Titel: Bates's Methode gasförmige Substanzen zu verdichten und Flüssigkeiten abzukühlen.
Autor: Bates, Joshua
Fundstelle: 1834, Band 54, Nr. IX. (S. 40–44)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj054/ar054009

IX. Verbesserte Methode gasförmige Substanzen zu verdichten und Flüssigkeiten abzukühlen, worauf sich Joshua Bates, Kaufmann in Bishopsgate-Street, City of London, in Folge einer von einem Fremden erhaltenen Mittheilung am 13. Januar 1834 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem London Journal of Arts. August 1834, S. 15.

Mit einer Abbildung aus Tab. I.

Die Kühlmittel, welche bei dieser verbesserten Methode gasförmige Substanzen zu verdichten und Flüssigkeiten abzukühlen, in Anwendung kommen, sind ein Strom atmosphärischer Luft und warmes Wasser von einer Temperatur, welcher der Temperatur der zu behandelnden Dämpfe beinahe gleichkommt. Diese Methode ist sowohl auf die Verdichtung der Dämpfe, welche beim Versieden von Syrupen, Salzlaugen oder Destillaten emporsteigen, als auch auf den aus den Dampfmaschinen austretenden Dampf anwendbar; sie eignet sich ferner zum Abkühlen der Würzen in Brauereien, und zu verschiedenen anderen Zweken, bei welchen Verdichtung und Abkühlung erforderlich ist.

Der Patentträger schikt der Beschreibung seines Apparates die Bemerkung voraus, daß er, um dessen Principien klarer in's Licht zu sezen, vorher versuchen wolle, die physikalischen Geseze, auf denen derselbe beruht, zu erläutern. Er beschreibt hierauf, ohne in die kleinlichen Details eines Apparates einzugehen, dessen Formen und Verhältnisse verschieden abgeändert werden können, die allgemeinen Einrichtungen einer Vorrichtung zum Verdichten von Wasserdämpfen, welche sich aus einem Destillirkolben, einem Kessel oder einer Zukerpfanne entwikeln, und zum Abkühlen der Flüssigkeit, welche durch das Verdichten zum Vorscheine kommt.

Fig. 22 ist bloß eine Skizze des allgemeinen Baues eines Apparates, der nach den fraglichen Principien erbaut ist, aus welcher Skizze die Natur der Erfindung des Patentträgers hervorgehen soll. Es sey A die Quelle der Dämpfe oder der Dampfkessel, der Kolben oder die verschlossene Pfanne, welche die abzudämpfende oder einzudikende Flüssigkeit enthält. Die Röhre B, durch welche der Dampf strömt, so wie er aus dem Kessel emporsteigt, ist mit einer anderen Rohre C von größerem Durchmesser, welche an beiden Enden geschlossen ist, umgeben. Eine Pumpe D zieht aus dem Behälter E Wasser auf, welches dadurch, daß es vorher in Berührung mit den Dampfröhren durch den Apparat lief, erwärmt worden. Diese Pumpe treibt das Wasser durch die Röhre F in den ringförmigen |41| Raum, der sich zwischen den Röhren B und C befindet, und den wir eine Kammer nennen wollen; in dieser Kammer erreicht das Wasser durch die unmittelbare Berührung, in der es mit der Röhre B steht, die Temperatur der Dämpfe, welche abgekühlt werden sollen. Die Röhre G leitet das Wasser aus der Röhre C in den ringförmigen Seiher oder in das Sieb H, durch dessen unteren Theil eine Menge Löcher gebohrt sind, und aus welchem das warme Wasser beständig in Form eines Regens herabfällt. Mit dem Ende der Röhre B ist ein Destillirschlangenrohr I, I in Verbindung gebracht, welches in seiner ganzen Länge mit Leinen- oder Baumwollzeug, der durch den aus dem Siebe herabfallenden Regen befeuchtet wird, umwunden werden muß. Da das Wasser auf seinem Durchgange durch die Röhre C erhizt wurde, so wird der aus dem Siebe herabfallende Regen eine höhere Temperatur haben, als die atmosphärische Luft, und folglich wird, indem die umgebende Luft während des Herabfallens erhizt wird, durch die Schlangenwindungen des Rohres ein bedeutender Zug nach Oben entstehen.

Wenn nun das Sieb und das Schlangenrohr in eine Art von Schlot oder in die aufrechte Röhre K, K, welche oben und unten offen ist, eingeschlossen sind, so wird durch den herabfallenden warmen Wasserwegen in dieser Röhre ein aufsteigender Luftstrom entstehen, ähnlich jenem, der in einem mit einem Ofen in Verbindung stehenden Rauchfange, oder in dem Brenner einer Argand'schen Lampe Statt findet. Hieraus folgt, daß in entgegengesezter Richtung mit dem herabfallenden Regen durch jenen Theil des Cylinders K, K, der sich unter dem Seiher oder unter dem Siebe befindet, ein starker Luftzug nach Aufwärts Statt finden wird. Wenn die Luft bei der unteren Mündung der Röhre oder des Schlotes K, K eintritt, so besizt sie denselben Grad von Temperatur und Feuchtigkeit, wie die äußere atmosphärische Luft; bei dem Durchgange durch diesen Schlot trifft sie jedoch mit einer wärmeren und feuchteren Luft zusammen, indem die Luft daselbst theils durch die Hize, welche die heiße, durch die Röhren strömende Flüssigkeit beständig abgibt, theils durch den heißen Wasserregen, theils endlich auch durch den Dampf, welcher sich von den Oberflächen der benezten und mit Zeug umwundenen Windungen des Schlangenrohres entwikelt, erhizt wird.

