Titel: Neuerungen an Eis- und Kühlmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1890, Band 275 (S. 97–110)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj275/ar275019

Neuerungen an Eis- und Kühlmaschinen; von Prof. Alois Schwarz in M.-Ostrau.

(Fortsetzung des Berichtes S. 1 d. Bd.)

Mit Abbildungen auf Tafel 5 und 6.

II. Vacuum-Kühlmaschinen.

An dieser Art von Kühlmaschinen sind nur wenige Neuerungen zu verzeichnen; zunächst die in Fig. 1 bis 8 Taf. 5 dargestellte und nachstehend beschriebene Vacuum-Eismaschine von Southby und Blüh.

Bei derselben bildet der Cylinder A mit dem Kolben P eine einfach wirkende Dampfpumpe, welche durch das einseitig belastete Kurbelschwungrad W angetrieben wird. Letzteres sitzt auf einer Welle, die in beliebiger Weise mit einer Transmission verbunden sein kann. Wie ersichtlich, bewegt sich die Kurbel W in einem Gehäuse B. Dieses bildet mit dem Raume des Cylinders A unter dem Kolben P den Vacuumraum, ist daher vollkommen luftdicht abgeschlossen und namentlich an der Durchlaſsöffnung für die Antriebswelle mit guter Dichtung versehen. Der Kolben saugt den Dampf beim Niedergange durch das Ventil V aus dem Eiskessel, welcher nicht mitgezeichnet ist und durch eine Rohrleitung mittels des Rohrstutzens zwischen Cylinder A und Gehäuse B mit dem Vacuumraume in Verbindung steht. Beim Aufgange drückt der Kolben den angesaugten Dampf durch das Auslaſsventil V1 im Kasten E und in den Condensator F, von wo er als Wasser und gemeinsam mit der Luft, welche etwa in die Maschine gelangt ist, herausbefördert wird. Die hierbei erforderliche zweite Pumpe G erhält von der Antriebswelle durch ein Excenter ihre Bewegung. Um beim Beginne der Arbeit der Maschine die eingeschlossene Luft aus derselben herauszuschaffen, muſs das Ventil V eine Zeit lang auſser Thätigkeit bleiben, d.h. es muſs Communication zwischen den beiden Räumen des Cylinders über und unter dem Kolben bestehen, so daſs die Pumpe des Condensators allein wirkt: denn so lange noch Luft in gröſserer Menge in der Maschine ist, würde eine kolossale Kraft erforderlich sein, um den groſsen Kolben hoch zu bringen, da über demselben Compression stattfindet. Zu diesem Zwecke ist die Vorrichtung H, N, L vorgesehen. Sobald man die Handkurbel H in der einen Richtung dreht, schiebt sich der Hebel N an der schräg liegenden Schraubenspindel empor und veranlaſst den Winkelhebel L zu verhindern, daſs sich das Ventil V beim Spiele des Kolbens auf seinen Sitz legt. In Fig. 6 und 8 ist die Luftpumpe G und der Condensator F in gröſserem Maſsstabe gezeichnet. Das Dampfrohr vom Kasten E mündet bei M und der Dampf tritt durch die Röhren T, welche von Wasser umspült werden, durch Löcher b in die Pumpe und wird durch die beiden Kolben fortgedrückt. Nach dem Gesagten ergibt sich der Arbeitsvorgang wie folgt: Die Luftpumpe G schafft zunächst |98| die sämmtliche Luft aus der Maschine und das Vacuum füllt sich mit Wasserdampf. Nach Freigabe des Ventils V comprimirt der Kolben bei jedem Aufgange den oberhalb befindlichen Dampf und drückt ihn nach E. Damit bei dieser Compression sich der Dampf nicht bereits im Cylinder zu Wasser verdichtet, haben die Erfinder im oberen Theile des Cylinders A eine Dampfheizung angebracht, welche in Form eines Schlauches um denselben geht. Dadurch wird der Dampf auf einer Temperatur erhalten, welche die Wasserbildung verhindert. Erst in dem Condensator findet die Verdichtung zu Wasser statt. Die Eisbildung tritt bei der beschriebenen Maschine nach wenigen Minuten ein.

Eine andere neuere Vacuum-Kühlmaschine ist die unter D. R. P. Nr. 38733 vom 22. Oktober 1885 patentirte von Julius Csete in Birmingham, welche im Wesentlichen den bekannten Vacuummaschinen von Windhausen ähnlich construirt ist, und bei welcher gleichfalls eine Salzlösung abgekühlt wird, in welche die Gefrierzellen eingehängt werden.

III. Compressionsmaschinen.

Eine neue Construction von Compressionspumpen für hoch gespannte flüchtige Dämpfe, hauptsächlich für Ammoniak und Kohlensäure, und zwar zum Zwecke der Kälteerzeugung, haben sich die Ingenieure C. Hartung und L. Wepner, früher in Nordhausen, jetzt in Magdeburg, patentiren lassen (D. R. P. Nr. 38477 vom 9. December 1885).

Diese Pumpe besitzt eine selbsthätig und stetig wirkende Kühlung für die innere Kolbenstange und den Kolben, sowie eine Absaugevorrichtung, mittels welcher die Undichtigkeiten des Kolbens und der Stopfbüchse in der Weise unschädlich gemacht werden, daſs die dadurch sonst verloren gehenden Gase ohne jeden Verlust der Saugleitung wieder zugeführt werden.

