e n d s w i t h i n e v a p o r a t o r ] . t o a p o i n t n e a r t h eb ot t om t h e r e o f where i t terminates i n a i s

4 0

45

t r i b u t o r h e a d 3 1 . C o n d u i t 3 0 e x t e n d s w i t h i nc o n d u i t 5 i n o r d e r t h a t t h e ? u i d s p a s s i n gt h r o u g h t h e r e s p e c t i v e c o n d u i t s m a y b eb r o u g h t i n t o h e a t e x c h a n g e r e l a t i o n s h i p w i t heach other. -A o n d u i t 3 2 e x t e n d s u p w a r d l y f r o m w i t hi n t h e l o w e r p a r t o f g e n e r a t o r 2 9 and comm u n i c a t e s w i t h a c o n t a i n e r 3 3 p l a c e d a t a e v e la b o v e t h a t o f c o n d e n s e r 6 . A o u r c e o f h e a t 3 6i s p r o v i d e d f o r h e a t i n g c o n d u i t 3 2 a t a p o i n ta b o v e g e n e r a t o r 2 9 . A o n d u i t ' 3 7 e x t e n d sdownwardly from c o n t a i n e r 3 3 a n d p a s s e sw i t h i n ' h e a t e ' x c h a n g e r j a c k e t 2 8 a n d t h e n c eu p w a r d l y t o . w i t h i n t h e , u p p e r p a r t ' o f c o n

, /Our i n v e n t i o n r e l a t e s t o t h e a r t o f r e f r i g ~A p p l i c a t i o n ? l e d D e c e m b e r 1 6 , 1 9 2 7 , S e r i a l N o . 2 4 0 , 5 6 6 , a n d i n Germany D e c e m b e r 1 6 , 1 9 2 6 .

d e n s e r 6 where i t t e r m i n a t e s i n a d i s t r i b u t o rh e a d 3 5 . C o n d u i t 3 7 p a s s e s w i t h i n c o o l i n gw a t e r j a c k e t 1 2 i n o r d e r t h a t ? u i d p a s s i n gt h r o u g h t h i s c o n d u i t may e c o o l e d . A e n tc o n d u l t 3 4 c o n n e c t s t h e upper p a r t o f c o nt a i n e r 3 3 w i t h t h e u p p e r p a r t o f c o n d e n s e r 6 .The o p e r a t i o n o f t h e a b o v e d e s c r i b e d apparatus is as follows: , r A s u i t a b l e r e f r i g e r a n t ; f o r i n s t a n c e b u t a n e ,i n l i q u i d f o r m i s ' c o n t a i n e d w i t h i n e v a p o r a t o r1 . An n e r t g a s , f o r i n s t a n c e a m m o n i a , i s i nt r o d u c e d i n t o e v a p o r a t o r 1 t h r o u g h c o n d u i t3 0 a n d d i s t r i b u t o r h e a d 3 1 . The e f r i g e r a n te v a p o r a t e s i n t h e e v a p o r a t o r i n t h e p r e s e n c eo f t h e i n e r t g a s d u e t o t h e f a c t t h a t t h e p a r t i a lp r e s s u r e o f t h e r e f r i g e r a n t i s r e d u c e d t h e r e b ya n d the r e s u l t i n g gaseous mixture p a s s e st h r o u g h c o n d u i t 5 t o w i t h i n c o n d e n s e r 6 .Here t h e m i x t u r e ' c o m e s i n i n t i m a t e c o n t a c tw i t h a n a b s o r p t i o n l i q u i d , f o r e x a m p l e ' w a t e r ,which i s i n t r o d u c e d i n t o t h e c o n d e n s e rt h r o u g h c o n d u i t 3 7 and d i s t r i b u t o r h e a d 3 5 .Inasmuch a s t h e a m m o n i a g a s i s very s o l u b l ei n w a t e r , w h i l e t h e b u t a n e i s q u i t e i n s o l u b l e ,t h e ammonia g a s i s a b s o r b e d b y t h e w a t e r ,t h u s f r e e i n g t h e b u t a n e from h e g a s e o u s m i x ;t u r e . Thus t h e b u t a n e a s s u m e s s u b s t a n t i a l l yt h e e n t i r e p r e s s u r e w i t h i n t h e c o n d e n s e r ,which p r e s s u r e i s s u ? i c i e n t t o c a u s e i t s l i q u ef a c t i o n a t t h e t e m p e r a t u r e m a i n t a i n e d t h e r e i nb y the c o o l i n g w a t e r .T h e s p e c i ? c g r a v i t y o f l i q u i d b u t a n e i s l e s st h a n t h a t o f t h e s o l u t i o n o f am m o ni a n w a t e rand h e n c e s t r a t i f i c a t i o n o f t h e t w o , l i q u i d so c c u r s , t h e l i q u i d b u t a n e ? o a t i n g upon t h ea m m o n i a o l u t i o n . The a t t e r s o l u t i o n i s i nd i c a t e d b y r e f e r e n c e c h a r a c t e r 2 6 . The i q u i dbutane p a s s e s from c o n d e n s e r 6 through c o nd u i t 1 1 and r e t u r n s t o e v a p o r a t o r 1 , w h e r ei t i s a g a i n e v a p o r a t e d a n d t h e c y c l e r e p e a t e d .The ammonia s o l u t i o n ?ows b g r a v i t yf r o m c o n d e n s e r 6 t h r o u g h c o n d u i t 2 ; a n d h e a te x c h a n g e r j a c k e t 2 8 t o w i t h i n g e n e r a t o r 2 9 .Here t h e a p p l i c a t i o n o f h e a t c a u s e s t h e ammonia t o b e e x p e l l e d a s a g a s from t h e s o l ut i o n and t h i s ammonia g a s p a s s e s t h r o u g hc o n d u i t 3 0 and d i s t r i b u t o r head 3 1 t o w i t hi n e v a p o r a t o r 1 , w h e r e i t r e d u c e s t h e p a rt i a l p r e s s u r e o f t h e b u t a n e , w h e r e f o r e t h e l a tt e r e v a p o r a t e s a s p r e v i o u s l y d e s c r i b e d .