Da also die atmosphärische Luft in dem Schlote eine höhere Temperatur hat, als die äußere atmosphärische Luft, so wird durch die obere Oeffnung K beständig ein Luftstrom emporsteigen, welcher dadurch wieder ersezt wird, daß die äußere Luft dafür in die untere Mündung des Schlotes oder der Röhre eindringt. Die auf diese Weise von Unten eintretende frische Luft, welche kalt und troken ist, |42| ist ganz geeignet, innerhalb des Schlotes Wärme und Feuchtigkeit aufzunehmen, indem sich das Wasser in der Röhre in sehr fein zertheiltem Zustande befindet, viele Berührungspunkte und eine große Oberfläche darbietet, und eine höhere Temperatur, als die atmosphärische Luft besizt. Da überdies die kalte trokene Luft beständig erneuert, und dem Dampfe so schnell als er sich entwikelt, durch den latenten Wärmestoff ein Zufluß an Wärme geliefert wird, so wird auf diese Weise ein Theil des herabfallenden Regens oder Wassers verdampft, und durch diese Verdampfung wird nicht bloß dem Wasser, welches durch den umwikelten Zeug mit den Windungen des Schlangenrohres in Berührung erhalten wird, sondern auch den heißen, durch das Schlangenrohr strömenden Dämpfen Wärmestoff entzogen. Dieser Verdampfungsproceß besizt mithin eine kühlende Kraft, welche in dem unteren Theile des Schlotes oder der Röhre K nur schwach ist, weil die Temperatur des Wassers und des Schlangenrohres an diesem Theile niedriger ist, welche jedoch um so mehr zunimmt, je näher man dem Seiher oder dem Siebe kommt, an welchem sie den höchsten Grad erreicht hat. Der Luftstrom ist hienach an jedem zwischen der unteren Mündung des Schlotes und dem Seiher oder Siebe gelegenen Punkte immer etwas kühler, als die Atmosphäre der Region, durch welche er geht; und seine Temperatur wird, indem er durch diese wärmere Region geht, nicht nur in's Gleichgewicht gebracht, sondern er nimmt zugleich auch eine neue Menge Wasserdampf auf, wodurch die neue Temperatur, die er erlangt, mit seiner Sättigungscapacität ausgeglichen wird. Die durch die Verdünstung bedingte Abkühlung wirkt von der unteren Mündung des Schlotes bis zur unteren Seite des Seihers oder des Siebes ununterbrochen und progressiv; und dieser Kühlproceß wirkt nicht bloß als Verdünstungsmittel, sondern er kühlt auch ab, indem der Luftstrom dadurch, daß er den durch das Schlangenrohr strömenden Flüssigkeiten oder Dämpfen Wärmestoff entzieht, erwärmt wird. Es findet mithin auch die Abkühlung vom unteren Theile der Röhre oder des Schlotes bis zum Siebe oder Seiher ununterbrochen und in progressivem Maaße Statt.

Am Schlüsse dieser etwas unpraktisch klingenden Einleitung sagt der Patentträger, daß die Geschwindigkeit oder die Kraft des durch die Röhre oder den Schlot K ziehenden Luftstromes durch künstliche Mittel beschleunigt werden kann; sey es, daß man die aus der oberen Mündung austretende Luft oder den Dampf in den Rauchfang oder Feuerzug eines Ofens leite, oder daß man einen sich umdrehenden Windfang oder Ventilator, oder irgend eine andere Vorrichtung, durch welche der Luftzug verstärkt werden kann, anbringt. Ich |43| brauche mich jedoch, fährt er fort, hierüber nicht weiter einzulassen, indem ich hier bloß die Principien meines Apparates in ganz einfachem Zustande erläutern will; bemerken muß ich jedoch, daß der Flächenraum der unteren Mündung, durch welche die Luft in den Schlot K eindringt, und der Flächenräum der oberen Mündung, bei der dieselbe wieder austritt, je nach der Wirkung, die man erzielen will, im Verhältnisse zu einander stehen müssen.