In der Zeichnung Fig. 9 und 10 ist die Compressionspumpe im Aufriſs und im Grundriſs dargestellt. Dieselbe besteht aus einem Cylinder A, welcher ein Saugventil x und ein Druckventil y besitzt, und dessen Kolben s von der Hauptwelle B aus durch die Kurbel C und die Pleuelstange D bewegt wird, wobei die Kolbenstange z mittels des Kreuzkopfes E in der Gleitbahn F geführt wird. Der Kolben ist für die Compressionsarbeit ein einfach wirkender. Die Kolbenstange z hat einen ein wenig geringeren Durchmesser als der Kolben s, und wirkt der auf diese Weise hinter dem Kolben geschaffene Raum a durch geeignet angebrachte Saug- und Druckventile b und c als kleine Pumpe. In diesem Pumpenraume a kann nur ein Druck herrschen, welcher von der Dichtigkeit des Kolbens abhängig ist, jedenfalls ist derselbe aber so gering, daſs die Stopfbüchsendichtung keine Schwierigkeiten mehr bietet. Sollte dennoch die innere Packung d der Stopfbüchse durchlässig werden, so sammeln sich die Gase zwischen durchlöcherten Stahlscheiben (Fig. 9), entweichen in einen über der Stopfbüchse angebrachten |99| Raum f, und werden aus diesem durch das mit dem Saugventil b in Verbindung stehende Rohr g nach dem Pumpenraume a gesaugt und von hier durch das Rohr h, welches einerseits mit dem Druckventil c des Hilfspumpenraumes a und andererseits mit dem Saugventil x der Hauptpumpe in Verbindung steht, nach der Saugleitung; des Compressors gedrückt.

Die innere Kühlung des Kolbens s und der Kolbenstange z ist durchaus sicher gemacht, indem das im Inneren der Kolbenstange z zur Zuführung der Kühlflüssigkeit angebrachte Rohr k durch den Kreuzkopf hindurch in seiner Verlängerung e einen Plungerkolben bildet, welcher wiederum mit dem in dieser Verlängerung und innerhalb des Kreuzkopfes angeordneten Druckventil m, dem Pumpenkörper n und dem Saugventil o eine zweite Hilfspumpe bildet, welche die Kühlflüssigkeit mit Druck durch die zu kühlenden Theile hindurchtreibt und durch das Schlauchrohr p zur neuen Abkühlung in den Kühlbehälter zurückbringt.

Neu und patentirt sind bei dieser Compressionspumpe die Verbindung des ringförmigen Raumes a, welcher durch die etwas dünner als der Kolben ausgeführte Kolbenstange geschaffen ist, mit Druck- und Saugventilen in der Weise, daſs dadurch eine Hilfspumpe gebildet wird, mittels welcher die in Folge von Undichtheit an Kolben und Kolbenstange entweichenden Gase wieder in die Saugleitung zurückgeführt werden; ferner die Anordnung der inneren Kolben- und Kolbenstangenkühlung derart, daſs das die innere Kühlflüssigkeit zuführende Rohr ke in seiner Verlängerung e eine Hilfspumpe bildet, welche die Kühlflüssigkeit selbsthätig durch die zu kühlenden Theile hindurchtreibt.

Einen ähnlich construirten Compressor wenden Hartung-Wepner für ihre neuen Ammoniak-Compressionsmaschinen an, welche von der Maschinenfabrik Buckau bei Magdeburg gebaut werden. Dieser Compressor ist von einem Mantel umgeben, in welchem die comprimirten Gase, bevor sie in den Condensator gelangen, schon vorgekühlt werden, wodurch zur Verflüssigung des Ammoniaks weniger Kühlwasser erforderlich ist. Ueberdies ist der Compressor noch mit einer neuen gleichfalls besonders patentirten Absaugevorrichtung für die Stopfbüchse versehen. Letztere ist mit einem am hinteren Ventildeckel des Compressors sitzenden Absaugeventil in Verbindung gebracht, welches sämmtliches durch die hintere Stopfbüchsenpackung entweichende Ammoniak direkt wieder in den Compressorcylinder zurücksaugt. Bei dieser hier angewendeten Neuerung liegt der Hauptvortheil darin, daſs die vordere Packung der Stopfbüchse nur die Saugspannung abzudichten hat. Der Innenraum mit dem darüber befindlichen Recipienten steht stets nur unter dem Saugdruck von 1 bis 2at; die dahin gelangenden comprimirten Gase expandiren hier, und kühlen dadurch die ganze Stopfbüchse, was als weiterer Vortheil dieser Construction anzusehen |100| ist. Verluste an Ammoniak sind hierbei vollständig ausgeschlossen, und die Anwendung einer Abdichtungs- und Sperrflüssigkeit wird dadurch unnöthig.

Bei den nach diesem System ausgeführten Kühlmaschinen ist noch eine weitere zum Patent angemeldete Neuerung angewendet, durch welche der Kühlwasserverbrauch verringert werden soll. Es wird hierbei im Condensator in besonderen Schlangen etwas Ammoniak verdampfen gelassen, wodurch das erwärmte Kühlwasser von Neuem abgekühlt, und auf diese Weise Kühlwasser, allerdings durch erhöhten Kraftaufwand für die Compression, erspart werden soll. – Der Compressor drückt die Ammoniakgase durch einen sogen. Schmutz- und Wassersammler, welcher den Zweck hat, mitgerissene Wassertheilchen und Verunreinigungen zurückzuhalten: diese werden dann zeitweise mittels eines besonderen Ventils in den Destillirapparat zurückgeleitet und, nachdem hier alles etwa mitübergegangene Ammoniak wieder abdestillirt und vom Compressor aufgesaugt ist, werden die Verunreinigungen durch einen Ablaſshahn entfernt.

Das dieser Erfindung (D. R. P. Nr. 45576 vom 6. Mai 1887) zu Grunde liegende Verfahren besteht darin, daſs man das comprimirte Verdampfungsmedium durch Verdampfung eines kleinen Theils des bereits condensirten Quantums abkühlt.