5 5

60

65

7 0

75

8 0 '

8 5

90

05

100


3/4

1 5

2 0

25

s o

4 0

4 5

5 5

2W a t e r , c o n t a i n i n g b u t l i t t l e a m m o n i a i ns o l u t i o n , p a s s e s f r o m g e n e r a t o r 2 9 i n t o c o n ~d u i t . 3 2 w h e r e i t i s f u r t h e r h e a t e d by t h e

s o u r c e o f h e a t 3 6 . T h i s h e a t i n g c a u s e s t h ef o r m a t i o n o f vapor i n c o n d u i t 3 2 which i f t sl i q u i d t h r o u g h t h i s c o n d u i t t o w i t h i n c o n ~t a i n e r 3 3 . The l i q u i d t h u s s u p p l i e d t o c o nt a i n e r 3 3 m ay p a s s by g r a v i t y t h r o u g h c o nd u i t 3 7 t o c o n d e n s e r 6 . T h e ' h o t ' w e a k l i q u i dp a s s i n g t h r o u g h c o n d u i t 8 7 i s b r o u g h t i n t oh e a t e x c h a n g e r e l a t i o n s h i p w i t h t h e c o o ls t r o n g l i q u i d p a s s i n g t h r o u g h h e a t ' e xc h a n g e r j a c k e t 2 8 a n d a n e x c h a n g e o f h e a tb e t w e e n t h e t w o l i q u i d s t a k e s p l a c e . Thew e a k v l i q u i d i s f u r t h e r c o o l e d b y b e i n gb r o u g h t i n t o h e a t e x c h a n g e r e l a t i o n w i t ht h e c o o l i n g w a t e r i n j a c k e t 1 2 a n d i s h e n c ei n a c o n d i t i o n t o r a p i d l y a b s o r b ammonia i nt h e c o n d e n s e r .Vapor e n t e r i n g c o n t a i n e r 3 3 f r o m c o n d u i t3 2 p a s s e s t h e r e f r o m t h r o u g h v e n t c o n d u i t 3 4to the condenser.D u r i n g t h e o p e r a t i o n o f t h e h e r e i n b e f o r ed e s c r i b e d a p p a r a t u s , t h e p r e s s u r e e x i s t i n g i nt h e v a r i o u s members s uniform with t h e e xc e p t i o n o f s l i g h t p r e s s u r e d i f f e r e n c e s , s u f? c i e n t t o c a u s e ? ow f . ? u i d s . c a u s e d by i q u i dc o l u m n s . The p r e s s u r e e x i s t i n g i n g e n e r a t o r2 9 must b e s u f f i c i e n t l y g r e a t e r t h a n t h a t e xi s t i n g i n t h e u p p e r p a r t o f e v a p o r a t o r 1 t oc a u s e t h e ? ow o f vapor t o t a k e p l a c e - fromd i s t r i b u t o r h e a d 3 1 , o r , i n o t h e r w o r d s , t oo v e r c o m e t h e l i q u i d h e a d d e s i g n a t e d b y k 2 .T h i s e x c e s s p r e s s u r e i n t h e g e n e r a t o r i s b a la n c e d b y t h e h e a d e x e r t e d by t h e c o l u m n o fl i q u i d e q u a l t o t h e d i f f e r e n c e s i n l e v e l s b et w e e n t h e l i q u i d i n c o n d e n s e r 6 and g e n e r at o r 2 9 , i n d i c a t e d b y k 1 . I t i s , o f c o u r s e , n e ce s s a r y t h a t t h e h e a d r e p r e s e n t e d b y h e i s l e s st h a n t h a t r e p r e s e n t e d by h , i n o r d e r t h a t?ow s h a l l take pl ace. _ -While we have d e s c r i b e d a p r e f e r r e d emb o d i m e n t f o r c a r r y i n g o u t o u r i n v e n t i o n , i ti s t o b e u n d e r s t o o d l t h a t m o d i ? c a t i o n s t h e r e

