Titel: Neuerungen auf dem Gebiete der Eis- und Kühlmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1899, Band 313 (S. 177–180)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj313/ar313041

Neuerungen auf dem Gebiete der Eis- und Kühlmaschinen.

Von Professor Alois Schwarz in Mährisch-Ostrau.

(Fortsetzung des Berichtes S. 161 d. Bd.)

Textabbildung Bd. 313, S. 177

Ein Verdichter für Eismaschinen ist unter Nr. 85245 P. Wolff in Halle a. S. durch Deutsches Reichspatent geschützt worden. Der Vorgang der Verdichtung der Gase, sowie deren Ausdehnung findet behufs Wiedergewinnung von Kraft in einem Cylinder A (Fig. 32) statt, dessen eine Seite zur Ausdehnung und dessen andere Seite zur Verdichtung dient. Die zur Verdichtung dienende Seite hat die bei Verdichtungskältemaschinen übliche Konstruktion; B ist das mit dem Verdampfer in Verbindung stehende Saugventil, C das zum Kondensator führende Druckventil. Das verdichtete und im Kondensator verflüssigte Gas gelangt durch Rohr D in den cylindrischen Drehschieber E und von dort bei Drehung desselben mittels des in der Einsatzbüchse F sitzenden Schlitzes G, welchem ein Schlitz H in dem Drehschieber entspricht, durch den Kanal I in die Ausdehnungsseite des Cylinders A. Ist der Kolben bis zu Ende des Hubes gelangt, so hat sich der Drehschieber E inzwischen so weit gedreht, dass der Schlitz K der Einsatzbüchse F über dem Schlitz L des Drehschiebers steht, wodurch während des Rückganges des Kolbens der Austritt der nunmehr auf Verdampf er Spannung ausgedehnten Gase nach dem Verdampfer mittels des Kanals M und des Rohres N stattfindet. Der Drehschieber E erhält seine drehende Bewegung von der Kurbelwelle und lässt sich in achsialer Richtung verschieben, so dass die Füllung der Ausdehnungsseite des Cylinders um so grösser ausfällt, je mehr sich die Fläche der beiden dreieckig gestalteten Schlitze H und G während der Drehung des Schiebers decken.

Unter Nr. 86919 hat Gottlieb Behrend in Hamburg ein Patent auf ein Verfahren, das Kältemittel der Kältemaschine von der Verdampferspannung durch unmittelbare Wärmezuführung auf die Kondensatorspannung zu heben, erhalten. Dabei tritt das Kältemittel aus dem in Fig. 33 mit e bezeichneten Verdampfer durch Rohr g in den Erwärmer a und von hier als überhitzter Dampf durch Rohr h in den Pumpencylinder c, um daselbst, der Steuerung folgend, arbeitend mitzuwirken und durch Rohr i in den Kondensator zu ziehen. Ehe die erhitzten Dämpfe in den Kondensator f gelangen, wird entweder eine Verbindung derselben mit verflüssigten Kaltdämpfen hergestellt, oder es werden so viel verflüssigte Kaltdämpfe in c eingespritzt, bis die überhitzten Dämpfe gesättigt werden und unter Zusammenziehung die Kondensatorspannung annehmen. Dann erst findet der Uebergang der Dämpfe statt. Dieses Spiel wiederholt sich auf beiden Kolbenseiten. Im Pumpencylinder c entsteht ein Arbeitsüberschuss der erhitzten Dämpfe bei ihrer Expansion über die Zusammenziehung der der Sättigung unterworfenen Dämpfe. Die im Kondensator f niedergeschlagene Flüssigkeit kann durch einen mit Pumpencylinder c mittels einer gemeinsamen Kolbenstange verbundenen Expansionscylinder d ziehen, um dort bei der Expansion Arbeit zu leisten, und schliesslich durch Rohr f nach dem Verdampfer e zu gelangen, wo sie verdampft und Kälte leistet. Eine abweichende Ausführungsform besteht darin, dass man die Erwärmung der Kaltdämpfe nicht in einem besonderen Erwärmer vornimmt, sondern dass man dieselbe im Pumpencylinder c vor sich gehen lässt, welcher zu diesem Zwecke in einem Wasserbade untergebracht ist. – In einem ersten Zusatzpatent Nr. 86920 wird das durch das Hauptpatent geschützte Verfahren dahin abgeändert, dass der Pumpencylinder, in welchem die aus dem Erwärmer kommenden überhitzten Dämpfe Arbeit leisten sollen und verdichtet werden, durch zwei Cylinder, nämlich einen Arbeitscylinder und einen Verdichtungscylinder, ersetzt wird. Der aus dem Arbeitscylinder kommende überhitzte Dampf muss dann einen Kühler durchziehen, ehe er in den Verdichtungscylinder tritt, in welchem er durch Einspritzung gesättigt und bis auf Kondensatorspannung verdichtet wird. – Ein zweites Zusatzpatent Nr. 86921 fasst den Fall ins Auge, dass das aus dem Verdampfer der Kältemaschine austretende Dampfgemisch so viel Flüssigkeit enthält, dass der Dampf auch nach der Erwärmung gesättigt bleibt. Dann ändert sich der Verlauf des Vorganges dahin, dass nur mit gesättigten Dämpfen gearbeitet wird. Es wird dann die Einspritzung der zur vollständigen Sättigung des erwärmten Dampfes noch etwa erforderlichen Flüssigkeitsmengen nicht in dem Arbeitscylinder c, sondern schon vor dem Erwärmer a vorgenommen.