Die Abbildung Fig. 11 veranschaulicht einen Längenschnitt des Condensationsapparates, in welchem die gekennzeichnete Ausführung des neuen Verfahrens – getrennt von dem Kälteentwickler – ausgeführt werden kann. Der Apparat besteht aus einem cylindrischen Behälter A, welcher durch einen zweiten, am unteren Ende geschlossenen Cylinder in einen ringförmigen oberen und einen cylindrischen unteren Raum eingetheilt ist. In dem Behälter A befindet sich eine die ganze Länge desselben durchziehende Rohrschlange s, die durch Stopfbüchsen im Boden und im Deckel des Behälters hindurchgeht und oberhalb des Deckels an ein engeres Rohr a1 angeschlossen ist, das nahe am Boden des Behälters in dessen unteren Raum frei einmündet; andererseits ist die Rohrschlange unter dem Behälterboden an ein bedeutend weiteres Rohr a2 geschlossen, welches in die Saugrohrleitung des Compressors einmündet. Der Deckel des Behälters A hat eine ringförmige Höhlung mit mehreren kleinen Ausmündungen gegen das Innere des Behälters hin und einen Rohrstutzen, welcher in den ringförmigen Hohlraum einmündet und dazu bestimmt ist, den letzteren an die Druckleitung des Compressors anzuschlieſsen. Endlich ist in geringem Abstande von der Behälterwand ein Rohr eingefügt, welches bestimmt ist, das condensirte Verdampfungsmedium in den Kälteentwicklungsapparat oder Eisbildner zu überführen.

Der sich in diesem Condensationsapparate vollziehende Vorgang ist folgender: Das vom Compressor kommende comprimirte Verdampfsmedium |101| sinkt in inniger Berührung mit dem Schlangenrohr s von dem Deckel des Behälters allmählich bis zum Boden desselben herab und kühlt sich dabei an der Wandung des Schlangenrohres s ab, durch welches – unter der saugenden Wirkung des Compressors – das von unten in das Röhrchen a1 einflieſsende, bereits condensirte Medium verdampfend hindurchzieht, wobei dasselbe seiner Umgebung Wärme entzieht. Es kühlt sich somit das an dem Schlangenrohre s herabsinkende Medium mehr und mehr ab und kommt in condensirtem Zustande am Boden des Behälters an, von wo der gröſste Theil unter der Druckwirkung des nachfolgenden, theilweise noch dampfförmigen Mediums in den Kälteentwickelungsapparat bezieh. den Eisbildner hineingedrückt wird. Während der Saug Wirkung des Compressors geht das Verdampfungsmedium im Kälteentwickler in Dampfform über und wird dann mit dem hinzuströmenden Dampf im Compressor comprimirt, um die beschriebene Wanderung durch den Condensationsapparat zu wiederholen.

Eine wesentlich andere Construction zeigt die Maschine von de la Vergne1) und Mixter, welche in Fig. 12 dargestellt erscheint und in welcher gleichfalls Ammoniakgas durch eine Druckpumpe comprimirt wird, worauf das verflüssigte Ammoniak nach Aufhebung des Druckes plötzlich durch einen Wasserkasten oder einen anderen Behälter hindurch expandirt. Die Anordnung ist in der Weise getroffen, daſs die Compressionscylinder J auf guſseisernen Böcken ruhen, zwischen welchen quer hindurch die von der Dampfmaschine getriebene Welle läuft. Zum Abschlieſsen der Auſsenseite jener Pumpencylinder J, sowie zum Oelen der Kolbenstange wird durch das aufwärts gerichtete Rohr die schmierende Flüssigkeit zugeführt. Der Zufluſs zum Pumpeninneren selbst geschieht durch den Stutzen, welcher mit einer Plungerstange verbunden ist. An demselben Ende befindet sich ein weiterer Ansatz Q, an welchem das Gassaugerohr s befestigt ist, und welcher mit einem nach innen zu öffnenden Klappenventil i versehen ist. Die Kuppel R besitzt zwei Ausgangsöffnungen S und T, wovon erstere mit dem Flüssigkeitsabfluſsrohre und T mit dem Gasdruckrohre verbunden ist. u ist eine Zwischenplatte mit Ventilen jj versehen, welche die beiden Räume der Pumpe für den Durchgang der comprimirten Gase und ölenden Flüssigkeit verbinden.

Eine neue Erfindung, welche der Actiengesellschaft Hohenzollern in Düsseldorf patentirt worden ist (D. R. P. Nr. 45528 vom 15. Februar 1888), soll ermöglichen, die Eismaschine ohne gleichzeitigen Betrieb des Compressors zur raschen Erzeugung einer gewissen gröſsten oder beliebig geringeren Menge von Eis zu benutzen. Sie besteht im Wesentlichen aus einem je nach Bedarf mit dem Eisbildner bezieh. der Compressionspumpe in Verbindung zu bringenden Reservoir, in welches hinein die Gase, die sich aus der im Eisbildner befindlichen Kälteflüssigkeit |102| entwickeln, so lange expandiren, bis die Eisproduction vollendet ist. Die Zeichnung Fig. 13 veranschaulicht die Anordnung einer in dieser Weise eingerichteten Eismaschine. Der Eisbildner A, welcher zur Verhütung des Festfrierens in dem Wassergefäſse E noch in einem besonderen Behälter eingefügt wird, ist durch das mit einem Absperrbogen v versehene Rohr r direkt mit dem geschlossenen Reservoir B verbunden. Letzteres steht durch das Saugrohr r1 mit der Compressionspumpe C und diese durch das Druckrohr r2, welches durch den Kühler D hindurchgeleitet ist, mit dem Eisbildner A in Verbindung.

