DE269606C

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Publication number: DE269606C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 269606 KLASSE Mh. GRUPPE

CARL LEIST in BERLIN-WILMERSDORF.

von Gefriersalzen in Wasser.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Februar 1913 ab.

Bei der Eiserzeugung durch Lösung von geeigneten Salzen, beispielsweise Ammoniumnitrat, in Wasser tritt ein hoher Kälteverlust infolge davon auf, daß die Salzlösung sich bei der Eisbildung nur bis zu der beträchtlich unter o° liegenden Temperatur erwärmt, welche mit Rücksicht auf den Wärmeübergang aus dem Gefrierwasser in die Lösung zulässig ist, und die Vorrichtung mit dieser

ίο niedrigen Temperatur verläßt. Da die Kälteleistung beim Lösen eines Gefriersalzes an sich nicht groß ist, stellt die hiernach verlorengehende Kältemenge, welche vorher zur Abkühlung der Lösung selbst von der ursprünglichen Temperatur des Salzes und des Wassers auf die genannte niedrige Temperatur gedient hat, einen sehr hohen Prozentsatz der gesamten Kälteleistung dar. Dies kann, wenn nur verhältnismäßig warmes Wasser zur Verfügung steht, so' weit gehen, daß überhaupt keine Nutzleistung auftritt.

Zweck vorliegender Neuerung ist es, den genannten Verlust zu vermeiden oder zu verringern. Dies geschieht durch Übertragung der erwähnten Kältemenge von der Lösung, welche zur Eisbildung gedient hat, auf dasjenige Wasser, in welchem das Salz für die nächste Eiserzeugung gelöst werden soll, und gegebenenfalls auch auf das nunmehr zu verwendende Gefrierwasser. Die gebrauchte Lösung verläßt dann die Vorrichtung mit einer höheren Temperatur, und die von ihr noch abgegebene Kälte kommt dem folgenden Gefriervorgang zugute. Hierdurch ist bei normaler Temperatur des Frischwassers eine bedeutende Erhöhung der Eislieferung bei gegebenem Aufwand an Salz zu erzielen und bei hoher FrischWassertemperatur eine Eiserzeugung überhaupt erst zu ermöglichen.

Theoretisch läßt sich die Wärmeübertragung nahezu bis zur Vertauschung der Temperaturen von Sole und Frischwasser treiben; wenn ein Gegenstromapparat angewandt wird. Ein Beispiel hierfür gibt die schematisch gehaltene Fig. ι der beiliegenden Zeichnung. 1 und 2 sind die beiden Behälter, in welchen die Auflösung des Gefriersalzes in Wasser und die Eiserzeugung aus dem in besonderen Zellen eingeschlossenen Gefrier wasser stattfindet. 3 ist der Gegenstromapparat. Die Behälter 1 und 2 tragen die Abschlußvorrichtungen 4 und 5 zum Ablassen der Lösung. Letztere fließt in die Leitungen 6 und 7, die sich vereinigen und bei 8 in den Gegenstromapparat eintreten. Sie durchströmt dessen von zwei Blechzylindem 3' gebildeten Raum von ringförmigem Querschnitt von unten nach oben und verläßt denselben bei 9. Dieser ringförmige Raum enthält eine oder mehrere Rohrschlangen 3", welche von dem Frischwasser durchflossen werden. Letzteres tritt durch die Leitung 10 oben in die Rohrschlangen ein und strömt unten wieder aus, worauf es durch das Rohr 11 zu den nach den oberen Teilen der Behälter ι und 2 führenden Röhren 12 und 13 geleitet wird. Letztere sind durch die Abschlußvorrichtungen 14 und 15 absperrbar.

Bei Benutzung eines Gegenstromapparats

müssen stets zwei Behälter zusammenarbeiten, damit der- eine sich mit Frischwasser füllen kann, während der andere die Sole entläßt; das nächste Mal vertauschen beide ihre-Rollen. Im Beispiel der Zeichnung ist angenommen, daß die Sole aus ι ausfließt und 2 Frischwasser aufnimmt. Dann sind die Abschlußvorrichtungen 4 und 15 geöffnet, 5 und 14 geschlossen, und die Flüssigkeiten bewegen sich, wie die Pfeile andeuten.

