Titel: Neuerungen auf dem Gebiete der Eis- und Kühlmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1899, Band 313 (S. 193–196)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj313/ar313044

Neuerungen auf dem Gebiete der Eis- und Kühlmaschinen.

Von Professor Alois Schwarz in Mährisch-Ostrau.

(Schluss des Berichtes S. 177 d. Bd.)

Von Detailkonstruktionen für Kühlmaschinen und deren Nebenapparaten sind noch nachstehende Neuerungen bekannt geworden:

Oelabscheider für Kältemaschinen. Die Trennung der flüchtigen Flüssigkeit vom Schmierstoff bei Kälteerzeugungsmaschinen wird von Johann Leonhard Seyboth in München mit der folgenden ihm unter D. R. P. Nr. 93633 patentierten Vorrichtung vorgenommen. In den oberen Teil des in Fig. 44 mit A bezeichneten Oelabscheidungsgefässes ist das Entgasungsgefäss B eingebaut. Durch den Stutzen a, der mit der Druckseite des Verdichters in Verbindung steht, gelangt das verdichtete Gas, welches immer das im Cylinder – befindliche Oel mitführt, in das Abscheidegefäss A. Hier durchstreicht es die durchlochten Bleche s und setzt unter dem Filtereinsatz p das Oel ab, um dann durch Stutzen k in den Kondensator zu gelangen. Durch den in A herrschenden Druck gelangt das abgeschiedene Oel durch ein Verbindungsrohr von A nach B. Durch die in A vorhandene Verdichtungswärme wird das Oel in B erwärmt und daher entgast. Das ausgeschiedene Gas wird aus dem oberen Teile von B in die Saugseite des Verdichters geleitet, während das entgaste, gereinigte Oel aus dem unteren Teile von B zur Schmierung der Stopfbüchse verwendet wird.

Textabbildung Bd. 313, S. 193

Vorrichtung zur Kühlung der Verdichter an Kompressionskälte-Maschinen. Um die zu grosse Erhitzung des Kompressors nebst Kolben und Stopf büchse während der Kompression zu vermeiden, wird ein Teil des Kältemittels im flüssigen Zustande angesaugt, welcher beim Verdampfen die Wandungen des Kompressors abkühlt. Um den hierfür erforderlichen grösseren Arbeitsaufwand zu vermeiden, wendet nun Jos. Zellner in München ein ihm unter Nr. 95428 für das Deutsche Reich patentiertes Verfahren an, bei welchem der durch ein Rohr vom Verdampfer kommende kalte Dampf, ehe er in den Verdichter gelangt, erst den von einem Mantel umgebenen Verdichter, sowie Deckel und Stopfbüchse umspült und kühlt. Zu diesem Zwecke kann entweder der ganze Arbeitsdampf oder ein Teil desselben benutzt werden. Dabei wird der etwa noch feuchte Dampf getrocknet und gelangt, ohne mit Flüssigkeit behaftet zu sein, in den Verdichter. Der Verdichter braucht dann nur die für den Arbeitsdampf nötige Grösse zu haben, Wodurch an Anlage- und Betriebskosten gespart wird.

Von der Firma Balduin Weisser in Basel sind eine Reihe von Hilfsapparaten für Kühlmaschinen in Verkehr gebracht worden, welche hauptsächlich den Zweck haben, die äussere und innere Verunreinigung der Verdampferspiralen, durch welche der Nutzeffekt der Kühlmaschinen oft in empfindlicher Weise beeinträchtigt ist, zu verhindern oder wenigstens zu verringern. Die äusseren Verunreinigungen der Spiralen rühren hauptsächlich durch Abscheidungen aus den zur Kälteübertragung verwendeten Salzlösungen, die inneren von Absätzen aus dem zum Schmieren des Kompressors verwendeten Oele. Zum Zwecke der Verhinderung von Abscheidungen aus der Salzlösung auf die Aussenseite der Spiralen wird von der genannten Firma ein automatischer, durch Patent geschützter Salzauflöser „Satisfacteur“ empfohlen, durch welchen die Salzlösung noch vor Eintritt in den Verdampfer von allen mechanischen Verunreinigungen befreit wird, und welcher überdies bewirkt, dass die durch kontinuierliche Wasseraufnahme verdünnte Salzlösung automatisch auf dem gleichmässigen Sättigungsgrade von 22 bis 23° B. erhalten bleibt.