Sobald durch Oeffnung des Absperrbogens eine Druckentlastung der Ladung des Eisbildners herbeigeführt wird, expandiren die sich aus der Kälteflüssigkeit bildenden Gase ungemein rasch durch das Rohr r hindurch in das Reservoir B hinein, dessen Inhalt mit Bezug auf die Ladung des Eisbildners A derart bemessen ist, daſs durch die Gase, welche das Reservoir B nach und nach in immer stärkerem Grade füllen, ein gewisser Druck nicht überschritten werden kann. Es sind auch noch andere Ausführungsarten möglich. In jedem Falle kann die Eisproduction so lange fortgesetzt werden, bis die Ladung des Eisbildners erschöpft ist, bezieh. bis der Druck des in das Reservoir B hinein expandirenden Gases eine gewisse Höhe erreicht hat.

Bei der neuen Einrichtung geht die Verdampfung der Kälteflüssigkeit im Anfange, wo die Gase das Reservoir B noch ganz frei finden, ganz ungemein stark vor sich, so daſs die Eiserzeugung ungewöhnlich rasch stattfindet.

Die in dem Reservoir B aufgespeicherten Gase und Dämpfe werden zu einer beliebigen Zeit, wo eine Betriebskraft zur freien Verfügung steht, mittels der Pumpe C aus dem Reservoir abgesaugt und comprimirt, in dem Condensator D abgekühlt und zur Flüssigkeit verdichtet, und so zu dem Eisbildner zurückgeleitet, so daſs die Maschine alsdann wieder geladen ist und nunmehr wiederum zu jeder Zeit zur Eisbereitung benutzt werden kann.

Zur Füllung des Eisbildners A kann jede kälteerzeugende Flüssigkeit benutzt werden.

An Stelle des bei den Compressionsmaschinen üblichen Verfahrens der Gewinnung flüssigen Ammoniaks durch Destillation des künstlichen Salmiakgeists und darauf folgende Compression hat sich die Consolidated Refrigerating Co. in New York ein neues Verfahren patentiren lassen, dessen Patentbeschreibung folgendes zu entnehmen ist.

Der neue Apparat Fig. 14 besteht aus der ziemlich hohen Blase A, welche aus Stahl- oder Eisenblech gefertigt ist, im Inneren eine Dampfschlange 2 enthält und auſserdem mit Standglas 6, Manometer 7 und Probirhähnen 8 versehen ist. Vom Deckel der Blase A führt ein mit Ventil 5 versehenes Rohr 4 etwa 12m in die Höhe. Die Blase A ist am Boden mit einem Ablaſshahn 9 versehen. Zum Füllen der Blase |103| dient die Pumpe B, welche im Stande sein muſs, das durch Rohr 10 aus dem Behälter entnommene Ammoniakwasser mit einem Druck von etwa 12at durch Rohr 12 nach der Blase zu drücken; letzteres, mit einem Hahn 13 versehene Rohr mündet nahe am Boden der Blase. Das von der Blase A in die Höhe führende Rohr 4 geht oben in ein wagerechtes Rohr 14 über, welches an eine auf dem Gestelle E aufgestellte Schlange D anschlieſst, deren Ablaufrohr 17 nahe am Boden der Vorlage F mündet, welche mit Standglas, Manometer 18 und Ablaſshahn 19 versehen ist. Ein Wasserrohr ist bis über die Schlange D geführt und hier mit einem Sprengrohr versehen. Das über die Schlange D niederrieselnde Wasser sammelt sich in dem Troge 20 und flieſst durch Rohr 22 ab. Das Wasserrohr reicht bis über das Rohr 4 und ist hier mit einem Hahn 23 versehen, so daſs das Rohr 4 ebenfalls mit kaltem Wasser berieselt werden kann. Das herabflieſsende Wasser wird in dem Gefäſse 24 aufgefangen und durch Rohr 25 nach dem Ablaufrohre 22 geleitet.

Das Destillationsverfahren ist folgendes: Die Blase wird zunächst durch die Pumpe B zu ⅔ mit Ammoniakwasser gefüllt. Die Hähne 13, 5 und 16 sind hierbei geöffnet, alle übrigen geschlossen. Alsdann wird der Hahn im Rohre 5 geöffnet und aus dem Kessel C Dampf in die Schlange 2 eingelassen, so daſs das Ammoniak verdampft und als Gas durch Rohr 4 hochsteigt, während die wässerigen Theile in der Blase A zurückbleiben.