Textabbildung Bd. 313, S. 177

Das vorbeschriebene Behrend'sche Verfahren sucht |178| William Hampson in London, welchem auf diese Abänderung unter Nr. 97644 ein Deutsches Reichspatent verliehen wurde, dadurch zu vereinfachen, dass möglichst wenig bewegliche Teile und möglichst wenige Ventile, welche besonderer Aufsicht bedürfen, erforderlich sind. An Stelle der bei genannter Einrichtung angewendeten Kolbenpumpen werden Strahlpumpen benutzt, um Dämpfe anzusaugen, zusammenzudrücken oder zu verflüssigen. Das durch Fig. 34 veranschaulichte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Ammoniakverdichtungsmaschine. Wasserdampf, heisse Luft oder ein anderes Heizmittel wird zur Verdampfung von wasserfreiem Ammoniak in einem Warmverdampfer CP benutzt.

Textabbildung Bd. 313, S. 178

Die so erzeugten Dämpfe strömen zu einer Strahlpumpe E, wo sie einen Ausblasstrom von Dämpfen hervorrufen, mit denen sie sich vermengen. Die vermischten Dämpfe treffen in der Strahlpumpe auf kaltes, flüssiges Ammoniak, wodurch sie niedergeschlagen werden. Das Gemisch geht von der Strahlpumpe durch ein Rohr l unter einem Druck weiter, welcher grösser ist, als der Druck im Wasserverdampfer. Wenn eine einfache Strahlpumpe den erforderlichen Druck nicht erzeugen kann, so werden aufeinander folgende oder zusammengesetzte Strahlpumpen benutzt, und die Flüssigkeit wird, wenn nötig, zwischen den aufeinander folgenden Strahlpumpen gekühlt. Ein Teil der die Strahlpumpe verlassenden Flüssigkeit geht unmittelbar zum Warmverdampfer, um die Frischdämpfe zu ersetzen, welche gleichzeitig aus demselben austreten. Der Rest der Flüssigkeit aus der Strahlpumpe geht zur Kühlvorrichtung, wo er auf die Temperatur des Kühlwassers herabgebracht wird. Ein Teil dieser gekühlten Flüssigkeit wird durch die Ausblasdämpfe noch weiter gekühlt und geht dann sofort zur Strahlpumpe. Nachdem der Rest durch ein Regelungsventil hindurchgegangen ist, wird er bei geringerem Druck verflüchtigt und hierdurch abgekühlt; diese Dämpfe kühlen die Kühlkammer und gehen dann als Ausblasdämpfe zum abgekühlten flüssigen Ammoniak, wodurch dieses noch weiter abgekühlt wird, und von da zur Strahlpumpe. An geeigneten Stellen angebrachte Ventile verhindern das Zurückströmen. Eine ähnliche Einrichtung ist auch bei Kohlensäure- und ähnlichen Maschinen anwendbar. Ein zu hoher Druck kann dadurch vermieden werden, dass man den Zufluss des Heizdampfes selbstthätig absperrt. Die hierzu dienende Vorrichtung wird durch die Dampfspannung einer Flüssigkeit von geeignetem Siedepunkte bethätigt, welche der Temperatur des Warmverdampfers ausgesetzt ist. Demnach wird durch die Strahlpumpe die Verflüchtigung des flüssigen Ammoniaks in den Kühlrohren befördert, indem sie die Dämpfe daraus absaugt, dieselben bei Gegenwart kalter Flüssigkeit verdichtet und so verflüssigt, dass sie die kalte Flüssigkeit unter demselben Druck zugeführt erhält, unter dem sie dieselbe abgeben soll; sie hat also die Flüssigkeit weder zu heben noch zu treiben, sondern bloss die Reibung beim Umlauf zu überwinden. Ein weiteres Schutzmittel gegen zu starken Druck bei Ueberhitzung des Ammoniaks besteht darin, dass man die Rauminhalte der übrigen Teile der Verdichtungskältemaschine und die Ammoniakmengen derart bestimmt, dass, wenn alles Ammoniak durch Kochen aus dem Warmverdampfer ausgetrieben ist, es hinreichenden Raum findet.