Der Apparat (Fig. 45 bis 47) besteht aus einem Blechkasten A, welcher durch eine Blechwand B in zwei ungleiche Teile geschieden wird, und dessen grössere Abteilung den Salzloser, die kleinere den Filter bildet.

In der grösseren Abteilung befindet sich ein aus Gitterblechen b hergestellter, mit einem Blechboden d versehener Behälter zur Aufnahme des Salzes. Die Gitterbleche b sind durch Winkeleisen verbunden. Der Blechboden d liegt auf einem Winkeleisenrahmen, welcher in einiger Entfernung über dem Boden des Blechkastens A mit dem Gitterbleche verschraubt ist, so dass unter demselben freier Durchfluss der Soole stattfinden kann.

Zum gleichen Zwecke hat die Blechwand B in einigem Abstand vom Boden einen Durchgang e, durch welchen die Salzlösung zum Filter und durch denselben in das Ablaufrohr h und zum Generator fliessen kann.

Auf der Blech wand B und dem Kasten A ist ein Winkeleisenrahmen genietet, welcher zur Auflage einer Gitterblechplatte f dient, worauf der Filterstoff zu liegen kommt.

Um ein Auftreiben desselben zu vermeiden, wird er mit einer leicht abnehmbaren Gitterblechplatte g beschwert und mit dem Winkeleisenrahmen verschraubt.

Die Betriebsweise ist eine kontinuierliche, so dass von der Druckleitung der Soolepumpe ein Abzweig, mit zwei Regulierhähnchen versehen, nach dem Apparat führt, um entweder bei dem Einlauf a die Soole direkt auf das Salz zu leiten, wo dasselbe sowohl an seiner Oberfläche, als auch an den Seitenwänden bei c durch die Gitterbleche hindurch von der Soole bespült wird; oder aber man lässt, wie aus der Aufstellungszeichnung des Salzlösers hervorgeht, die Soole durch einen Trichter, welcher zwischen Salzbehälter und Reservoirwand eingeführt ist, fliessen.

Die Zuleitung der Soole zum Apparat wird in der Weise angeordnet, dass sich dieselbe über dem Salzloser in zwei Abzweige verteilt, so dass der eine auf die Mitte des Salzbehälters, der andere über dem eingesetzten Trichter seinen Auslauf hat.

In unmittelbarer Nähe des jeweiligen Abzweiges sind die bereits erwähnten Regulierhähnchen einzusetzen, welche je nach der Betriebsweise geöffnet oder geschlossen werden.

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Bei der Bespülung des Salzes durch die Soole wird, je nachdem die letztere eine grosse oder kleine Fläche des ersteren berührt, auch eine grössere oder geringere Sättigung erreicht, welche in einer gewissen Grenze mit den beiden Hähnchen und dem am Apparate angebrachten Ueberlauf (s. Aufstellungszeichnung) reguliert werden kann.

Die auf diese Weise gesättigte Lösung fliesst nun durch den Filter, von welchem alle unreinen Beimengungen des Salzes zurückgehalten werden und sich am Boden des Apparates absetzen. Unmittelbar über dem Filter befindet sich ein Anstich in der Reservoirwand, durch den der Abfluss zum Generator stattfindet.

Ein zweiter Anstich, etwa 150 mm unter der Oberkante des Reservoirs, ist angebracht, um die von der Soole bespülte Lösungsfläche zu vergrössern.

Textabbildung Bd. 313, S. 194

Durch Regulieren des am unteren Ausfluss angebrachten Wasserschiebers kann ein beliebiger Soolestand zwischen den beiden Ueberlaufanstichen erreicht werden, so dass die Lösung je nach Bedürfnis stärker oder schwächer zu machen ist.

