DE11036C - Neuerungen im Verfahren der Kälteerzeugung für Eisbereitungszwecke - Google Patents

Description

PATENTSCHRIFT

1880.

Klasse 17.

C. M. TESSIE du MOTAY in PARIS und AUGUSTE J. ROSSI in NEW-YORK (V. S. A.).

Neuerungen im Verfahren der Kälteerzeugung für Eisbereitungszwecke.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 8. Februar 1880 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von Kälte behufs Eisbereitung; sie stützt sich auf die Eigenschaft einer Flüssigkeit, dafs dieselbe unter gewissen Bedingungen verdunstet, sich aber auch umgekehrt durch Condensation wieder in den flüssigen Aggregatzustand überführen läfst. Dabei werden die sich hiernach ergebenden Arbeitsoperationen wechselweise und ununterbrochen in einer Gefrier- oder Eismaschine vollführt. Am vortheilhaftesten ist im allgemeinen bei Anwendung der Erfindung die Benutzung einer innerhalb gewisser Grenzen nicht gefrierbaren und sich leicht verflüchtigenden Flüssigkeit als absorbirendes Mittel, und sodann eines Gases, welches nur unter grofsem Drucke flüssig wird, aber durch Absorption in jener Flüssigkeit leicht in eine flüssige Lösung übergeführt werden kann. Versuche und Erfahrungen lehrten den Erfinder, dafs Aether (Schwefeläther) einerseits und wasserfreie schweflige Säure oder Ammoniak andererseits geeignete und für den vorliegenden Zweck sehr empfehlenswerthe Vertreter der vorhin gekennzeichneten beiden. Medien seien. Die durch Absorption der schwefligen Säure oder des Ammoniaks in Aether erzeugte Flüssigkeit erleidet bei gewöhnlicher Temperatur, also z. B. 26 ° C, und atmosphärischem Druck keinen Verlust an Gas. Sie kann daher in gewöhnlich verkorkten Flaschen aufbewahrt werden, bedarf auch keiner besonders construirten Gefäfse.

Aether (Schwefeläther), erzeugt auf irgend eine passende Weise, z. B. aus Alkohol und Schwefelsäure durch Destillation, wird in beliebiger Menge in einen Behälter gebracht. Mit diesem ist eine Rohrleitung verbunden, durch welche dem Aether Schwefligsäureanhydrid zugeleitet wird, welches letztere z. B. durch Verbrennen von Schwefel erzeugt und mittelst Chlorcalcium getrocknet wurde.

An Stelle der schwefligen Säure kann auch getrocknetes Ammoniak dem Aether durch oben erwähntes Rohr zugeführt werden. Endlich könnte man auch einen Behälter, der flüssige, schweflige Säure oder flüssiges Ammoniak enthält, mit dem Aethergefäfs in Verbindung setzen. Das die bezeichneten Stoffe in den Aether einleitende Rohr mufs bis nahe zum Boden unter den Flüssigkeitsspiegel des Aethers hinabgehen.

Der Aetherbehälter mufs auf passende Weise kühl gehalten werden, z. B. durch circulirendes Wasser. Auch ist dafür Sorge zu tragen, dafs eine gute Berührung der betreffenden Stoffe in diesem Behälter mit einander stattfinde.

Das Gas wird so lange in den Aether geleitet, bis letzterer gesättigt ist. Einen Mafsstab hierfür giebt die Dichtigkeit der Flüssigkeit ab; wächst dieselbe nicht mehr, so ist der Sättigungspunkt erreicht.

Ein für praktische Zwecke genügend hoher Sättigungsgrad läfst sich folgendermafsen erzielen:

Dem in einem geschlossenen Behälter befindlichen wasserfreien Aether wird durch die bereits erwähnte Rohrleitung aus einem Gasbehälter das darin unter geringem Druck stehende Schwefligesäureanhydrid oder Ammoniak zugeleitet. Auf dem Behälter sitzt ein mit einigen Kilogrammen belastetes Ventil, welches nach erreichter Sättigung gehoben wird und ein Zeichen giebt. Aufserdem sind kleine Probirhähne angeordnet, sowie ein gröfserer Hahn zum Ablassen der fertigen Lösung.

