Titel: Ueber Neuerungen an Kälteerzeugungsmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1886, Band 259 (S. 262–266)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj259/ar259095

Ueber Neuerungen an Kälteerzeugungsmaschinen.

(Patentklasse 17. Fortsetzung des Berichtes Bd. 256 S. 69).

Mit Abbildungen auf Tafel 18.

Von den zahlreichen, in neuerer Zeit genommenen Patenten auf Kälteerzeugungsmaschinen gehört ein groſser Theil den Bestrebungen an, welche auf Verbesserung der Vacuum-Eismaschine abzielen. Diese von Fr. Windhausen ins Leben gerufene Kältemaschine unterscheidet sich in ihrer Wirkungsweise wenig von den Ammoniak-Absorptionsmaschinen, Was bei letzteren durch Verdampfen von Ammoniak und Verdichten der Dämpfe in Wasser erreicht wird, geschieht bei den Vacuummaschinen durch Verdampfen von Wasser und Absorbiren der Dämpfe in Schwefelsäure. Ein Unterschied besteht nur darin, daſs der Natur des Wasserdampfes entsprechend der ganze Vorgang bei groſser Luftverdünnung sich abspielt. Theoretisch stehen also beide Systeme auf gleicher Stufe und kann von der Vacuummaschine so wenig wie von den Ammoniak-Absorptionsmaschinen die einem bestimmten Kohlenverbrauche entsprechende höchste, überhaupt mögliche Leistung an Kälte erwartet werden; in praktischer Hinsicht muſs sogar die Vacuummaschine zurückstehen, nicht nur wegen der dazu benutzten, auf die meisten im Maschinenbaue vorkommenden Materialien zerstörend wirkenden Schwefelsäure, sondern auch wegen des in der Maschine herrschenden Vacuums, welches bei vorkommenden Undichtheiten ein Eindringen der atmosphärischen Luft gestattet und Gelegenheit zu empfindlichen Störungen gibt.

In ihrer ursprünglichen Gestalt (vgl. 1884 252 * 369) diente die Vacuummaschine ausschlieſslich zur Eisbereitung. Das immer mehr wachsende Bedürfniſs nach Maschinen, welche eine unmittelbare Verwendung der Kälte gestatten, hat Windhausen (* D. R. P. Nr. 33167 vom 10. Oktober 1884) veranlaſst, die Vacuummaschine derart umzubauen, daſs sie auch zur Erzeugung von kaltem Wasser benutzt werden kann und ist diese Abänderung in Fig. 1 Taf. 18 dargestellt.

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An Stelle der Gefrierkammern der älteren Maschine ist eine luftdicht geschlossene Trommel a getreten; in derselben wird nicht mehr wie früher reines Wasser, sondern eine Salzlösung zum Verdampfen gebracht, hierdurch abgekühlt und nach dem in den Luftkühlapparaten von Linde (vgl. * S. 35 d. Bd.) gegebenen Beispiele in einem Rohrnetze durch die zu kühlenden Räume geleitet. Der Absorptionsapparat e und die zur Vorwärmung bezieh. Vorkühlung der Säure dienenden Apparate f und g sind die alten; dagegen hat die Pumpe h, welche die Säure nach dem Concentrator schafft, eine Neuerung erfahren. Dieselbe muſste, da ein Ansaugen aus dem Vacuum unmöglich ist, einzig als Druckpumpe ausgeführt werden und zu dem Zwecke sind im Cylindermantel Schlitze angebracht (vgl. Fig. 2 Taf. 18), so daſs bei hochstehendem Kolben die Säure durch ihr Eigengewicht den unteren Theil des Cylinders füllen kann und durch den niedergehenden Kolben nur weitergeschoben zu werden braucht.

Die in den Luftkühlapparaten kreisende Salzlösung wird auch noch zur Erzeugung von kaltem Süſswasser benutzt, indem man sie auf ihrem Rückwege nach dem Verdampfer in den Röhrenapparaten b und c an dem in umgekehrter Richtung durch diese Apparate flieſsenden Wasser entlang führt. Soll nebenbei auch Eis gemacht werden, so kommt noch ein gewöhnlicher, mit eingehängten Blechzellen versehener (in der Zeichnung nicht angegebener) Generator zur Aufstellung, an welchen dann ein Theil der Salzlösung durch die Zweigleitung d abgegeben wird.