o f f a l l w i t h i n t h e s c o p e o f t h e i n v e n t i o n ,w h i c h i s t o b e l i m i t e d o n l y b y t h e a p p e n d e dc l a i m s v i e w e d i n t h e l i g h t o f t h e p r i o r a r t .What we claim i s :1 . R e f r i g e r a t i n g a p p a r a t u s c o m p r i s i n g ag e n e r a t o r , a c o n d e n s e r a r r a n g e d a t a h i g h e r l e v e l t h a n t h e g e n e r a t o r , an e v a p o r a t o r , a .c o n t a i n e r a r r a n g e d a t a h i g h e r l e v e l t h a n t h ec o n d e n s e r , s a i d g e n e r a t o r c o n t a i n i n g a n i n e r tg a s d i s s o l v e d i n a b s o r p t i o n l i q u i d a n d a d a p te d t o e x p e l t h e i n e r t g a s from s o l u t i o n , ac o n d u i t f o r c o n d u c t i n g t h e i n e r t g a s from h eg e n e r a t o r t o t h e e v a p o r a t o r , a v c o n d u i t f o rc o n d u c t i n g l i q u i d r e f r i g e r a n t f r o m t h e c o n

d e n s e r t o t h e e v a p o r a t o r , a c o n d u i t f o r cond u c t i n g m i x e d v a p o r o f r e f r i g e r a n t a n d v i n e r t' g a s f r o m t h e e v a p o r a t o r t o t h e c o n d e n s e r- 1n heat exchange e l a t i o n ' w i t h inert gas passi n g i n t o t h e e v a p o r a t o r , a , c o n d u i t f o r c o n ~, d u c t m g n c h a b s o r p t i o n l i q u i d f r o m t h e c o nd e n s e r t o t h e g e n e r a t o r by g r a v i t y , a c o n - ,