Eine weitere Verbesserung an dem Verdichter für Eismaschinen ist der Gesellschaft für Linde's Eismaschinen in Wiesbaden patentiert worden. Um bei Verdichtern für Eismaschinen die Ueberschreitung eines gewissen Druckes zu verhindern, werden dieselben mit Sicherheitsventilen versehen, bei deren Abblasen ein Teil des zu verdichtenden Körpers austritt bezw. verloren geht. Um diesen Verlust zu verhüten, macht man den schädlichen Raum des Verdichters veränderlich, indem man den Verdichtercylinder mit einem geschlossenen Gefäss in Verbindung bringt, dessen von Gas oder Dampf erfüllter Raum durch eine beim Erreichen eines bestimmten Druckes aus einem belasteten Ventil austretende Sperrflüssigkeit veränderlich ist. Die austretende Sperrflüssigkeit kann in die Saugleitung der Anlage eingeführt oder auch ins Freie gelassen werden. – Eine weitere Verbesserung an den Linde-Maschinen besteht darin, dass in der Saugleitung zwischen Verdichter und Verdampfer ein Flüssigkeitsabscheider eingeschaltet ist, aus dem die abgeschiedene Flüssigkeit durch eine Rohrleitung in die Flüssigkeitsleitung zwischen Kondensator und Verdampfer entweder mit Hilfe einer Pumpe oder eines Injektors, oder mit Hilfe des Ueberdruckes der Flüssigkeit im Abscheider zurückgeführt wird.

Auf diese Weise wird erreicht, dass etwa nicht verdampfte Flüssigkeitsreste nicht in den Verdichtercylinder hinübergerissen werden, mithin Flüssigkeitsschläge vermieden werden. Indessen kann durch Ansaugen nur trockener Dämpfe der Verdichter überhitzt werden; um dem entgegen zu treten, ist die Saugseite des Verdichters mit dem Flüssigkeitsabscheider verbunden, so dass regelbare Mengen abgeschiedener Flüssigkeit in den Verdichter gelangen können.