Für gewöhnlich wird dieses Ammoniakgas abgeleitet, gekühlt und dann mittels einer Pumpe oder sonstiger mechanischer Compressionsmittel zu einer Flüssigkeit verdichtet. Bei vorliegendem Verfahren wird die Erwärmung durch Einlassen frischen Dampfes noch weiter gesteigert und hierdurch auch der Druck erhöht, und dies so lange durchgeführt, bis sämmtliches Ammoniak frei geworden ist. Der hohe Druck hat den Zweck, das Mitverdampfen des Wassers zu verhindern. Etwa doch aufsteigende Wasserdämpfe werden in Folge dieses hohen Druckes und des über das Rohr 4 herabrieselnden Kühlwassers jedenfalls noch innerhalb des Rohres 4 condensirt, so daſs das Condensationswasser wieder in die Blase A zurückflieſst und somit in das Rohr 14 Wasserdampf keinesfalls mehr mit eintritt. Das Ammoniakgas steigt durch Rohr 14 in die Schlange D und wird hier stark gekühlt, so daſs dasselbe in Folge des hierbei zunehmenden specifischen Gewichtes und in Folge des in der Blase A herrschenden Ueberdruckes ohne Schwierigkeit durch Rohr 17 nach der Vorlage F flieſst, wo es durch den beständigen Druck, welcher durch die Rohrleitung hindurch von A aus ausgeübt wird, sich zur Flüssigkeit verdichtet. Der hierzu erforderliche Druck beträgt allerdings etwa 6at,5, und müssen die Theile des Apparates entsprechend stark sein. Da das Rohr 16 dicht über dem Boden des Behälters F ausmündet, so wird die Ausfluſsöffnung |104| sehr bald in das zur Flüssigkeit verdichtete Ammoniak tauchen und hierdurch eine Art Syphon gebildet werden, so daſs das weitere Gas verhältniſsmäſsig rasch zur Flüssigkeit verdichtet wird. Sobald sämmtliches Ammoniak abgetrieben ist, wovon man sich mittels der Probirhähne 8 sehr leicht überzeugen kann, wird der Hahn 16 geschlossen, so daſs jedes Expandiren der im Behälter F enthaltenen Flüssigkeit vermieden wird. Gleichzeitig wird der Dampfzutritt zur Sehlange, 2 abgesperrt und aus der Blase A durch Hahn 9 das zurückgebliebene Wasser abgelassen. Sodann wird die Blase A frisch gefüllt und in die Schlange 2 wieder Dampf eingelassen, bis der Druck in der Blase A demjenigen des Behälters F gleicht; es werden nun die Hähne 5 und 16 wieder geöffnet, und die Operation beginnt von Neuem. Es kann aber auch unter weiterer Zufuhr frischen Ammoniakwassers, welches sich in Folge des geringeren specifischen Gewichtes über dem Wasser sammelt, und unter Einleiten von Dampf die Destillation noch weiter fortgesetzt werden. Sobald das Standglas 6 aber anzeigt, daſs die Blase A zu stark gefüllt ist, zieht man unten durch Hahn 9 eine entsprechende Menge Wasser ab. Fällt der Druck in der Blase A in Folge zu geringer Wärmezufuhr oder zu starken Einleitens des kalten Ammoniakwassers unter den im Behälter F herrschenden Druck, so muſs sofort der Hahn 5 geschlossen werden, und zwar so lange, bis das Manometer 7 wieder den geeigneten Druck anzeigt, welcher hier stets höher sein soll als in dem Behälter F. Ist letzterer mit Ammoniakflüssigkeit gefüllt, so zieht man die Flüssigkeit in besondere Gefäſse ab, wobei der Druck des über der Ammoniakflüssigkeit befindlichen Gases den Abfluſs und somit das Füllen wesentlich begünstigt.

Von M. Rotten in Berlin ist eine neue Einrichtung zum Zurückführen des in die Stopfbüchse von Compressionskältemaschinen entweichenden flüchtigen Körpers zum Patent angemeldet worden (D. R. P. Nr. 35415 vom 9. April 1885). Diese Erfindung bezieht sich auf diejenigen bei der Kälteerzeugung benutzten Compressionspumpen, welche mit einem flüchtigen Körper, wie Ammoniak u. dgl. arbeiten, und bezweckt, die Verluste an dem flüchtigen Körper, welche durch Undichtigkeiten und durch Ueberströmen in die Stopfbüchse bei der Hin- und Herbewegung der Kolbenstange entstehen, zu vermeiden und die diesbezüglichen Mengen dieses flüchtigen Körpers in den Kreislauf der Maschine zurückzuführen. Erreicht wird dieser Zweck durch Zuhilfenahme der Druckverminderung, die an derjenigen Stelle des Apparates eintritt, an welcher der benutzte flüchtige Körper in den Expansionsapparat eingeführt wird. In Fig. 15 ist eine derartige Anordnung schematisch dargestellt. A ist der Compressionscylinder, welcher bei BB1 die Abströmung für den verdichteten flüchtigen Körper nach dem Condensator C besitzt, während derselbe bei DD1 mit dem Expansionsapparate E in Verbindung steht, in welchem die Temperaturerniedrigung durch die |105| Expansion des flüchtigen Körpers erfolgt. Wie bekannt, functionirt der Apparat in der Weise, daſs der verdichtete, bei BB1 aus dem Cylinder in den Condensator C abströmende flüchtige Körper in dem letzteren durch eine Abkühlung mit Wasser in den flüssigen Zustand übergeht und sich dann in dem Sammelgefäſse S in diesem flüssigen Zustande ansammelt, von wo der flüchtige Körper durch eine Leitung J in die Schlange des Expansionsapparates E gelangt, um durch die bei der Expansion erfolgende Wärmebindung die Erzeugung der Kälte zu ermöglichen. An dieser Stelle nun, an welcher der flüchtige Körper seinen Uebergang aus dem flüssigen in den gasförmigen Zustand vollführt, tritt in Folge der Druckverminderung ein heftiges Strömen nach dieser Stelle hin ein, indem der verdichtete flüchtige Körper in dem Sammelgefäſse eine hohe Spannung, z.B. 6 bis 8at, besitzt, und der gasförmige, in den Expansionsschlangen wirkende Körper, welcher wieder bei DD1 in dem Cylinder angesaugt wird, nur die Saugspannung des Cylinders, z.B. 1 bis 2at, hat. Dieses Strömen des verdichteten flüchtigen Körpers (derselbe kann auch etwas gasförmig geworden sein) nach der Verdampfungsstelle erzeugt beim Austritte aus der Düse2) eine saugende Wirkung, wodurch in der Kammer F eine Gasverdünnung stattfindet. Die Uebergangsstelle F wird nun mittels der Leitung e mit einem Kasten G verbunden, welcher mit der Stopfbüchse direkt oder durch eine Rohrleitung communicirt. Die Uebertrittsstelle F wird, wie auf der Zeichnung ferner dargestellt, so construirt, daſs in derselben eine Düse und ein Uebertritts- oder Sammeltrichter J eingeschaltet wird, so daſs durch die Druckerniedrigung an dieser Uebertrittsstelle bei F eine saugende Wirkung hervorgebracht und dadurch der nach der Stopfbüchse K des Cylinders übertretende flüchtige Körper durch die Leitung e mit angesaugt, und durch die Schlange des Expansionsapparates wieder in den Kreislauf der Maschine hineingeführt wird. Zur Regulirung der bei F entstehenden Druckdifferenz kann in der Leitung ein Stellventil L in beliebiger Weise angeordnet werden, wobei, um auch den Druck in der Schlange des Expansionsapparates beliebig variiren zu können, eine zweite mit einer Abschluſsvorrichtung N versehene Verbindung M derselben Leitung mit der Schlange des Expansionsapparates angeordnet wird. Die Spannung, welche der flüchtige Körper in der Stopfbüchse K und in dem damit communicirenden Gefäſse G besitzt, kann durch die Verstärkung und Verminderung der saugenden Wirkung mittels Regulirung des Stellapparates L verändert, also auf jede beliebige Spannung, sowohl über als auch unter die Atmosphäre ins Vacuum gebracht werden.