Der obere Anstich hat ausserdem den Zweck, ein Ueberlauf en des Apparates bei zu starkem Zufluss aus der Salzwasserhauptleitung, oder Verstopfung des Filters zu vermeiden. Tritt dieser Fall ein, so ist bei zu starkem Zufluss das Hähnchen so weit zuzumachen, dass ein Ueberlaufen an der Zwischenwand B, welche um etwa 150 mm niedriger als das Reservoir sein muss, nicht mehr stattfinden kann. Ist dagegen der Filter verstopft, so muss eine sofortige Reinigung des Apparates vorgenommen werden, um die schmutzigen Rückstände des Salzes zu entfernen.

Man stellt die Zuflusshähnchen ab und lässt die Soole bis auf das niedrigste Niveau, welches durch den Anstich direkt über dem Filter bedingt ist, in den Generator abfliessen. Hierauf öffnet man den bei i angebrachten Entleerungshahn, um den Rest der Soole in ein bereitgehaltenes Fass ablaufen zu lassen. (Nach Reinigung des Apparates kann dieser Rest wieder auf das frisch nachgefüllte Salz gegossen werden.) Ist der Apparat entleert, so wird der Salzbehälter, sowie der Filter herausgenommen und durch Ausspritzen mit Wasser gut gereinigt, worauf er wieder zusammengestellt und in Betrieb genommen wird.

Diese Reinigung wird jährlich ein- oder höchstens zweimal nötig sein.

Bei Wiedereinsetzung des Filters muss besonders darauf acht gegeben werden, dass der Filterstoff namentlich in den Ecken und an den Blechwänden recht fest eingestampft wird, um dort ein Durchfliessen der ungefilterten Soole zu verhüten.

Behufs Probeentnahme ist am unteren Ende des Ueberlaufrohres ein Hähnchen angebracht.

Die an dieser Stelle entnommene Soole erweist sich in einem reinen Glase hell und klar. Die Aufstellung des Apparates muss in der Weise erfolgen, dass derselbe leicht zugänglich ist und somit eine Kontrolle jederzeit ermöglicht wird.

Der Apparat ist mit einer Holzverschalung luftdicht zu umgeben, damit Kälteverluste und das so lästige Abtropfen vermieden werden. Der Holzdeckel wird als Rahmen ausgebildet, so dass ein Deckel über dem Salzkasten zum Nachfüllen des Salzes und ein solcher zum Nachsehen und Herausnehmen des Filters vorhanden ist.

Die innere Verunreinigung der Verdampferspiralen entsteht fast ausschliesslich durch das zum Schmieren des Kompressors zu verwendende Oel. Eine reichliche Schmierung des Kompressors ist jedoch für die Kältemaschine von grösstem Nutzen, weil infolge der Ausfüllung der schädlichen Räume und der besseren Dichtung der geschmierten inneren Kompressororgane einerseits eine nicht unbeträchtliche Erhöhung der Kälteleistung naturgemäss und erwiesen ist, andererseits aber die Reibungsarbeit und Abnutzung aller bewegten Teile möglichst verringert wird.

Bei der Schmierung, welche automatisch und regulierbar durch die Stopfbüchse erfolgen soll, gelangt mit der Kolbenstange, je nach dem Zustande der Verpackung, mehr oder weniger Oel in den Cylinder und von hier mit den komprimierten Gasen durch die Ventile in die Oelabscheidungsapparate, aus welchen es täglich abgelassen werden muss. Eine gewisse Oelmenge wird jedoch auch in die Rohrschlangen des Kondensators und Verdampfers mitgerissen und nimmt an dem Kreislauf des Kältemediums teil.

Eine Ueberfüllung der Apparate mit Oel kann nur dann stattfinden, wenn weniger Oel dem Oelabscheider (Oeltopf) entnommen wird, als eingefüllt wurde, was bei zu reichlicher Schmierung, Verstopfung der Oelleitungen oder Nachlässigkeit des Personals vorkommen kann.

Dieser Gefahr muss durch eine einfache und sichere Kontrolle des Oelverbrauchs und Oelverbleibs begegnet werden, welche für einen geordneten Kältemaschinenbetrieb unerlässlich ist.