Textabbildung Bd. 313, S. 178

Piguet's hälteerzeugungsmaschine. Ein der Firma Piguet und Co. in Lyon für das Deutsche Reich erteiltes Patent (D. R. P. Nr. 91208) betrifft eine Kühlmaschine, welche die Erzeugung von Kälte durch Ausdehnenlassen zuvor verdichteter Gase ermöglicht, ohne Zerstörung der aus dem Drucksturz entstehenden Arbeit. Die Maschine kennzeichnet sich durch die Verbindung eines selbstthätigen Kolbenschiebers mit zwei Kammern derart, dass er in einer Endstellung die Füllung einer der letzteren mit verdichtetem Gase veranlasst und gleichzeitig die in der anderen Kammer enthaltene Füllung unter Atmosphärendruck in den Expansionsraum entweichen lässt, bis er selber auf der Füllseite solchen Druck durch das verdichtete Gas empfängt, dass er sich in die andere Endstellung bewegt, unter Umkehrung der Vorgänge. Fig. 35 zeigt einen senkrechten Längsschnitt einer Ausführungsform dieser |179| Maschine. A und A1 sind die beiden Gaskammern, K ist der Kolbenschieber, E die Ausdehnungskammer und V die Zuleitung für das verdichtete Gas (z.B. verdichtete Luft). Die Zuleitung V ist zwischen den Kammern AA1 angeordnet und umgibt ringförmig den Cylinder C1 in welchem der Kolbenschieber sich bewegt. Letzterer ist ein Stufenkolben und dabei derart ausgespart, dass er im Vereine mit der Cylinderwandung fünf ringförmige Kammern bcdc1d1 bildet. Der Cylinder ist von zwölf Oeffnungen durchbrochen: hijklmnh1i1j1k1l1m1, die symmetrisch zu einer mittleren Oeffnung g angeordnet sind. Von diesen Oeffnungen sind die mittlere g und die beiden äussersten mm1 dauernd in Verbindung mit dem Zufluss V; die rechtsseitigen Oeffnungen ij und k sind dauernd in Verbindung mit der Kammer A, die linksseitigen Oeffnungen i1j1 und k1 dagegen mit der Kammer A1; h und h1 münden in die Ausdehnungskammer und ll1 schliesslich sind in Verbindung mit der Atmosphäre bezw. der Ausdehnungskammer. In der Abbildung befindet sich der Kolbenschieber K im rechtsseitigen Hubende; bei dieser Lage ist die Kammer A durch igb in Verbindung mit der Zuleitung V, Kammer A1 dagegen durch i1c1h1 mit der Ausdehnungskammer E. Die Cylinderöffnungen m1, k1, j1 und l sind entblösst, dagegen m, j und l1 bedeckt, infolgedessen die linke Endkammer n1 mit verdichtetem Gas, z.B. mit verdichteter Luft gefüllt ist, dagegen die rechte, auf ihr Mindestmass verengte Kammer n und ebenso die linksseitige Kammer d1 mit Luft, die unter Atmosphärendruck bezw. dem in der Ausdehnungskammer herrschenden Drucke steht.

Textabbildung Bd. 313, S. 179
Textabbildung Bd. 313, S. 179

Die Kammer d(d1) bildenden Ringflächen des Kolbens sind so bemessen, dass für einen bestimmten, infolge Verbindung der Kammer d (d1) mit A (A1) durch k (k) sich einstellenden Druck der in der Kammer n1 (n) auf den Kolben ausgeübte Druck überwunden wird. Sobald dieses Druckverhältnis eintritt, verschiebt sich der Kolben K nach links mit einer Geschwindigkeit, welche von der mittels Schraube v regelbaren Weite der Oeffnung k (k1) abhängt; er entblösst hierbei die Oeffnungen m und l1, während er l und m1 absperrt. Hierdurch wird am linken Ende in n1 der Druck auf Atmosphärendruck vermindert, während am rechten Ende verdichtete Luft in n einströmt, wodurch der Kolben rasch in seine linke Endlage getrieben wird; dann kommt rechts Kammer c vor i und h, die verdichtete Luft strömt also aus A nach E, während links b vor i1 gelangt und A1 aufs neue durch V mit verdichteter Luft versehen wird. Ferner wird geöffnet;, dagegen bedeckt j1 und h1. Nunmehr wächst in Kammer d1 infolge ihrer Verbindung mit A1 und k1 der Druck, bis er schliesslich den Kolben nach rechts verschiebt und ihn die hieraus folgende Entblössung von m1 in die rechte Endlage treibt unter Anschluss von A1 an E und von A an V, worauf sich das beschriebene Spiel wiederholt. Um die Geschwindigkeit der anfänglichen Kolbenverschiebung zu regeln, kann man auch die Oeffnungen kk1 mit gleichbleibender Weite versehen, dagegen den Querschnitt der Luftzuführung g veränderlich machen.

Von der Firma Hall in Datford (England) ist eine neue Kohlensäurekältemaschine, Konstruktion E. Hesketh, gebaut worden. Die Kompressionscylinder des vorliegenden Systems, in Fig. 36 bis 43 dargestellt, sind aus einem massiven Block geschmiedeten Stahls gearbeitet, in welchem der Cylinderhohlraum durch Ausbohren hergestellt wird; das letztgenannte Material ist sehr fest und lässt sich vorzüglich polieren, so dass eine vorzeitige Abnutzung der Lederstulpdichtung ausgeschlossen ist. Für die kleineren Modelle benutzt man als Cylindermaterial eine sehr widerstandsfähige und dichte Bronze. Die Saug- und Druckventile sind untereinander auswechselbar. Die Stopfbüchse enthält doppelte Lederstulpdichtung, welche derart angeordnet ist, dass zwischen die beiden Teile Glycerin gepresst werden kann; der Druck desselben ist so gross gewählt, dass er die maximale Kompressionsspannung der Kohlensäure noch übertrifft, deren Entweichen also sicher verhindert, und wird durch einen Differentialkolben erzeugt, dessen grössere Kolbenfläche ihren Druck von der Kondensatorspirale aus erhält, während die kleinere Fläche diese Spannung entsprechend vergrössert dem Glycerin mitteilt.