Diese Flüssigkeit kann in gewöhnlichen Flaschen oder in dicht verkorkten Korbflaschen auf Lager gestellt oder nach Befinden verkauft werden. Dabei ist nur Sorge zu tragen, dafs dieselbe keiner zu hohen Temperatur, also etwa über 32⁰C, ausgesetzt werde, weil sonst eine Verflüchtigung des Aethers stattfinden würde. Um nun mit Hülfe dieser Lösung Kälte zu erzeugen, kann eine Eismaschine von gewöhnlicher Construction, enthaltend eine Saug- und Druckpumpe, eine Kühlschlange oder einen Kühlraum und einen Condensator, benutzt werden, z. B. die bekannte Pictet-Maschine. Nicht nothwendig dabei ist, dafs die Pumpe und andere Theile in derselben Stärke wie gewöhnlich gebaut werden, indem sie bei Ausübung des diese Erfindung bildenden Verfahrens wesentlich geringeren Druckgröfsen zu widerstehen haben.

Die Lösung wird auf geeignetem Wege, sei es durch einen einfachen Bleirohrheber oder mittelst eines gewöhnlichen Trichters, in die

Kühlschlange oder den Kühlraum des Apparates eingebracht. Eine Dampfmaschine oder irgend ein sonstiger Motor betreibt die Pumpe.

Die Saugpumpe erzeugt über der Flüssigkeit einen luftverdünnten Raum, die beiden Bestandtheile derselben verflüchtigen sich gemeinsam, erzeugen so eine grofse Kälte und gehen zusammen, vermöge der Wirkung der Pumpe, nach dem Condensator, wo unter dem wiederhergestellten Druck der Aether von neuem flüssig wird und das Gas absorbirt. Eine Wasserkühlung erhält dabei die Temperatur auf dem nöthigen niedrigen Grad. Der erforderliche Druck ist der dem Condensationspunkt der Aetherdämpfe entsprechende, d. i. ein Druck nahezu gleich demjenigen der Atmosphäre, bezw. diesen nur wenig übersteigend.

Die im Condensator von neuem gebildete Lösung strömt in den Kühlraum zurück, wirkt hier, wie bereits oben angegeben, und vollführt so in ununterbrochener Arbeit ihren Zweck.

Bei einer Lösung von Schwefligsäureanhydrid oder von Ammoniak in Aether ist Feuersgefahr ausgeschlossen; die eventuell entstehende Flamme ist kurz und russig, sie könnte in begrenztem Raum sofort wieder ausgelöscht werden.

Die Abkühlungsgrade, hervorgerufen unter übrigens gleichen Bedingungen, von demselben Flüssigkeitsgewicht, bei derselben Verdunstungsgeschwindigkeit und in derselben Zeit,, lassen sich auf Grund seitheriger Erfahrungen wie folgt angeben. Bei Anwendung von schwefliger Säure und Aether ergiebt sich eine Temperaturerniedrigung von 13 y₃ ° C. pro Minute, bei Aether und Ammoniak von 12'/5⁰C. und bei Aether allein von S % ° C.

Die Praxis hat ferner gelehrt, dafs pro Einheit aufgewendeter Kraft mit Hülfe der Lösung eine gröfsere Menge Eises erzeugt werden kann, als mit Aether allein, sowie auch als mittelst Verdampfung von schwefliger Säure oder von Ammoniak allein, wobei in diesem Falle vorausgesetzt ist, dafs die letzteren durch Druck in flüssigen Zustand übergeführt worden waren.