1 , 7 8 1 , 5 4 1d u i t f o r c o n d u c t i n g w e a k a b s o r p t i o n l i q u i dfrom s a i d c o n t a i n e r t o s a i d c o n d e n s e r b yg r a v i t y , a c o n d u i t e x t e n d - i n g u p w a r d l y f r o ms a i d g e n e r a t o r t o s a i d c o n t a i n e r a n d meanst o h e a t t h e l a s t - m e n t i o n e d c o n d u i t t o l i f t l i qu i d f r o m t h e g e n e r a t o r t o t h e c o n t a i n e r .2 . R e f r i g e r a t i n g a p p a r a t u s c o m p r i s i n g ag e n e r a t o r , a c o n d e n s e r a r r a n g e d a t a h i g h e rl e v e l than t h e g e n e r a t o r , an e v a p o r a t o r , ac o n t a i n e r a r r a n g e d a t a h i g h e r l e v e l t h a n t h ec o n d e n s e r , s a i d g e n e r a t o r c o n t a i n i n g a n i n e r tg a s d i s s o l v e d i n a b s o r p t i o n l i q u i d a n da d a p t e d t o e x p e l t h e i n e r t g a s f r o m s o l u t i o n ,a c o n d u i t f o r c o n d u c t i n g t h e i n e r t g a s fromt h e g e n e r a t o r t o t h e e v a p o r a t o r , a c o n d u i tf o r c o n d u c t i n g l i q u i d r e f r i g e r a n t f r o m t h ec o n d e n s e r t o t h e e v a p o r a t o r , a c o n d u i t f o rc o n d u c t i n g m i x e d v a p o r o f r e f r i g e r a n t a n di n e r t g a s from t h e e v a p o r a t o r t o t h e c o nd e n s e r i n h e a t e x c h a n g e r e l a t i o n w i t h i n e r tg a s p a s s i n g i n t o t h e e v a p o r a t o r , a c o n d u i tf o r c o n d u c t i n g r i c h a b s o r p t i o n l i q u i d f r o mt h e c o n d e n s e r t o t h e g e n e r a t o r b y g r a v i t y , a c o n d u i t f o r c o n d u c t i n g w e a k a b s o r p t i o nl i q u i d from s a i d c o n t a i n e r t o s a i d c o n d e n s e rb y g r a v i t y , a c o n d u i t e x t e n d i n g u p w a r d l yf r o m s a i d g e n e r a t o r t o s a i d c o n t a i n e r , meanst o h e a t t h e l a s t - m e n t i o n e d c o n d u i t t o l i f tl i q u i d f r o m t h e g e n e r a t o r t o t h e c o n t a i n e rand a v e n t c o n d u i t c o n n e c t i n g t h e u p p e rpart o f s a i d c o n t a i n e r Withsaid c o n d e n s e r .3 . R e f r i g e r a t i n g a p p a r a t u s c o m p r i s i n g a ,g e n e r a t o r , a c o n d e n s e r a r r a n g e d a t a h i g h e rl e v e l than t h e g e n e r a t o r , an e v a p o r a t o r , ac o n t a i n e r a r r a n g e d a t a h i g h e r l e v e l t h a n t h ec o n d e n s e r , s a i d g e n e r a t o r c o n t a i n i n g a mmonia d i s s o l v e d i n w a t e r and a d a p t e d t o e xp e l t h e ammonia from s o l u t i o n , a c o n d u i tf o r c o n d u c t i n g t h e ammonia g a s from t h eg e n e r a t o r t o t h e e v a p o r a t o r , a c o n d u i t f o rc o n d u c t i n g l i q u i d b u t a n e f r o m t h e c o n d e n s e rt o t h e e v a p o r a t o r , a c o n d u i t f o r c o n d u c t i n gmixed vapor o f b u t a n e and ammonia fromt h e e v a p o r a t o r t o t h e c o n d e n s e r i n h e a t e xc h a n g e r e l a t i o n w i t h a m m o n i a g a s p a s s i n gi n t o t h e e v a p o r a t o r , a c o n d u i t f o r c o n d u c t i n gs t r o n g s o l u t i o n o f ammonia i n w a t e r fromthe c o n d e n s e r t o t h e g e n e r a t o r b y g r a v i t y ,a c o n d u i t f o r c o n d u c t i n g weak s o l u t i o n o fa m m o n i a i n w a t e r from s a i d c o n t a i n e r t os a i d c o n d e n s e r b y g r a v i t y , a c o n d u i t e x t e n di n g u p w a r d l y f r o m s a i d g e n e r a t o r t o s a i dc o n t a i n e r and means t o h e a t t h e l a s t - m e n ,t i o n e d c o n d u i t t o l i f t l i q u i d ' f r o m t h e g e nerator to the container. _4 . R e f r i g e r a t i n g a p p a r a t u s c o m p r i s i n g ag e n e r a t o r , a c o n d e n s e r a r r a n g e d a t a h i g h e rl e v e l than t h e g e n e r a t o r , a n e v a p o r a t o r , ac o n t a i n e r a r r a n g e d t a h i g h e r l e v e l t h a nt h e c o n d e n s e r , s a i d g e n e r a t o r c o n t a i n i n g a mmonia d i s s o l v e d i n w a t e r and a d a p t e d t oe x p e l t h e ammonia f r o m s o l u t i o n , a c o n d u i tf o r c o n d u c t i n g t h e ammonia g a s f r o m t h eg e n e r a t o r ' t o t h e e v a p o r a t o r , a c o n d u i t f o rc o n d u c t i n g l i q u i d b u t a n e f r o m t h e c o n d e n s e r