Als ein Uebelstand der ganzen Einrichtung muſs es bezeichnet werden, daſs die in den weitverzweigten Röhren der Luftkühlapparate flieſsende Salzlösung ebenfalls unter der Einwirkung der Luftverdünnung steht, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Störungen in Folge von Undichtheiten vergröſsert wird. Um bei etwaigem Eindringen von atmosphärischer Luft ein Zurückschleudern des gesammten Wasserinhaltes der Röhren nach dem Verdampfer zu verhüten, ist allerdings bei i ein Rückschlagventil in die Leitung eingeschaltet und den gleichen Zweck hat das im oberen Theile des Apparates c angebrachte Schwimmerventil k, welches bei zu hohem Wasserstande im Verdampfer den Zulauf durch Rohr l vermindern und beim Ueberschreiten einer bestimmten Höhe das Lufteinlaſsventil m öffnen soll, um einen Ausgleich der Spannungen herbeizuführen. Ob man sich aber auf solche Sicherheitsvorrichtungen im Augenblicke der Noth verlassen kann, ist mehr als fraglich. Zum Ersätze des verdampften Wassers muſs stets von auſsen neues Wasser zugeführt werden, was durch einen Stellhahn n geschieht. Um die Kühlung der Säure im Absorptionsapparate zu verstärken, ist noch ein Röhrenkühler o eingeschaltet, durch dessen Röhren die Säure sich bewegt, während die Röhren auſsen von kaltem Wasser umspült werden.

Es ist nicht zu bestreiten, daſs die Vacuummaschine durch Anpassen an die Einrichtungen für Luft- und Wasserkühlung vielgliederiger |264| in ihrem Baue geworden und deshalb schwieriger zu behandeln ist als in ihrer früheren Form.

Im Anschlusse hieran mag der dem Internationalen Vacuum-Eismaschinen-Verein in Berlin (* D. R. P. Nr. 33172 vom 7. März 1885) geschützte Concentrationsapparat für verdünnte Schwefelsäure Erwähnung finden. In demselben soll das Eindampfen der Schwefelsäure dadurch erfolgen, daſs heiſse trockene Luft durch dieselbe geblasen wird, welche sich hierbei mit Wasserdampf sättigt. Wie aus Fig. 7 Taf. 18 ersichtlich, tritt die Säure in feinem Strahle in einen mit säurefestem Material gefütterten cylindrischen Kessel a, in dessen unterem Theile sie sich sammelt. Die durch das Rohr b eingeblasene heiſse Luft steigt in der Säure nach oben und tritt, vermischt mit Wasserdampf, durch die Oeffnungen c in den oberen Theil des Gefäſses, wo sich zunächst an einer Anzahl über einander angeordneter ringförmiger Platten d und weiterhin in den Räumen e und f in Folge der Richtungsänderung des Luftstromes die mitgerissene Säure abscheidet, während Luft und Dampf bei g den Apparat verlassen. Die concentrirte Säure geht vor ihrem Austritte unter gleichzeitiger Abkühlung durch ein Filter h, welches die von der Luft etwa eingeführten Unreinigkeiten, wie Staub u. dgl., zurückhalten soll, und wird schlieſslich bei i entnommen.

Als ein groſser Uebelstand hat es sich bei der Vacuummaschine erwiesen, daſs der Betrieb derselben kein stetiger ist. Um nämlich das Eindampfen noch mit einigem Vortheile durchführen zu können, arbeitet man im Absorptionsgefäſse mit einer bestimmten Menge Säure so lange, bis ein möglichst starker Grad von Verdünnung erreicht ist, worauf man die gesammte Säure entnimmt und dieselbe durch concentrirte ersetzt. Der Betrieb zerfällt demnach in Abschnitte, in denen anfangs mit concentrirter, gegen Ende mit verdünnter Säure gearbeitet wird; während also zeitweise die Absorption eine heftige, das Vacuum tief und demgemäſs die Kältewirkung eine sehr starke ist, nimmt dieselbe in dem Maſse ab, als die Verdünnung der Säure fortschreitet.

Es fehlt nicht an Versuchen, den Vorgang in der Vacuummaschine zu einem gleichmäſsigen zu gestalten, und ein solcher liegt beispielsweise in dem Apparate von Herm. Egells in Berlin (* D. R. P. Nr. 33166 vom 26. August 1884) vor. Das Absorptionsgefäſs besteht hier aus einem liegenden cylindrischen Kessel., welcher in seiner unteren Hälfte in eine Anzahl Kammern a (Fig. 3 Taf. 18) getheilt ist. Die Säure gelangt durch Rohr b in die erste Kammer, von da theils frei überfallend, theils unterstützt von Flügelrädern nach der zweiten, dritten Kammer u.s.f., während die zu absorbirenden Dämpfe bei c eintreten und durch d nach der Luftpumpe abgesaugt werden. Durch Rührwerke in den einzelnen Kammern wird dafür gesorgt, daſs die Säure in möglichst groſser Oberfläche mit den Dämpfen in Berührung kommt und so wandert dieselbe, von Kammer zu Kammer sich verdünnend, durch den ganzen Apparat, |265| um schlieſslich durch das Rohr e in möglichst stark verdünntem Zustande entnommen zu werden. Die Form des Gefäſses gestattet zugleich eine bessere Ausnutzung des dasselbe von auſsen umspülenden Kühlwassers, da sie eine gröſsere Oberfläche bietet als ein einfacher cylindrischer Kessel.