Es ist ferner zu bemerken, daß wenn dieser Apparat die beste Wirkung äußern soll, die Geschwindigkeit des Luftstromes selbst sich auf dem Maximum befinden muß. Da die Geschwindigkeit des Luftstromes von dem Ueberschusse der Temperatur des herabfallenden Wassers und der Windungen des Schlangenrohres über die Temperatur der äußeren atmosphärischen Luft bedingt ist, so folgt hieraus, daß sich das herabfallende Wasser auf dem Maximum der Temperatur befinden muß. Das Maximum dieses Ueberschusses der Temperatur ist jedoch nur vorhanden, wenn das Wasser, welches den Regen unterhält, dieselbe Temperatur hat, wie die Dämpfe, welche verdichtet werden sollen; wäre seine Wärme geringer, so würde es weniger Luft herbeiziehen, und wäre sie größer, so würde dadurch die Temperatur der Dämpfe, welche verdichtet werden sollen, erhöht werden. Der in der Röhre K angebrachte Wasserregen äußert demnach das Maximum seiner Wirkung als Kühlmittel, wenn er eben so warm ist, als die zu verdichtenden Dämpfe; ich kann demnach die Behauptung aufstellen: „daß wenn man Wasser als Kühlmittel anwendet, eine geringere Quantität davon nöthig ist, wenn man es warm anstatt kalt anwendet; und daß die geringste Quantität Wasser verdünstet wird, wenn dasselbe eben so warm ist, als die wässerigen oder geistigen Dämpfe, auf die es einzuwirken hat.“ Diese Behauptung ist, so sonderbar sie auch klingen mag, ganz den Gesezen der Natur gemäß; sie kommt uns nur deßwegen fremdartig vor, weil bisher noch nie warmes Wasser mit Luftströmen zum Abkühlen verwendet wurde.

Das Wasser in dem Seiher oder in dem Siebe muß demnach diesen Principien gemäß bis auf die Temperatur der abzukühlenden Dämpfe erhizt werden; und um dieß zu bewirken, lasse ich das lauwarme, aus dem Behälter E empor gepumpte Wasser in der Kammer C circuliren. Es beginnt bei dieser Circulation zugleich auch als Kühlmittel zu wirken; denn es nimmt einen Theil der Wärme der durch die Röhre B strömenden Dämpfe auf, und wirkt dann ferner in dem Schlote oder in dem Cylinder auf die beschriebene Weise als Verdichter. Jener Theil des Wassers, welcher sich noch in flüssigem Zustande befindet, nachdem er von einer Windung |44| des Schlangenrohres zur anderen herabgefallen, gelangt lauwarm auf die schiefe Fläche L, die ihn wieder in den Behälter E zurükführt, aus welchem es dann neuerdings wieder in die Kammer C emporgepumpt wird.

Die Röhre oder der Schlot K kann eine größere oder geringere Höhe haben; je höher er ist, um so stärker wird der Luftstrom dadurch werden. Die Stärke oder Geschwindigkeit des Luftstromes kann übrigens durch den Flächenraum der Eintritts- und der Austrittsmündung bemessen werden. Wenn der Schlot bloß bis zur Höhe des Siebes oder des Seihers emporsteigt, so ist seine Wirkung viel geringer, als sie ist, wenn er über denselben hinaussteigt. Ich bemerke hier nur noch, daß wenn der Schlot oder der Cylinder entfernt wird, auch dadurch ein geringerer Grad von Wirkung hervorgebracht werden kann, daß in dem cylindrischen, von den Schlangenwindungen gebildeten Raume auf die angegebene Weise ein Luftzug erzeugt wird; übrigens kann man auch an einem irgend anders geformten Apparate durch die Mitte desselben einen ähnlichen Luftzug hervorbringen; ich habe das Schlangenrohr bloß zur Erläuterung der Principien dieser Verdichtungs- und Abkühlungsmethode gewählt.

Die geringe Quantität Wasser, welche bei diesem Verdichtungsprocesse verloren geht, d.h. jene Quantität, welche an der oberen Mündung des Schlotes in Dampfform entweicht, kann durch einen kleinen Strom kalten Wassers, welcher in den Behälter E oder zwischen den Röhren B und C in die Kammer geleitet wird, ersezt werden. Arbeitet man mit Wasserdämpfen, so beträgt der Verbrauch an Wasser dem Gewichte nach jederzeit weniger, als das Gewicht der in tropfbare Flüssigkeit verwandelten Dämpfe.

Soll der Apparat zum Destilliren verwendet werden, so muß sich das Schlangenrohr in ein Gefäß M endigen, welches zur Aufnahme des Productes der Destillation bestimmt ist. Es wird von selbst erhellen, daß das verbesserte Verfahren zu verschiedenen Zweken, bei welchen Verdichtung und Abkühlung erfordert wird, benuzt werden kann, wie z.B. zum Eindiken und Versieden von Zuker, zum Verdichten und Abkühlen von destillirten Dämpfen, Salzlaugen etc. im luftleeren Raume oder nach gewöhnlichem Verfahren, zum Abkühlen der Würzen der Brauer und zum Abkühlen anderer Flüssigkeiten.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Tafeln


Orte
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: