DE33239C - Neuerung an den durch Patent Nr. 3 499 geschützten Einrichtungen zur Erzeugung von Kälte und Eis - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 17: Eisbereitung und Aufbewahrung.

RAOUL PICTET in GENF.

und Eis.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 31. December 1884 ab.

i. Der Condensator.

Bei Maschinen älterer Construction war der aus Kupfer hergestellte Condensator aus einer Reihe paralleler Röhren gebildet, die von einem gewöhnlichen Wasserstrom durchlaufen wurden. Hierbei bestanden jedoch die Uebelstände, dafs das kalte Wasser die Röhren nur einmal durchlaufen kann und die mittlere Röhrengruppe einen zu intensiven Strom erhält, was mit einem grofsen, in unvortheilhafter Weise ausgenutzten Wasserverbrauch verbunden ist. Ferner wirkt nach dem Dalton-Gesetze eine jede Menge fremder Gase, die atmosphärische Luft, Wasserstoff etc. auf die Compression und Spannung beim Flüssigmachen ein und erhöht den Druck der Dämpfe im Condensator oft in einer sehr unvortheilhaften Weise. Auch zieht ein an einem beliebigen Rohre der Gruppe etwa eintretendes Undichtwerden eine Menge nicht unberücksichtigt zu lassender Verminderungen, wie Verlust an flüchtiger Flüssigkeit, etwaiger Zutritt des Wassers und Verstopfung der beschädigten Röhren, nach sich, welch letzterer Umstand immer mifslich ist und auch eine Verminderung der wirkenden Fläche des Condensators bewirkt.

Bei der vorliegenden Maschine wird das Kupfer durch Eisen ersetzt, indem speciell gezogene Eisenrohre mit zusammengeschweifster Ueberlappung zur Verwendung kommen. Die flüchtige Flüssigkeit wird hier in, statt wie vorher um die Röhren eingebracht. Bei dem Condensator der neuen Anordnung gelangen die durch die Pumpe geprefsten Dämpfe in ein langes, aus Schmied- oder Gufseisen bestehendes Rohr A, Fig. 1. Zur Seite dieses langen Rohres ordnet man Gruppen paralleler Schlangenröhren an, deren Gesammtquerschnitt dem Querschnitt des die Dämpfe von der Pumpe zuführenden Rohres nahezu gleich ist. Diese Schlangenröhren bestehen aus geraden Eisenröhren, die an jedem Ende durch Krümmlinge verbunden sind; diese Röhren sind bei B und B¹, Fig. 2, in Grundrifs und Ansicht ersichtlich.

Das untere gerade Ende der Schlange schliefst sich an ein zweites Sammelrohr C aus Schmiedoder Gufseisen an, Fig. 1, welches dem Rohr A parallel und senkrecht zu den Schlangenröhren liegt. In Fig. 1 ist eine dieser Serpentinen bei D ersichtlich, während die anderen an ihrer Zu- und Austrittsstelle nur durch Striche markirt sind.

Die Zahl der Schlangen und die Länge des geraden Theiles derselben ist je nach der Stärke des kälteerzeugenden Querschnittes veränderlich. Die Verbindungen der Serpentinen mit den Rohren A und C, Fig. 1, können beliebige, wenn nur dichte, sein. Das Ende des Rohres C mündet in ein starkes Gufs- oder Schmiedeisenrohr H, dessen Durchmesser gröfser als derjenige des Rohres C ist und welches am besten vertical angeordnet ist. Durch den Deckel dieses Rohres H geht ein Rohr G von geringem Durchmesser, das bei E bis zum Boden des Sammelrohres C reicht. Durch dieses Rohr G gehen die condensirten Flüssigkeiten zu dem Kühlapparat zurück.

Durch diese Anordnung wird ein grofser Sammelbehälter für die fremden Gase am Ende der Serpentinen gebildet. Die thätige Con-

densation innerhalb der Röhren treibt die der Condensation entgangenen Gase immer wieder mechanisch an das hintere Ende der Röhren. Durch diese Combination wird die Wirkung des Dalton'schen Gesetzes umgangen, da in Rücksicht auf den geringen Querschnitt dieser Röhren im Vergleich zu dem enormen inneren Rohrquerschnitt des alten Condensators eine Diffusion der Gase in den Serpentinen unmöglich ist, so dafs man also mit fremden Gasen, atmosphärischer Luft u. dergl. arbeiten kann, ohne den Druck im Condensator merklich zu erhöhen. Dieser Punkt ist sehr wichtig, er spart das Brennmaterial, indem die Arbeit des Motors ganz wesentlich vermindert wird.

Der Zugang des Condensators ist ein sehr leichter, da alle Röhren offen liegen. Das ganze Röhrensystem und seine Sammelröhren A C und H werden in einen grofsen Kasten JJ eingebracht, in den das kalte Wasser durch ein Rohr von unten eintritt, das oben durch ein Ueberlaufrohr austritt. Das Wasser erwärmt sich durch Condensation der flüchtigen Flüssigkeit und fliefst nach Erreichung des Temperaturmaximums weiter, nachdem ihm durch horizontale, in einander greifende Platten eine seitliche Circulation gegeben ist, was die erzeugte Wirkung noch erhöht.

2. Der Kühlapparat

ist, was seine Anordnung anbetrifft, dem Condensator sehr ähnlich, wogegen die Wirkung selbst eine absolut verschiedene ist.

Fig. 2 zeigt in Ansicht und Grundrifs die Anordnung dieses Apparates. Die flüchtige Flüssigkeit wird in einem grofsen verticalen Eisenrohr M angesammelt, das unten mit einem langen eisernen Sammelrohr L correspondirt. ■ Die Serpentinen B B^l münden unten senkrecht auf das Rohr C, während sie oben in ein zweites .Sammelrohr K münden, das sich an das Hauptrohr M anschliefst. Rohr M verbindet so die beiden Rohre K und L und steht mit seinem oberen Ende mit der Compressionspumpe, und zwar mit den Saugventilen derselben in Verbindung. Durch diese Anordnung stellt sich das Niveau der flüchtigen Flüssigkeit in allen Schlangenröhren und in dem verticalen Rohr M auf gleiche Höhe ein.

Taucht man das ganze Röhrensystem in einen grofsen Eisenkasten O, der mit einer nicht erstarrenden Flüssigkeit, wie Salzwasser, Glycerin etc., angefüllt ist, und setzt man die Pumpe in Bewegung, so stellt man eine äufserst energische Circulation innerhalb einer jeden Schlange her. Die Verdampfung theilt die Flüssigkeitssäule einer jeden Schlange in eine Menge einzelner Flüssigkeitskörper, die durch Dampfkammern getrennt sind. Die Dichte dieser Flüssigkeitssäule nimmt beträchtlich ab, während der hydrostatische Druck am Fufs des Cylinders M constant bleibt. Von hier aus wird die flüchtige Flüssigkeit mit Heftigkeit in eine jede Schlange eingetrieben und tritt das Flüssigkeits- und Dampfgemisch mit Lebhaftigkeit durch das obere Ende nach dem Rohr K, worauf die Flüssigkeit in den Cylinder M zurückfällt, um die beschriebene Circulation von neuem zu beginnen.

Auf diese Weise hält man mit einer geringen Menge flüchtiger Flüssigkeit die Totaloberfläche des Kühlapparates in Thätigkeit, was bei dem alten System nicht der Fall war. Etwaige undichte Stellen sind sofort zu ersehen, und kann man durch an die Sammelröhren KL und M angeschraubte Plantschen den Kühlapparat schnell reinigen und entleeren.

Vertical angeordnete Eisenblechtafeln gestatten eine Circulation des Salzwassers durch alle Schlangen, gleichviel, ob man sich für die Hauptcirculation einer Schraube oder einer Pumpe bedient. Die Dimension des Kastens O, sowie Zahl und Durchmesser der Schlangenrohre und der Sammelrohre richten sich nach der Stärke der Kälteerzeugungsmaschine. Der beschriebene Condensator und Kühlapparat können einem Druck von 15 bis 20 Atmosphären widerstehen, wobei sie vollständig dicht bleiben und der Preis derselben im Vergleich mit einer gleichen Kupferfläche wesentlich herabgedrückt wird.'

3. Die Compressionspumpe.

Bei der Compressionspumpe verursachen die Stöfse der Saug- und Druckventile gegen die diese letzteren von dem Raum des Compressionscylinders trennenden Kreuze oder gegen den Brohzesitz häufig Brüche und sind der Grund eines unangenehmen Geräusches, was die Umgebung stört und ein Arbeiten der Maschine bei Nacht verbietet. Diese unvermeidlichen Stöfse bei den bisher verwendeten Ventilen verhindern auch einen Lauf der Maschine mit grofser Geschwindigkeit, indem die Tourenzahl der Maschine fast ausschliefslich aus diesem Grunde eine beschränkte ist.

Um alle diese Uebelstände zu beseitigen und das Schliefsen der Ventile an jedem Kolbenhubende ohne Geräusch zu beschleunigen, kommen nach vorliegender Erfindung Ventile mit Doppelfeder zur Verwendung, von denen die eine lang, weich und sehr elastisch ist und deshalb aus Stahl- oder Kupferdraht bestehen kann, während die andere kurz, stark und sehr widerstandsfähig ist und aus stark gehärtetem Stahl oder Kupfer besteht.

Die erste Feder führt das Ventil wie bei den gewöhnlichen Ventilen, nur ist die Länge derselben noch merklich vergröfsert, um die

Dauer zu sichern; die andere Feder dient zur Begrenzung des Ventilhubes.