Den gleichen Zweck verfolgt Emil Welz in Breslau (* D. R. P. Nr. 31229 vom 11. März 1884), indem er sowohl die Säure, als die verdampfende Flüssigkeit in einer dünnen Schicht über groſse Flächen strömen läſst. Wie aus Fig. 4 Taf. 18 zu entnehmen, besteht der Refrigerator aus zwei concentrisch zu einander angeordneten Räumen. In dem äuſseren Raume a findet die Verdampfung des an einer eng gewundenen Rohrspirale herabrieselnden Wassers statt, dessen Kälte unmittelbar auf die im Inneren der Spirale kreisende Salzlösung übertragen wird. Die Wasserdämpfe treten nach dem inneren Cylinder b und werden dort von der ihnen in dünner Schicht entgegen flieſsenden Säure absorbirt, während eine Luftpumpe die dem Wasser entweichende Luft durch Rohr c absaugt. Die Spirale, über welche die Säure rieselt, wird ebenfalls von einem Rohre gebildet und in letzterem strömt das Kühlwasser, welches die beim Absorbiren entwickelte Wärme abführen soll. Das im unteren Theile von a sich sammelnde Wasser gelangt mittels einer Pumpe wieder in die Höhe, zu erneuter Verdampfung, während die verdünnte Säure aus dem unteren Theile von b durch eine Pumpe nach dem Sammelgefäſse gedrückt wird, von wo aus sie zum Concentrator gelangt; letzterer besteht aus einem mit Glas- oder Porzellankugeln gefüllten Thonrohre a (Fig. 5 Taf. 18) und wird in der Weise gehandhabt, daſs man abwechselnd einmal mittels eines Gebläses heiſse Gase aus einem Kokesofen von unten nach oben durch die Kugeln saugt und dann, wenn letztere genügend erhitzt sind, die verdünnte Säure durch die Kugeln strömen läſst. Dieselbe soll auf ihrem Wege durch die heiſsen Kugeln soviel an Wasser verlieren, daſs sie bei b als concentrirt zu weiterem Gebrauche entnommen werden kann.

Der Welz'sche Apparat wird nur dann richtig arbeiten, wenn die Flüssigkeiten an den Spiralen überall gleichmäſsig herabflieſsen; letzteres hat nun freilich seine Schwierigkeiten, denn die geringste Abweichung der Oberkante des Vertheilungstrichters von der Wagerechten, Schlammansatz u. dgl. können leicht einseitiges Ueberlaufen veranlassen und dadurch einen groſsen Theil der Kühlflächen unwirksam machen. Diesen Uebelstand suchte nun A. Kux in Berlin (* D. R. P. Nr. 33409 vom 2. December 1884) in seinem stetig wirkenden Absorptionsapparate nach Möglichkeit zu vermeiden. In einem geschlossenen Gefäſse a (Fig. 6 Taf. 18) ist eine Anzahl Schalen aus säurebeständigem Materiale unter einander so angeordnet, daſs die oben durch b eintretende Säure bald über den äuſseren, bald über den inneren Rand von einer zur anderen flieſst. Die zu absorbirenden Dämpfe treten bei c in den Apparat, müssen |266| also, um zu den oberen Schalen zu gelangen, den Schwefelsäureregen durchbrechen. Indem so die Säure auf einem langen Wege in groſser Oberfläche den Dämpfen ausgesetzt ist und sie diesen Weg langsam zurücklegt, hat sie Zeit genug, so viel Dämpfe zu absorbiren, daſs sie mit Wasser völlig gesättigt am Boden des Gefäſses anlangt. Zum Zwecke der Abkühlung liegen auf den Schalen Schlangenrohre, welche unter sich verbunden sind und von kaltem Wasser durchströmt werden. Ohne Zweifel läſst sich dieser Apparat ebenso gut auch als Verdampfer verwenden, in welchem Falle nur die zu kühlende Flüssigkeit in den Spiralen kreisen müſste, oder auch, wenn der Heizdampf durch die Spiralen geleitet wird, als stetig wirkender Concentrationsapparat.

Als Verdampfer benutzt, hätte der Apparat ebenso wie der Welz'sche jedenfalls den Vorzug vor dem Windhausen'schen Apparate, daſs die in geschlossenen Spiralen sich bewegende kalte Salzlösung nicht unter dem Einflüsse der Luftverdünnung steht.

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