Von der Société anonyme „Le froid“ wird bei gleichzeitiger Anwendung eines Vacuums irgend ein leicht flüchtiger Körper zum Verdampfen gebracht, welcher von einer mitbenutzten Flüssigkeit nicht absorbirt |106| wird, z.B. Methyläther und eine Lösung von kohlensaurem Kali oder Natron, oder Chlorwasserstoffäther in Verbindung mit einer Chlorcalciumlösung. Es werden bei diesem System auch keine Gaspumpen wie bei den Ammoniakcompressionsmaschinen verwendet, sondern kleine Flüssigkeitspumpen in Verbindung mit Glocken, in welche die indifferente Flüssigkeit eingetrieben wird, welche daselbst die Dämpfe der flüchtigen Flüssigkeit verdichtet. Die Ausführung dieses Verfahrens erfolgt, wie durch Fig. 16 dargestellt wird, derart, daſs man die Dämpfe der flüchtigen Flüssigkeit in den Glocken OO1 durch Eintreiben einer gegen diese Dämpfe indifferenten Flüssigkeit mittels der Pumpe comprimirt, dann durch das Ventil s nach dem Sammelbehälter Q eintreten läſst. Von dort gehen die Dämpfe in die Schlange S des Condensators D, wo sie verflüssigt werden und weiter durch das Schwimmventil R und das Rohr np nach dem Refrigerator E, wo sie expandirt werden. Der Refrigerator steht durch das Rohr k mit den Compressionsglocken in Verbindung. Wenn nun die in O1 enthaltene Flüssigkeit von der Pumpe angesaugt und nach O übergeführt wird, so entsteht in der Glocke O1 ein Vacuum. In Folge dessen wird das Ventil r, welches das Rohr k verschlieſst, gehoben, und die Dämpfe treten aus E nach der Glocke O1, so daſs diese endlich ganz mit Dämpfen angefüllt, während O ganz voll Flüssigkeit ist. Durch Umsteuern eines Schiebers des Pumpensystems wird die Flüssigkeit wieder von O nach O1 befördert und der Prozeſs auf diese Weise continuirlich fortgesetzt.

Eine neuere Compressionseismaschine unter Anwendung anderer flüchtiger Flüssigkeiten ist von Henry Albert Fleuſs in Newton, Insel Wight, erfunden worden (D. R. P. Nr. 31811 vom 25. November 1884). Die Kälte wird in dieser Maschine, die in Fig. 17 skizzirt ist, durch Verdunsten einer im Wasser unlöslichen Flüssigkeit, wie z.B. Pentan, Gasolin, Rhipolen u. dgl., in einem Verdampfgefäſse J erzeugt, welches die Gefrierzellen K1 umgibt. Die Saugpumpe B, welche durch Rohr H, Gefäſs M und Rohr N mit dem Vacuumgefäſse communicirt, befindet sich in einem geschlossenen Kessel K mit Wasser, welcher sich auf einer Seite zu einem Dome D erhebt, und steht durch die Schlitze S frei mit demselben in Verbindung. Der bei dem Hochgange des Kolbens der Pumpe angesaugte Pentandampf verdichtet sich beim Niedergange des Kolbens unter demselben zu Pentan, welches durch das Auslaſsventil in das umgebende Wasser austritt und in Folge seines geringeren specifischen Gewichtes sich an dessen Oberfläche im Dome D ansammelt. Von hier wird es von Zeit zu Zeit durch das Rohr L mit Hahn zum Vacuumgefäſse J zurückgeführt. Unter den Kolben der Pumpe tritt bei seiner höchsten Stellung durch die Oeffnung O eine kleine Quantität Wasser ein, welche das Saugventil bedeckt, so daſs der beim Niedergange verbleibende schädliche Raum nicht von verflüssigtem Pentan, sondern von Wasser ausgefüllt wird. Die Kolbenstange geht |107| durch eine von einer Wasserschale W umgebene Stopfbüchse in der Wand des Kessels und ist mit Wasserdichtungsringen versehen, von denen der eine nach oben und der andere nach unten schlieſst.

Eine andere Neuerung für Kühlmaschinen ist von Dr. Arm. Müller in New York in seinem Zerstäubungsrefrigerator (D. R. P. Nr. 35437 vom 12. Mai 1885) vorgeschlagen. Dieselbe beruht darauf, daſs man die zu verdunstende oder kälteerzeugende Flüssigkeit (Aether, Schwefelkohlenstoff, Ligroin u.s.w.) mittels eines sogen. Zerstäubers unter Anwendung von Luft oder der Dämpfe der betreffenden Flüssigkeiten und mittels einer kräftigen Druckpumpe in den geschlossenen Kühlapparat (den sogen. Refrigerator, in dessen Innerem die abzukühlende Flüssigkeit durch ein Sehlangenrohrsystem circulirt) einspritzt, auf solche Weise die Flüssigkeit zertheilt und deren Oberfläche unendlich vergröſsert, woraufhin ihre Verdampfung weit rascher und leichter erfolgen muſs.