Eine Verharzung der inneren Rohrflächen tritt dann ein, wenn das Oel bei den im Verdampfer herrschenden tiefen Temperaturen dickflüssig wird und sich hierbei Bestandteile, wie Harz, Talg, Paraffin u.s.w. ausscheiden, an den Spiralenwänden festsetzen und auf diese Weise isolierend wirken, wodurch naturgemäss die Kühlwirkung des Verdampfers nicht unerheblich reduziert wird.

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Eine rationelle Reinigung des Kompressoröles lässt sich jedoch nur dann erreichen, wenn die Ausscheidung der vorgenannten schädlich wirkenden Stoffe bereits vor Eintritt in die Maschine stattfindet.

Auch hierfür hat die Firma Balduin Weisser in Basel einen Apparat konstruiert und verschiedentlich patentieren lassen, welcher nicht nur die obengenannten Bedingungen erfüllt, sondern auch noch die Eigenschaften der bereits beschriebenen Oelapparate in sich vereinigt.

Textabbildung Bd. 313, S. 195

Dieser unter der Bezeichnung „Refrigerationsfilter“ eingeführte Apparat ermöglicht die Prüfung und Reinigung des Kompressoröles und verbindet gleichzeitig damit die Einrichtung zur Aufbewahrung des Inhaltes eines Oelfasses von etwa 200 l, Filtrierung und Sammlung des gebrauchten Oeles, Messung des Oelverbrauches, Mischung von frischem und gebrauchtem Oel, Kontrolle des Oelverbleibs und Aufbewahrung der erforderlichen Oelkannen mit Zubehör.

Die komplette Refrigerationsfilteranlage (Fig. 48) besteht aus einem vertikalen Winkeleisengestelle, auf welches die einzelnen Apparate zu stehen kommen.

Oben auf dem Gestelle steht der Oelbehälter A, welcher etwa 200 l Oel fassen kann. Unter diesem steht der mit einer Messvorrichtung kombinierte Filter B für gebrauchtes Oel mit etwa 35 l Inhalt. Unmittelbar dahinter befindet sich der Refrigerationsfilter C, dessen Verdampf er Spirale einerseits mit der Flüssigkeitszuleitung, andererseits mit der Saugleitung vom Oeltopf in Verbindung gebracht wird. In weiterer Folge kommt das Mess- und Mischgefäss D, dessen Inhalt etwa 50 l beträgt, und endlich zu unterst das Tropf blech E, worauf die Oelkannen zu stehen kommen. Die Betriebsweise des Apparates gestaltet sich wie folgt:

Das zu entleerende Oelfass wird in unmittelbarer Nähe desselben aufgestellt und dessen Inhalt mittels einer kleinen Handpumpe in den Oelbehälter A gepumpt.

Bei Beginn der Kühlung werden die Absperrhähnchen in der Flüssigkeitsleitung und in der Saugleitung geöffnet und gleichzeitig durch a und d das frische Oel aus dem Behälter A in den Refrigerationsfilter C laufen gelassen, bis der letztere gefüllt ist, was man am Einlauftrichter d sehen kann. Hierauf wird das Hähnchen bei a am Oelbehälter abgestellt und die Kühlung so lange fortgesetzt, bis das Oel auf die im Verdampfer herrschende tiefste Temperatur gebracht wurde.

Diese Manipulation wird vorgenommen, ohne dass am normalen Betriebe der Kältemaschine irgend eine Aenderung stattfindet.

Zeigt das Thermometer die tiefste erreichbare Temperatur an, so kann man das Regulierventil noch etwas mehr schliessen, wodurch nochmals einige Kältegrade gewonnen werden. Hat das Oel nun auch diese niedrigste Temperatur erreicht, so kann mit dem Ablassen desselben begonnen werden.

Man öffnet nun den unten in der Mitte befindlichen Hahn am Refrigerationsfilter C, durch welchen das gekühlte und gefilterte Oel in das darunter stehende Mess- und Mischgefäss fliessen kann. Das frische, auf diese Weise gekühlte und gefilterte Oel darf jedoch nur bei der niedersten erreichbaren Temperatur abgelassen werden, weil sich bei höheren Temperaturen die ausgeschiedenen Bestandteile wieder auflösen und mit demselben abermals vermischen. Nachdem etwa 25 l Oel aus dem Refrigerationsfilter C in das Mess- und Mischgefäss D abgelassen sind, wird der Zulauf abgestellt und man lässt nun auch aus dem Filtergefäss B das gleiche Quantum gebrauchtes und gefiltertes Oel dazu fliessen. Die Oelstände an den Gefässen B und D werden jetzt notiert und das Oel im Mess- und Mischgefäss D kann nun zum Schmieren des Kompressors verwendet werden.