Fig. 3 zeigt das Saugventil. A ist das Kreuz, welches das Ventilgehäuse vom Cylinder abgrenzt und in welchem das Ventil in der gewöhnlichen Weise geführt wird. In diesem Falle ist A nur eine einfache Sicherung beim Bruch der Ventilspindel. B ist das Ventil, das aus einer an ihrem unteren Ende verbreiterten Stahlstange besteht und auf seinem Sitz aufruht. C ist die am oberen Ende der Ventilspindel aufgeschraubte Mutter, gegen die sich die Gegenmutter F anlegt. Auf die Spindel werden zwei Federn E und D aufgeschoben, von denen Feder E zum Functioniren des Saugventils wie eine gewöhnliche Feder wirkt. Die stärkere Feder D legt sich gegen die Hülse L an, wenn sich das Ventil behufs Durchganges des Gases nach dem Cylinder genügend geöffnet hat. Beim Oeffhen des Ventils widersteht dieses zuerst nur dem Widerstand der ersten Feder E, worauf sich in einem Abstande von etwa 6 bis 8 mm vom Sitz die zweite Feder D gegen die Hülse L legt und so das Ventil bei seiner Bewegung stofsfrei aufhält. Hierdurch wird fast vollständig die krystallinische Structur des Metalles vermieden, was ein sehr langes Functioniren der Ventile nach dieser neuen Anordnung zur Folge hat.

Fig. 4 zeigt das Compressionsventil. B ist der auf seinem Bronzesitz aufruhende Ventilkörper. - K K sind die Glocken, gegen welche bisher das Ventil am Ende seines Hubes anstiefs und welche nur der Sicherheit beim Bruch wegen beibehalten sind. E ist die gewöhnliche Feder, welche während des gesammten Hubes auf das Ventil wirkt. C ist eine mittelst Stiftes am oberen Ende der Ventilspindel befestigte Mutter, gegen welche sich die kräftige und kurze Feder D legt. Diese ■ Feder legt sich andererseits gegen den Deckel L, wenn das Ventil von seinem Sitz gehoben wird und einen genügenden Raum zum Durchgang der comprimirten Gase läfst. Feder D hält ohne Stofs das Ventil an und führt dieses am Ende des Kolbenhubes auf seinen Sitz zurück.

Die anderen Theile der Compressions- und Aspirationsventile sind die gewöhnlichen. Die Stärken dieser Hülfsfedern D für die beiden Ventile ändern sich je nach der Stärke der Maschine und der Geschwindigkeit, welche man dem Compressor geben will. Die Rotationsgeschwindigkeiten können mit dieser neuen Ventilanordnung verdoppelt werden, ohne eine Gefahr für den Compressor befürchten zu müssen.

4. Die kalteerzeugende Flüssigkeit.

Die beschriebene Anordnung der Maschine arbeitet mit Schwefligsäureanhydrid vollständig zufriedenstellend; diese Flüssigkeit "giebt aber für die Länder gemäfsigten Klimas bei der Compression so schwache Spannungen (2 bis Atmosphären), dafs man dieselbe ohne Gefahr durch eine flüchtige Flüssigkeit ersetzen kann/ die unter gleichen Temperaturverhältnissen ungefähr 1 Atmosphäre mehr als die schweflige Säure giebt, aber einen 30 bis 5oprocentigen höheren Ertrag als die schweflige Säure liefert.

Diese Flüssigkeit wird durch eine Mischung annähernd gleicher Theile Schwefligsäureanhydrid und Kohlensäure gebildet; sie ist vollständig beständig, ohne Einwirkung auf Metalle, vermeidet jedwedes Absetzen und gestattet die Erreichung von 84⁰ Kälte. Die Herstellung der Flüssigkeit selbst bildet den Gegenstand einer gleichzeitigen Anmeldung.

Claims (4)

Patent-Ansprüche: An den durch Patent No. 3499 geschützten Einrichtungen zur Erzeugung von Kälte:

1. An Stelle des aufrecht stehenden Gondensators E (Patent No. 3499, Fig. 3) die Anordnung eines kastenförmigen Condensators, bei welchem die verflüchtigte Flüssigkeit in ein Rohr A geleitet wird, welches durch schlangenförmige, mit Schweifsnaht versehene Röhren BB¹ von einem dem Zuführungsquerschnitt für die Dämpfe gleichen Gesammtquerschnitt mit einem am Boden des Behälters liegenden Rohr C verbunden ist, in Combination mit dem verticalen Reservoir H, welches etwaige durch Anwesenheit fremder Gase hervorgerufene Druckerhöhungen verhindert, Fig. 1.

2. An Stelle des rohrkesselartigen Refrigerators A (Fig. ι und 2, Patent No. 3499) der in Fig. 2 dargestellte Kühlapparat mit der Anordnung eines verticalen Sammelrohres M, von dessen oberem Ende ein horizontal liegendes Rohr K und von dessen unterem Ende ein ebensolches Rohr L absteht, welche Rohre durch horizontale Serpentinen B B^l verbunden sind, um eine schnelle Circulation der flüchtigen Flüssigkeit zu erzielen.

3. Zum Zwecke der Vermeidung von Stöfsen die Anordnung der Saug- und Compressionsventile mit doppelten Federn D und E von verschiedener Federkraft, Fig. 3 und 4.

4. Die Anwendung eines Gemisches von annähernd gleichen Theilen Schwefligsäureanhydrid und Kohlensäure an Stelle der schwefligen Säure.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.