Eine bessere Ausnutzung des Gegenstromapparats und der Behälter selbst tritt ein, wenn noch ein dritter Behälter zugefügt und genau ebenso wie die beiden ersten mit seiner Soleleitung an Punkt 8 und seiner Frisch Wasserleitung an Rohr 11 angeschlossen wird. Bei nur zwei Behältern ist jedesmal, wenn in einem derselben Eiserzeugung stattfindet, der andere Behälter und der Gegenstromapparat außer Betrieb, wobei sie übrigens den Kälteverlusten durch von außen eindringende Wärme doch ausgesetzt sind. Sind drei Behälter aufgestellt, so kann immer der Reihe nach einer derselben zur Eiserzeugung dienen und während dieser Zeit die Entleerung eines anderen und die Füllung des dritten unter Austausch der Kälte im Gegenstromapparat vor sich gehen.

Verzichtet man auf die Gegenstromwirkung, so kann man eine Anordnung treffen, bei welcher sich nur ein einziger Apparat ergibt. Dieser stellt dann die Vereinigung zweier Behälter dar, welche abwechselnd zur Eiserzeugung dienen; sie werden durch eine das ganze Gefäß in zwei gleich große Hälften trennende, zur Wärmeleitung geeignete Scheidewand gebildet. Ein solcher Doppelapparat ist in einer beispielsweisen Ausführungsform in Fig. 2 und 3, von denen die letztere einen Schnitt nach A-B in Fig. 2 darstellt, wiedergegeben. Hier ist der Gesamtbehälter in bekannter Weise als drehbares Holzfaß 16 ausgeführt angenommen, in dessen beide Böden 17 die gebräuchlichen, aus Blech hergestellten Eiszellen 18 eingesetzt sind. Die trennende Wand kann aus einem einfach quer durch das Faß gezogenen ebenen oder auch gewellten Blech bestehen. Im vorliegenden Fall ist sie noch zur Verkürzung der Zeit für den Wärmeaustausch in besonderer Weise so ausgebildet, daß sie große Fläche besitzt. Zu diesem Zweck sind mehrere Blechzylinder 19 bis 23 von etwas verschiedenem Durchmesser ineinander angeordnet und die Zwischenräume zwischen denselben abwechselnd an dem einen oder dem anderen Ende durch gebogene Flachbzw. Vierkanteisen 24 bis 27 (Fig. 2) ausgefüllt. Der innerste Zylinder 23 reicht nur bis zur Mitte und ist hier mit einem abschließenden Boden 23' verbunden; der äußerste Zylinder 19 ist an die Faßwand an-■ geschlossen. Die Abmessungen sind so gewählt, daß sich auf beiden Seiten dieser Trennungswand der gleiche Rauminhalt herstellt.

Der Vorgang ist folgender: Die Auflösung des Gefriersalzes und die Eisbildung in den Zellen geschieht, während die andere Hälfte des Behälters leer ist. Hierauf wird in die letztere und am besten auch schon gleich in die hierzu gehörigen Eiszellen Frischwasser eingefüllt und die Drehung des Fasses fortgesetzt.

Infolge des Wärmeaustausches durch die Trennungswand können die Temperaturen der beiden Füllungen einander bis auf einige Grade genähert werden. Die Erwärmung der Sole ■ kann hierbei zum Lostauen des vorher gebildeten Eises von der Zellenwand benutzt werden, so daß dasselbe nach Beendigung oder während des Wärmeaustausches herausgenommen werden kann; die Eiszellen brauchen also nicht von dem Faß getrennt zu werden. Nach beendetem Wärmeübergang wird die Sole abgelassen und nunmehr auf der zweiten Seite des Gefäßes dem abgekühlten Frischwasser das Salz zugesetzt, so daß hier der Lösungs- und Gefriervorgang stattfindet.

Die Drehung des Fasses während des Wärmeaustausches zwischen Sole und Frischwasser wirkt in jedem Fall insofern günstig, als sie eine Verschiebung von Flüssigkeit und Trennungswand gegeneinander zur Folge hat. Bei der dargestellten Ausgestaltung der Wand dient sie auch zur Herbeiführung eines stetigen Austausches der in den engen Räumen zwischen den Blechzylindern enthaltenen Flüssigkeit und zu' einem kräftigen Durcheinandermischen des ganzen Faßinhalts, das bei der Wärmeübertragung zwischen den beiden Faßhälft en sowie zwischen Sole und Gefrierwasser und ferner bei der Auflösung des Salzes vorteilhaft ist. Dieser Austausch der Flüssigkeit wird wesentlich dadurch gefördert, daß die Blechzylinder durch achsial verlaufende Flach- bzw. Vierkanteisen miteinander verbunden sind, wie bei 28 bis 31 (Fig. 3) im Querschnitt ersichtlich. Die Flüssigkeit, welche das Faß nicht ganz ausfüllt, wird hierdurch, soweit sie sich in den engen Räumen befindet, gezwungen, in vollem Maße an der Drehung teilzunehmen, und wird an der emporgehenden Seite (bei 31) etwas über den Wasserspiegel gehoben, infolge wovon sie aus den engen Räumen hinausfließt. Sie wird dann teils durch die etwas austauchenden Eiszellen, teils durch besonders eingesetzte radiale Bleche 32 bis 35 gehindert, unmittelbar im Wasserspiegel nach der anderen Seite hinüberzufließen und dort (bei 28) gleich wieder in die engen Räume einzutreten.

