Titel: Windhausen's Eisbereitungsmaschine.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1870, Band 195, Nr. XXXIV. (S. 115–118)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj195/ar195034

XXXIV. Die Eisbereitungsmaschine von Franz Windhausen, Civilingenieur in Braunschweig.

Nach dem Mechanics' Magazine, November 1869, S. 387.

Mit Abbildungen auf Tab. II.

Windhausen's Eisbereitungsmaschine gehört in jene Kategorie der Eismaschinen, bei welcher nach des Amerikaners Gorrie Idee durch eine Kraftmaschine Luft in einem Theile des Apparates zusammengepreßt und diese in dem anderen Theile desselben wieder ausgedehnt wird. Die bei der Zusammenpressung frei werdende Wärme wird von einem circulirenden Wasserstrom aufgenommen, während die bei der Ausdehnung erforderliche Wärme dem in Eis zu verwandelnden Wasser oder dem sonst zu kühlenden Fluidum entzogen wird.

Die Zusammenpressung und die Ausdehnung der Luft werden in einem Cylinder vollzogen, in welchem ein Kolben durch einen Motor hin- und herbewegt wird. Die comprimirte Luft gelangt aus dem Verdichtungsraum in einen Condensator oder Kühler, in welchem die Wärme derselben aufgenommen wird.

Schon der Verdichtungsraum des Cylinders wird unausgesetzt abgekühlt und im Condensator streicht aus demselben Grund die durch die Verdichtung erwärmte Luft durch Röhren, welche in einer Abtheilung von dem Kühlwasser, in der zweiten aber von der aus dem Verdünnungsraum und auch aus dem Refrigerator kommenden kalten Luft umspült werden.

Die in dieser Art abgekühlte aber verdichtete Luft gelangt nun aus dem Condensator in den Verdünnungsraum des Cylinders, geht von da durch einen stellbaren Wechsel in den Refrigerator und auch zum Theil (wie oben bemerkt wurde) in den Condensator.

Im Refrigerator befinden sich Zellen mit der zu kühlenden oder in Eis zu verwandelnden Flüssigkeit, oder es durchziehen etwa zu kühlende Gase oder Dämpfe Kühlröhren im Refrigerator. Die denselben passirende kalte Luft wird noch weiter im Condensator ausgenutzt oder streicht durch Röhren, welche das Kühlwasser umgibt, kommt aber schließlich wieder in den Verdichtungsraum, um immer wieder den angedeuteten Weg von Neuem zu machen.

Zur Unterhaltung eines gleichmäßigen Druckes in den einzelnen Theilen des Apparates steht mit dem Refrigerator ein ballonförmiger |116| Druckregulator aus elastischem Material in Verbindung, dessen Volum zunimmt, wenn der Druck im Inneren über den Atmosphärendruck steigt und umgekehrt.

Figur 3 ist ein Schnitt nach der Linie I, II der Figur 4, dem Grundriß der Maschine mit weggelassenem Refrigerator.

A ist der Cylinder, in welchem der Kolben B, von der Schwungradwelle D aus in Bewegung gesetzt, auf der einen Seite die Verdichtung, auf der anderen dagegen die Verdünnung der Luft bewerkstelligt. Unter dem Cylinder und diesem zur Auflage dienend befindet sich der Condensator oder Kühler F. Letzterer bildet einen rechteckigen verschlossenen Kasten, in welchem horizontale Röhren angebracht sind. Ueber dem Cylinder befindet sich der Refrigerator H, zum Theil auf jenem ruhend, und vorn durch den Pfeiler G gestützt.

Die einzelnen Maschinenabtheilungen communiciren durch die Röhren J mit den verschiedenen Zeichen und die Ventile L, M, N und O.

Was die Construction selbst betrifft, so ist aus dem Schnitt zu entnehmen, daß die Cylinderdeckel A¹ und A² hohlwandig sind und die Kammern bilden, welche mit a, b und a', b' bezeichnet sind. Letztere communiciren mit dem Inneren des Cylinders durch Ventile; L ist das Auslaß-, M das Einlaßventil für den rechts liegenden Verdichtungsraum; O und N sind die entsprechenden Ventile für die links liegende Verdünnungsabtheilung des Cylinders.

Den Cylindertheil, in welchem die Compression stattfindet, umgibt in einem gewissen Abstande der Mantel W; der den Hohlraum ununterbrochen durchziehende Wasserstrom kühlt die Cylinderwände ab. Der Theil Q der Cylinderwand, wo die Verdünnung stattfindet, ist dagegen mit schlechten Wärmeleitern umhüllt, wozu man Sägemehl oder lose Baumwollschichten benutzt. c ist eine Luftkammer, welche ringförmig um den Cylinder geht, den Compressions- und den Expansionsraum von einander scheidend. Durch einen gelassenen Spalt gelangt auch bei c die nöthige Schmiere zum Kolben B.

Der Kolben B ist fast so dick als die Hubhöhe beträgt, und mit Rücksicht auf die Verhinderung jeder Wärmeleitung aus zwei von einander abstehenden Scheiben, welche ein hölzerner cylinderförmiger Mantel verbindet, construirt. Der innere Hohlraum ist mit schlechten Wärmeleitern ausgefüllt und die an der inneren Cylinderwand streifenden Randplatten sind mit je einem Dichtungsring versehen. Die Kolbenstange geht durch eine Stopfbüchse und erlangt weiterhin im Pfeiler G eine zweite Führungsstelle.