Sobald der Zufluss des gekühlten und gefilterten Oeles aus dem Refrigerationsfilter abgestellt ist, kann derselbe wieder ausser Betrieb gesetzt werden, indem die beiden Pflockhähnchen an der Flüssigkeitsleitung und der Ammoniaksaugleitung zu schliessen sind. Bei Verwendung von Oel, welches in diesem Apparate gereinigt ist, fällt das bisher von Zeit zu Zeit notwendig werdende Ausblasen der Kondensator- und Verdampferspiralen mit Dampf fort, da die zur Verunreinigung Anlass gebenden Stoffe des Kompressoröles bereits vor Eintritt in die Maschine ausgeschieden sind.

Der eigentliche Refrigerationsfilter C (Fig. 49) besteht aus einem Blechgefäss a mit leicht abnehmbarem Deckel b und Einlaufrohr e. In der Mitte des Gefässes a befindet sich ein am Boden aufgelöteter Blechcylinder c zur Aufnahme des Filters d: derselbe wird, der Beschaffenheit der Oele entsprechend, aus Filz, Flanell, Watte, Wolle oder Papier hergestellt. Auf dem Blechcylinder c ist ein Versteifungsring mit eingedrehtem Konus, in welchem die Filtersäcke d mit dem Gegenring eingesetzt werden. Um ein Durchsickern des ungefilterten Oeles zu vermeiden, werden diese Ringe ineinander geschliffen. Der Hahn f dient zum Ablassen des gekühlten und gereinigten Oeles.

Zur Entleerung des ganzen Apparates wird Hahn g, zur Entlüftung Hahn l benutzt.

m ist ein Thermometer zum Messen der Temperatur des Oeles während der Kühlperiode.

Zwischen der Gefässwand a und dem Blechcylinder c befinden sich die schmiedeeisernen gewundenen Verdampferspiralen h, welche durch ein Bogenrohr i verbunden sind und sich bei k mit der Flüssigkeits-, bei n mit der Ammoniaksaugleitung vereinigen. Um Kälteverluste zu vermeiden, |196| wird der ganze Apparat mit einem luftdicht abzuschliessenden Holzmantel umgeben.

Textabbildung Bd. 313, S. 196

Die grösste Sensation auf dem Gebiete der künstlichen Kühlung durch Kompression hat die im Laufe der letzten Jahre durch Prof. Linde in München im grossen Massstabe durchgeführte Verflüssigung atmosphärischer Luft hervorgerufen, da hierdurch ein billiges, allgemein zugängliches, vollkommen geruchloses Kältemedium erzielt wurde, welches überdies noch die verschiedenartigsten technischen Verwendungen zulässt. Bei der Verflüssigung der Luft gilt es als erste Bedingung, die kritische Temperatur der Luft, welche – 140° beträgt, zu erreichen. Nach Prof. Linde's Methode wird dies auf sogen. regenerativem Wege erzeugt, d.h. die Kälte, welche durch Kompression eines Teiles der Luft hervorgebracht ist, wird auf den nächst behandelten Teil der Luft einwirken gelassen, welche sich immer vergrössernde Abkühlung bis zur Verflüssigung der Luft fortgesetzt wird.