Die Anordnung nach Fig. 2 und 3 wird an

Stelle derjenigen nach Fig. ι trotz der weniger starken Abkühlung des Frischwassers in vielen Fällen mit Vorteil zu verwenden seih. Bei kleineren Betrieben wird die viel einfachere Gesamteinrichtung und der viel geringere Raumbedarf ausschlaggebend sein, unter Umständen auch die Verringerung der Kälteverluste nach außen infolge der Benutzung nur eines Apparats. Bei der Anordnung nach

ίο Fig. ι wird auch, wenn jedesmal nur wenige Beschickungen hintereinander vorgenommen werden, der zur Auskühlung des Gegenstromapparats bei der Inbetriebnahme erforderliche Kälteaufwand zu sehr ins Gewicht fallen.

Ferner ist die Benutzung eines Gegenstromapparats auch dann zwecklos, wenn Frischwasser von so niedriger Temperatur zur Verfügung steht, das schon mit der Vorrichtung nach Fig. 2 und 3 eine Abkühlung desselben bis nahezu auf o° zu erreichen ist; die Möglichkeit, mit Hilfe des Geggnstroms eine noch tiefere Kühlung herbeizuführen, kann dann nicht ausgenutzt werden, da das Frischwasser sonst gefrieren würde.

Das vorstehend geschilderte Verfahren kann statt zur Eiserzeugung auch für jeden anderen Fall der Kühlung benutzt werden, wo die Sole nach erfolgter Verwendung noch eine so niedrige Temperatur besitzt, daß die Vorkühlung des Frischwassers sich verlohnt.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zur Eisbereitung oder Kälteerzeugung für sonstige Zwecke durch · Auflösung von Gefriersalzen in Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß die Sole nach der Kühlung die ihr noch innewohnende Kälte an das für eine spätere Beschickung zu benutzende Frischwasser abgibt.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zur Auflösung des Salzes dienende Behälter (1, 2) durch Röhren (6, 7) für die gebrauchte Sole mit einem Gegenstromapparat (3) und durch andere absperrbare Röhren (12, 13) mit der durch den Gegenstromapparat geführten Frischwasserleitung (10, 3", 11) verbunden sind, so daß die von einem Behälter (1) kommende Sole mit dem gleichzeitig einem anderen Behälter (2) zufließenden Frischwasser im Gegenstromapparat zum Wärmeaustausch gebracht werden kann.
3. Verfahren zur vollen Ausnutzung einer Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß immer der Reihe nach in drei mit einem Gegenstromapparat verbundenen Behältern innerhalb gleicher Zeiträume das Einlaufen des Frischwassers, die Auflösung des Salzes und das Ausfließen der Sole herbeigeführt wird.
4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei abwechselnd zur Auflösung des Salzes dienende Räume zu einem Behälter (16, 17) vereinigt und in demselben durch eine zur Wärmeübertragung geeignete Scheidewand (23' usw.) getrennt sind, so daß das Frischwasser, welches nach Beendigung des in dem einen Raum stattfindenden Kühlvorganges in den anderen Raum eingefüllt wird, nunmehr durch die Scheidewand mit der gebrauchten Sole in Wärmeaustausch tritt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Scheidewand zwecks Ausbildung einer großen Fläche auf kleinem Raum aus mehreren ineinander angeordneten Blechzylindern (19 bis 23) von etwas verschiedenem Durchmesser hergestellt ist, wobei die Zwischenräume zwischen denselben abwechselnd an dem einen und dem anderen Ende abgeschlossen sind (24 bis 27).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen den Blechzylindern durch achsial verlaufende Trennungswände (bei 28 bis 31) unterteilt sind, so daß zwecks ausgiebiger Mischung der Flüssigkeit der in den Zwischenräumen enthaltene Teil derselben bei einer Drehung des Behälters um die Achse der Zylinder mitgenommen und infolge Hebung über den Flüssigkeitsspiegel (bei 31) zum Ausfließen aus den Zwischenräumen gebracht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Berlin. öedruCkt in deü reichsdruckerei.