Die denkbar einfachste Construction einer Eismaschine unter Anwendung des Zerstäubers wird durch beistehende Zeichnung (Fig. 18) angedeutet, wobei die kälteerzeugende Flüssigkeit Aether, Schwefelkohlenstoff- oder ein flüchtiger Kohlenwasserstoff, z.B. Ligroin, sein kann.

Im Refrigerator R, welcher von einem die Wärme schlecht leitenden Stoffe umgeben ist, oder den fortwährend frisches kaltes Wasser umspült, befindet sich das Rohrsystem D, in welchem eine Chlorcalcium- oder Kochsalzlösung oder eine Mischung von Glycerin und Wasser circulirt, nach den Gefrierkästen K hingeführt wird und von dort wiederum nach dem Refrigerator zurückkehrt.

Die Circulation dieser Flüssigkeit wird, wie bei den meisten bestehenden Maschinen, durch Injectoren bewerkstelligt. Die stark abgekühlte Flüssigkeit hat die Aufgabe, Wasser in dem Gefrierkasten K zum Gefrieren zu bringen, wonach sie mit erheblich höherer Temperatur wieder in den Refrigerator R zurückkehrt, um dort aufs Neue abgekühlt zu werden.

An der einen Wandung, dem Schlangensystem gegenüber, befindet sich das Zerstäubersystem A, bestehend aus einem mit einer Saug- und Druckpumpe P communicirenden senkrechten Rohre b, welches in eine höchst feine Oeffnung ausmündet; in rechtem Winkel zu diesem Rohre befindet sich das Rohr c innerhalb des Refrigerators, welches in den am Boden des Refrigerators befindlichen Aether taucht. Wird Luft oder Aetherdampf, welch letzterer direkt dem Refrigerator durch das Verbindungsrohr v entzogen werden kann, mittels der Pumpe durch das Rohr b eingetrieben, so steigt der Aether in c so hoch, daſs es zur Zerstäubung der Flüssigkeit kommt, welche nun theils direkt verdampft, theils zu demselben Zwecke auf das Refrigeratorschlangensystem hingespritzt wird. Der nicht verdampfende Aether sinkt zu Boden.

Die gebildeten Aetherdämpfe werden durch eine zweite Pumpe B |108| aus dem Refrigerator ausgesaugt und durch ein hinreichend langes Kühlschlangensystem oder durch Druck zur Condensation gebracht; der condensirte Aether wird in den Refrigerator zurückgetrieben.,

Das Flüssigkeitssaugrohr c des Zerstäubers, sowie das Aetherreservoir, von dem aus der Zerstäuber gespeist wird, kann sich auch auſserhalb des Refrigerators befinden, und auf dem Aetherreservoir das Saugrohr v der Pumpe P wirken, wodurch es ebenfalls als Refrigerator arbeitet.

Nach einem Englischen Patente von S. Puplett und J. L. Rigg haben dieselben eine Methode ersonnen, zu Folge welcher das Oel bei Compressionspumpen in periodisch auf einander folgenden Zeiträumen entfernt wird, ohne daſs die Maschine an Arbeitsstörung leidet. Es sind nämlich am Grunde der Saugventilkästen Kammern befestigt, und das Oel, welches sich ansammelt, kann mittels Hähne, welche zu diesem Zwecke angebracht sind, entfernt werden. In dem Abfluſsrohre, welches sich zwischen der Compressionsmaschine und dem Condensator befindet, ist ein Abscheider angebracht, der von Wasser umgeben ist. Zwei durchbohrte Siebe aus Drahtgeflecht theilen diese Kammer senkrecht in zwei Fächer, und da das Gas durch die Kammer hindurchstreicht, so verhindert das Drahtnetz das Weitergehen des Oels. Die niedrigere Temperatur des Wassers verursacht eine rapide Condensation des mitgehenden Oels, und es fällt folglich auf den Boden des Gefäſses und zwar auf eine viel raschere Weise, als es sonst der Fall sein würde. Kehrt die Flüssigkeit in die Röhre zurück, so ist daselbst ein Gefäſs untergestellt, welches durch eine Reihe von Platten, welche abwechselnd die Flüssigkeit durch den Boden oder durch das oberste Ende der Platten passiren lassen, in eine Anzahl von Abtheilungen eingetheilt ist. Da die Flüssigkeit einen gewundenen Weg durch das Gefäſs hindurch verfolgt, sammelt sich das Oel an dem obersten Ende einer jeden Abtheilung. Weiteren Nachtheilen, die bei anderen Maschinen vorkamen, ist hier ebenfalls abgeholfen. Um die vollständige Condensation des Gases herbeizuführen, wird die in die Röhrenleitung zurückgekehrte Flüssigkeit anstatt durch den Eisgenerator durch eine Salzsole geleitet. Auch die Hähne sind wesentlich verbessert und zwar bestehen die Ventilsitze bei der beschriebenen Erfindung aus Metall, und die Stopfbüchsen sind mit einem Schraubendeckel versehen, der auf der Leitstange des Ventils festgeschraubt ist. Letztere ist ihrer ganzen Länge nach gewunden und von einer dehnbaren Substanz, wie Hanf oder Blei, umgeben. Die beim Ausheben der Eisblöcke erforderliche Arbeit wird durch Verbesserungen auf ein Minimum reducirt.