Die beigegebene Zeichnung (Fig. 50) stellt den Linde'schen Luftverflüssigungsapparat schematisch dar. In einem Kompressor wird atmosphärische Luft angesaugt und auf etwa 175 at verdichtet. Hierbei erwärmt sich die Luft. Die warme, hochgespannte Luft wird dann unter Beibehaltung ihres Druckes durch einen Kühler geleitet und hierbei auf die normale Temperatur des Kühlwassers abgekühlt. Diese hochgespannte, abgekühlte Luft tritt dann durch das Mittelrohr des Gegenstromapparates zum Regulierventil. Nach dem Passieren dieses Ventils dehnt sich die komprimierte Luft aus und erfährt hierdurch eine beträchtliche Abkühlung nach dem bekannten Gesetze, dass bei der Expansion von Gasen zur Leistung innerer Arbeit Wärme verbraucht wird, woraus folgt, dass die Temperatur der sich ausdehnenden Luft sinkt. Die kalte, ausgedehnte Luft von niederem Druck und niederer Temperatur wird dann wieder im äusseren Rohre des Gegenstromapparates aufwärts geführt, neuerdings vom Kompressor angesogen und dann kontinuierlich dem eben beschriebenen Kreisprozess unterworfen. Das Mittelrohr des Gegenstromapparates besitzt eine wärmeleitende Metallwandung. Der in diesem Mittelrohr herabsinkende Luftstrom von hoher Spannung wird also dauernd der tieferen Temperatur des im äusseren Rohre aufsteigenden, kälteren Luftstromes ausgesetzt, so dass schliesslich die kritische Temperatur von – 140° C. erreicht wird. Mit Eintritt dieses Zustandes beginnt dann die Verflüssigung der Luft, die in einem Sammelgefäss aufgefangen und von hier aus mittels eines Hahnes abgezapft werden kann.

Nach Angabe von Prof. Linde dient ein dreistufiger Kompressor von Brotherhood in London zur Verdichtung von etwa stündlich 20 cbm Luft auf 175 at. Der Gegenstromapparat besteht aus zwei je 40 m langen, ineinander gewundenen Kupferspiralen von 7 bezw. 25 m lichtem Durchmesser, deren Gänge mittels roher Schafwolle sorgfältig isoliert sind. Als Sammelgefäss dienen sogen. Dewar'sche doppelwandige Glasgefässe, bei denen der Raum zwischen den beiden Wandungen luftleer ist. Dieses Vakuum bildet einen vorzüglichen Schutz gegen die von aussen eindringende Wärme. In diesen Gefässen kann die flüssige Luft, welche beim Atmosphärendruck eine Temperatur von – 190° aufweist, stundenlang ohne einen besonderen Verschluss aufbewahrt werden.

Die flüssige Luft ist eine schwach bläuliche Flüssigkeit von milchigem Aussehen. Die Trübung rührt von der in der flüssigen Luft enthaltenen festen Kohlensäure her. Filtriert man flüssige Luft, so tropft eine klare, zartblaue Flüssigkeit ab, während die feste Kohlensäure als Schnee im Filter zurückbleibt. Quecksilber, mit flüssiger Luft übergössen, erstarrt zu Klumpen.

In noch grösserem Massstabe als durch Prof. Linde in München wurden Versuche zur Verflüssigung atmosphärischer Luft und über deren Anwendung durch den amerikanischen Professor Tripler durchgeführt; über diese Versuche enthält der English Mechanic Berichte, in welchen die amerikanische Reporterphantasie wohl etwas überschwenglich zur Geltung gelangt, die jedoch, abgesehen von all fälligen Uebertreibungen, ein Bild jener vielfachen Anwendungen geben, welcher auch nach den Versuchen Prof. Linde's der verflüssigten Luft auf allen Gebieten der modernen Technik in Aussicht stehen, und zwar sowohl zur Erzeugung der tiefsten Kältegrade, die bis fast zum absoluten Nullpunkt herabreichen, ferner bezüglich Verwendung der hochgradigen chemischen Aktionskraft des verflüssigten Sauerstoffs in allen Zweigen der chemischen Industrie und der Sprengtechnik, und endlich der Anwendung der motorischen Kraft, die in dem gewaltigen Ausdehnungsbestreben der verflüssigten Luft liegt, und welche zweifellos später zum Betrieb von Fahrzeugen, Werkzeugen und Geschossen ihre Benutzung finden wird.

Textabbildung Bd. 313, S. 196

Unter solchen Umständen kann es nicht Wunder nehmen, dass in den Berichten über Prof. Tripler's Versuche das neue Jahrhundert als das „Jahrhundert der flüssigen Luft“ apostrophiert wird.

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