Die Bewegung des Aus- und Einlaßventils N und O erfolgt von |117| zwei excentrischen Scheiben S auf der Hauptwelle mit Hülfe der aus der Zeichnung zu entnehmenden Mechanismen. Während eines Theiles des Hubes von rechts nach links ist das Einlatzventil O geöffnet und abgekühlte comprimirte Luft gelangt hinter den Kolben; das Ventil wird hiernach geschlossen und die Expansion tritt ein. Beim Rückgang des Kolbens ist das Auslaßventil N geöffnet.

Das Innere des Condensators ist in zwei Abtheilungen getheilt, weil in jener rechts die durchgehenden Röhren, in welchen die comprimirte Luft behufs der Abkühlung circulirt, vom wechselnden kalten Wasser umgeben sind; letzteres wird durch Pumpen in den ringförmigen Raum W und von da durch das Rohr W¹ zum Condensator gebracht, den es durch das Rohr W² verläßt.

Um eine innige Berührung des Kühlwassers mit den Röhren zu veranlassen, sind besondere Metallplatten eingestellt, um den Wasserstrom zweckmäßig zu leiten. Das Wasser und die zu kühlende verdichtete Luft strömen einander entgegen. Die Abtheilung links ist ähnlich construirt; das Kühlmittel bildet aber hier die Luft, welche durch das Rohr J² (in Fig. 3 punktirt angezeigt) direct aus der Verdünnungskammer b' und auch aus dem Refrigerator H durch die Leitung J³ (ebenfalls in Fig. 3 punktirt) in der Richtung der Pfeile zugeleitet wird. Hat diese Kühlungsluft den Condensator durchstrichen, so gelangt sie durch J⁴ zur Kammer b, wird durch das Ventil M, wenn vom Kolben angesaugt, eingelassen, beim Kolbenrückgang verdichtet und erwärmt, durch das Ventil L und das Rohr J¹ aber nun neuerdings zur Abkühlung in den Condensator geführt, so daß (abgesehen von Luftverlusten) ein ununterbrochener Kreislauf derselben Luft stattfindet.

Die beiden Röhrensysteme im Condensator münden in die Trennungskammer i, in welche die erwärmte verdichtete Luft aus der Kammer a durch das Rohr J¹ geleitet wird; die abgekühlte zieht dagegen durch J in den Expansionsraum a' des Cylinders.

Der Refrigerator H ist aus Holz gezimmert, doppelwandig, luftdicht und mit einer schlechtleitenden Schutzwand gefüttert. Sein Deckel hat Ausschnitte zur Einstellung von oben geöffneten Metallbüchsen H¹. In diese stellt man die Zellen H² (d.h. jene welche die zu kühlende oder in Eis zu verwandelnde Flüssigkeit enthalten). Zur Vermittelung eines besseren Contactes ist in H¹ etwas Spiritus oder eine Chlorcalciumlösung enthalten.

Man kann indeß auch H¹ direct als Eisbüchse verwenden, um so leichter, da sie nur lose eingestellt sind, aber zur Erzielung einer luftdichten Verbindung mit der oberen Flantsche auf einem Filzring liegen.

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Besondere zickzackförmige Zwischenwände H³, in den Zwischenräumen des Refrigerators aufgestellt, sollen eine innigere Berührung der wärmeentziehenden expandirten Luft mit den Gefäßen H¹ erzielen.

Die abgekühlte verdichtete Luft expandirt im hinteren Cylindertheil und in dem mit diesem durch J⁵ in Verbindung gebrachten Refrigerator, durchstreicht denselben und gelangt endlich, wie oben erwähnt, durch J³ in den Condensator zur Abkühlung des unterdessen comprimirten und in den Kühler eingeleiteten Luftantheiles.

Zur Unterhaltung eines gleichmäßigen Druckes dient der elastische Ballon Z, welcher durch das Rohr y mit dem Inneren des Refrigerators communicirt.

Luftverluste werden durch das Ventil R ersetzt, wenn die atmosphärische Luft Ueberdruck gewinnt; die eintretende Luft durchzieht sofort das mit Chlorcalcium gefüllte unter R befindliche Gefäß.

Handelt es sich um Abkühlung von Luft, Gasen, Condensation von Dampf, so werden diese durch Röhren geleitet, welche den Refrigerator durchziehen.

Auch zur Ventilation von Räumlichkeiten, wie Keller, Hospitäler, Theater etc. wird diese Anordnung empfohlen. Die gekühlte Luft gelangt durch J⁵ in die zu ventilirenden Räume und frische atmosphärische Luft wird durch J⁴ in die Verdichtungskammer geleitet.

Noch bleibt zu erwähnen die Vorrichtung zur Theilung des verdünnten Luftstromes, welcher vom Cylinder bekanntlich zum Theil und zwar durch J⁵ nach dem Eisraum, dem Refrigerator H, und theilweise durch J² zur Abkühlung in den Condensator geführt wird. Die beiden letztgenannten Leitungsröhren J² und J⁵ stehen durch den Kasten J⁶ in Verbindung, in welchem sich ein drehbarer Schieber P befindet, den der Aufseher von Außen entsprechend stellt.

Das Maximum der Kälte ist erreichbar, wenn sämmtliche durch die Luftverdichtung, ferner durch die Reibung des Kolbens etc. frei werdende Wärme vom Kühlwasser aufgenommen und abgeleitet wird.

Eine solche Maschine wird jetzt im Krystall-Palast in London aufgestellt.

J. Z.

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