Eine solche Ammoniakcompressionsmaschine nach Patent Puplett, von welcher eine vollständige Anlage in Fig. 19 dargestellt ist, zeigt nachstehende Einrichtung:

Die Anlage besteht aus einer wagerechten Verbunddampfmaschine A mit hinter einander gekuppelten Cylindern von bezieh. 11 und 21 Zoll |109| Durchmesser und 30 Zoll Hub. Die Luftpumpe B ist eine einfach wirkende Plungerpumpe mit 10zölligem Cylinder. Der Kolben besteht aus Kanonenmetall und führt sich in einer mit demselben Materiale gefütterten Stopfbüchse. Es sind 20 Ventile aus Gummi mit Messing armirt vorhanden. Der Gascompressor C ist wagerecht, doppelt wirkend und mit zwei Einlaſs- und Auslaſsventilen versehen, welche senkrecht angeordnet sind, so daſs keine Federn zur Anwendung kommen. Durch die Deckel der Ventilgehäuse sind Stellschrauben durchgeführt, welche den Hub der Ventile einstellen lassen.

Die Stopfbüchse für die Kolbenstange hat eine innere und äuſsere Packung, zwischen welchen beiden ein ringförmiger Raum um die Stange verbleibt; dieser Raum steht durch zwei Rohre mit einem geschlossenen Oelreservoir in Verbindung; das eine Rohr dient dazu, etwa entweichendes Ammoniakgas in besagtes Reservoir zu führen, von wo es durch eine Verbindung mit dem Saugrohre des Compressors abgesaugt wird; das andere Rohr führt Oel aus dem Reservoir in den Raum um die Kolbenstange. Diese Einrichtung macht den Verlust von Ammoniak sehr gering. Der Compressor wird durch Stirnräder von der Dampfmaschinenwelle aus betrieben, und zwar mit einer Uebersetzung 1 : 2; er ist mit einem Injectionsventil versehen, das durch ein Excenter von der Kurbelwelle aus betrieben wird. Besagtes Ventil ist so eingestellt, daſs es sich öffnet, wenn der Compressionskolben einen Theil seines Hubes zurückgelegt und bevor der Druck die Höhe dessen im Condensator erreicht hat. Die untere Seite des Ventils ist mit dem Rohre zwischen Condensator und Refrigerator, condensirte Ammoniakflüssigkeit enthaltend, verbunden. Der in diesem Rohre herrschende Druck treibt eine bestimmte Menge der Flüssigkeit in den Compressionscylinder, wo sie schnell verdunstet und den Compressor dadurch auf gewünschter Temperatur erhält.

Der Ammoniakgascondensator D ist aus U-förmigen Röhren hergestellt, welche durch besondere, aus geschmiedetem Stahl gefertigte Kuppelungen verbunden sind, und zwar ist die Einrichtung derart getroffen, daſs jedes Rohr leicht ausgewechselt werden kann. Die Circulationspumpen E für das Kühlwasser werden von der Kurbelwelle des Compressors mittels Stirnräder getrieben und befinden sich im Condensatorreservoir unter dem Fuſsboden des Maschinenhauses. Die Kühlapparate, Refrigeratoren, deren zwei vorhanden, sind nach Art der Locomotivröhrenkessel gebaut; der Mantel besteht aus Stahl.

Die Röhrenverbindungen zwischen den einzelnen Theilen der Anlage bestehen aus gezogenen Stahlröhren, die Ventile aus geschmiedetem Stahl, sowie überhaupt alle Theile, welche dem Einflüsse des Ammoniaks ausgesetzt sind, entweder aus Stahl oder Eisen bestehen, mit Ausnahme der Compressionspumpe, welche nothwendiger Weise aus Guſseisen besteht.

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Ein Regulator für Kälteerzeugungsmaschinen ist von L. A. Riedinger in Augsburg construirt (* D. R. P. Nr. 45236 vom 20. März 1888). Diese Vorrichtung besorgt die Regulirung des Flüssigkeitszuflusses zu den Refrigeratorschlangen in durchaus selbsthätiger Weise und zwar so., daſs dabei das bezieh. Temperaturgefälle vollkommen constant erhalten wird.

Dieselbe besteht (Fig. 20) aus einem Druckregulator R, welcher einerseits mit einem geschlossenen., zum Theil mit Kälteflüssigkeit gefüllten Gefäſs G, andererseits mit den Refrigeratorschlangen S durch die Rohrleitungen g und s, sowie durch ein Rohr c mit dem Sammelraume für die in der Maschine arbeitende Kälteflüssigkeit verbunden ist. Vor der Mündung des letzteren Rohres im Druckregulatorgehäuse liegt ein Ventil v, welches an dem um ein Gelenk schwingenden Hebel angebracht ist, auf den einerseits die Spiralfeder, andererseits der als Differenz zwischen dem Vorder- und Hinterdruck auf eine Membrane sich ergehende Ueberdruck wirkt. Da nun das Gefäſs G in die abzukühlende Flüssigkeit eingetaucht ist, so muſs die von ihm umschlossene Kälteflüssigkeit mit dem darüber stehenden Dampfe die Temperatur der gleichzeitig das Gefäſs G und die Refrigeratorschlangen umspielenden abzukühlenden Flüssigkeit annehmen und der Dampfdruck im Gefäſse G beständig dieser Temperatur entsprechen. Die Wirkung dieses Druckes auf die Membrane setzt sich ins Gleichgewicht mit dem als constant zu betrachtenden Drucke der eintretenden Kälteflüssigkeit auf das Ventil v, mit dem aus den Refrigeratorschlangen herübergeleiteten Dampfgegendrucke auf die Membrane und mit der Wirkung der Spiralfeder, deren Veränderung auch die Temperaturdifferenz bedingt.

(Fortsetzung folgt.)

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Auf der Tafel irrthümlich Vagne.

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In der Zeichnung bei FJL irrthümlich mit K bezeichnet.

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