7 0

7 5

8 0

8 5

90

95

100

105

1 1 0

H5

1 2 0

1 2 5

130


4/4

1 781 541

t o t h e e v a p o r a t o r , ' _ a c o n d u i t f o r c o n d u c t i n gm i x e d v a p o r o f b u t a n e a n d ammonia f r o mt h e e v a p o r a t o r t o t h e condenser i n heat exc h a n g e r e l a t i o n w i t h ammonia g a s p a s s i n g5 i n t o t h e e v a p o r a t o r , a c o n d u i t f o r c o n d u c t -i n g s t r o n g s o l u t i o n o f ammonia n w a t e r f r o mt h e c o n d e n s e r t o t h e g e n e r a t o r by g r a v i t y , ac o n d u i t f o r c o n d u c t i n g weak s o l u t i o n o f am

; m o n i a in water f r o m s a i d container to s a i d 71 0 c o n d e n s e r b y g r a v i t y , a c o n d u i t e x t e n d i n gu p w a r d l y f r o m s a i d g e n e r a t o r t o s a i d c o nt a i n e r , means t o h e a t t h e l a s t - m e n t i o n e d cond u i t t o l i f t l i q u i d from t h e g e n e r a t o r t o t h ec o n t a i n e r and a v e n t c o n d u i t c o n n e c t i n g t h e1 5 upper p a r t o f s a i d c o n t a i n e r with s a i d condenser ' v5 ; Method o f r e f r i g e r a t i n g which comp r i s e s e v a p o r a t i n g a l i q u i d c o o l i n g a g e n t i nt h e p r e s e n c e o f an i n e r t g a s t o a b s o r b h e a t

2 0 . a n d thus f orming a gaseous mixture of c o o li n g a g e n t a n d i n e r t g a s , conveying t h e g a s eo u s m i x t u r e i n t o t h e p r e s e n c e o f an a b s o r pt i o n l i q u i d a t s u c h c o n d i t i o n t h a t t h e c o o l i n ga g e n t c o n d e n s e s o n b e i n g - d e p r i v e d o f i n e r t2 5 g a s i n g a s e o u s m i x t u r e t h e r e w i t h d u e ' t o t h ei n t r o d u c t i o n o f a b s o r p t i o n l i q u i d i n t o - t h ep r e s e n c e o f t h e i n e r t a s , s e p a r a t i n g t h e s o l u

t i o n o f i n e r t g a s i n a s o r p t i o n medium fromt h e c o n d e n s e d c o o l i n g a g e n t , r e t u r n i n g t h e3 0 c o n d e n s e d c o o l i n g a g e n t t o t h e p r e s e n c e o f t h ei n e r t g a s , - s e p a r a t i n g t h e i n e r t g a s a n d a bs o r p t i o n l i q u i d by h e a t , c i r c u l a t i n g t h e a b -s o r p t i o n l i q u i d by means f a s e p a r a t e o u r c eo f h e a t t o t h e p r e s e n c e o f t h e g a s e o u s mix3 3 t u r e o f c o o l i n g a g e n t and i n e r t g a s and r et u r n i n g t h e i n e r t g a s t o t h e p r e s e n c e o f t h e

liquid c o o l i n g . agent. _In e s t i m o n y whereof we e r e u n t o a ? i x oursignatures . - .

4 0 - ALBERTEINSTEINLEO Z I L A R D .

45

50

65

60

us1781541 frigiderul einstein

Documents