Textabbildung Bd. 313, S. 179
Textabbildung Bd. 313, S. 179

Die Menge des allmählich entweichenden Glycerins ist gering; der nach dem Cylinderinnenraum tretende Teil dient zum Schmieren des Kolbens und zur Verringerung der schädlichen Räume, während die kleinen, durch die Druckventile nach und nach mitgerissenen Mengen in einem besonderen Apparat (Fig. 36) aufgefangen werden, welcher nach Art bekannter Wasserabscheider dadurch wirkt, dass das durch F eintretende und nach Ablenkung durch die schräggeneigte Zunge f2 an die Gefässwand anprallende Gemisch in G plötzlich erweiterten Querschnitt vorfindet, wodurch sich die Strömungsgeschwindigkeit so stark vermindert, dass das Glycerin Zeit findet, sich abzusondern; die Kohlensäure geht durch Rohr H zum Kondensator weiter, während das Glycerin von Zeit zu Zeit durch gge abgezogen werden muss.

Die Rohrschlangen des Kondensators bestehen aus Eisen und sind aus einzelnen Längen elektrisch zusammengeschweisst; sie werden entweder durch Berieselung und Luftzug gekühlt, oder liegen auch ganz im Kühlwasser, im letzteren Falle doch dadurch gut zugänglich, dass der entsprechend konstruierte Wasserbehälter (Fig. 37 und 38) an der Einmündungsstelle der äusseren Leitungen eine ebene Wand besitzt, welche nach Lösung der Verbindungsbolzen |180| entfernt werden kann. Die Anschlüsse der parallel geschalteten einzelnen Spiralen an die Zuleitung bei c2 und die Ableitung bei c4 liegen ausserhalb des Gefässes und können daher ständig kontrolliert werden; die Kohlensäure tritt bei c2 ein, durchströmt die Spirale von unten nach oben, geht von den höchsten Punkten durch die vertikalen Teile c3 wieder nach unten und tritt durch c4 aus.

Damit der Kompressor leicht einer Besichtigung unterzogen werden kann, sind Absperrventile (Fig. 39) für Saug- und Druckleitung vorgesehen, welche der hohen Spannung wegen mit Spindelverschluss B ausgestattet sind; für die Druckleitung ist damit gleichzeitig ein Sicherheitsventil C verbunden.

Textabbildung Bd. 313, S. 180

Dasselbe weist neben einem durch Feder belasteten Ventil c3 bekannter Konstruktion noch eine besondere Vorrichtung auf, welche für normalen Betrieb absolute Dichtheit garantiert. Ein dünnes Scheibchen D aus gepresstem Kupfer, welches im Fuss des Ventils C zwischen besonderen Dichtungsringen d eingebettet liegt, schliesst für gewöhnlich die Druckleitung nach aussen vollkommen ab. Sobald aber die Spannung ein vorgeschriebenes Mass überschreitet (bei der vorliegenden Konstruktion 140 at), wird die Kupferscheibe durchbrochen und das nun zur Wirkung kommende Federventil lässt den Ueberdruck durch die Oeffnung r2 entweichen. Der Cylinder ist bei b, die Druckleitung bei a angeschlossen.

Besondere Sorgfalt erfordert die Herstellung der Kupferscheiben D, da deren Festigkeit nicht nur von ihrer Dicke, sondern auch von der Härte des Materials abhängt. Es wird daher jedes einzelne Stück auf 100 at geprüft, und sodann aus je einem Satz von 12 Stück eines bis zum Bruch belastet, damit man genügende Sicherheit für das beabsichtigte Verhalten habe.

Textabbildung Bd. 313, S. 180

An allen Verbindungs- und Anschlussstellen sind elastische Ringe, aus einer geeigneten Kupferlegierung bestehend, im Gebrauch, welche sich den jeweiligen Dichtungsflächen auf das Vollkommenste anschmiegen. Fig. 41 zeigt die Anordnung einer mittelgrossen Maschine dieses Systems, Fig. 42 und 43 die kleinsten Modelle dieser Ausführung.

(Schluss folgt.)

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