Seitherige Beobachtungen haben ergeben, dafs 33 pCt. bis hinauf zu 70 pCt. vom Gewicht des Aethers an schwefliger Säure absorbirt werden. Hierbei wurde die Dichtigkeit der resultirenden Flüssigkeiten zn Grunde gelegt. Mit gröfserer Sorgfalt anzustellende Versuche dürften einen noch gröfseren.Absorptionsgrad erkennen lassen.

Der oben erwähnte Kältegrad für die Lösung von schwefliger Säure in Aether wurde erzielt bei einer Absorption von 33 pCt. des Aethergewichtes. Ein höherer Absorptionsbetrag würde unter sonst gleich bleibenden Umständen den Kältegrad steigern. Das absorbirte Ammoniak betrug 6 pCt. des Gewichtes vom Aether.

An Stelle der genannten Gase und Flüssigkeiten können auch manche andere benutzt werden; so z. B. schweflige Säure und Schwefelkohlenstoff, wo der Absorptionsbetrag i⁴³/₁₀₀pCt., die Temperaturerniedrigung 8 '/₃ ° C. ist; desgleichen schweflige Säure in Chloroform, wo die .Absorption 5 pCt., die Temperaturerniedrigung ca. 5 y_ä ° C. beträgt; ferner kann. Chlormety] absorbirt werden, wobei weniger als ι pCt., die Temperaturerniedrigung 10⁰C. beträgt. Chloroform allein würde eine Temperaturerniedrigung von 2 V₉ ° C. hervorrufen.

Es dürfte sich empfehlen, gesättigte Lösungen darzustellen, indessen können Fälle vorkommen, in denen sich eine nicht vollständige Sättigung als zweckmäfsig herausstellen wird.

Findet ein absorbirender Stoff Verwendung, welches bei gewöhnlichem Druck und gewöhnlicher Temperatur gasförmig ist, so ist entweder Sorge zu tragen, dafs die vorher erzeugte Lösung in flüssigem Zustande verbleibe, was eine gröfsere Festigkeit des Behälters bedingt, oder es sind die beiden Bestandtheile der Lösung als Gase direct in den Kreislauf der beschriebenen Eiserzeugung einzuführen, und ist bezw. die Bildung der Flüssigkeit erst innerhalb der Maschine zu bewirken. -_r

Claims (4)

Patent- An sprüche:

1. Das beschriebene Verfahren der Eisbereitung bezw. Kälteerzeugung in ununterbrochenem Betriebe, welches besteht:

a) in der Verflüchtigung eines aus Aether (Schwefeläther) und Schwefligsäureanhydrid, oder aus Aether und Ammoniak bestehenden Flüssigkeit, mit Hülfe eines Vacuums oder theilweisen Vacuums; ferner

b) in der "Wiederbildung dieser Flüssigkeit durch Druck bezw. unter Mitwirkung der zwischen dem Gase des absorbirten Mediums und dem absorbirenden Medium bestehenden Lösungsfähigkeit.

2. Das Verfahren der Kälteerzeugung, bestehend zuvörderst in der Verdunstung der unter 1. genannten Lösung, sodann in der Zurückverwandelung des verdunsteten Gases in eine Flüssigkeit mittelst Condensation des weniger flüchtigen Bestandtheiles und Absorption des anderen; Operationen, die sich ununterbrochen abwechselnd wiederholen.

3. Für die Zwecke der Abkühlung die Anwendung von Lösungen von schwefliger Säure oder von Ammoniak in Aether, d. i. einer Flüssigkeit, deren einer Bestandteil eine sehr leicht verdunstende, innerhalb praktisch vorkommender Grenzen ungefrierbare Flüssigkeit oder, ein in flüssigen Zustand versetztes Gas ist, während der andere Bestandtheil ein gasförmiger, von dem ersteren absorbirter Körper ist.

4. Die Verwendung von schwefliger Säure und Schwefelkohlenstoff oder von schwefliger Säure und Chloroform, oder von Chlormethyl an Stelle der vorerwähnten Lösungen.