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Kaltluftmaschine. Gegenstand der Erfindung ist eine Kaltluftinaschine,
bei der die Luft zuerst komprimiert wird, dann durch eine Kühlwanne geht, sich darauf
in einem auf der Motorwelle angeordneten Zentrifugalapparat ausdehnt und in einen
oder mehrere Kühlräume gelangt, um schließlich nach dem Kompressorsystem, in dem
sie von neuem komprimiert wird, zurückgeleitet zu werden, worauf ihr Kreislauf von
neuem beginnt.
Die entsprechend der Temperatur der Kühlwanne gesättigte
Luft dehnt sich beim Verlassen des Zentrifugalapparates aus, kühlt sich auf eine
verhältnismäßig sehr niedrige Temperatur ab und trennt sich vom Wasser, das bei
dieser Temperatur in Form von Reif oder,Kondenswasser radial durch die Zentrifugalkraft
fortgeschleudert wird und sich in einem Ringraum sammelt, der den Kühler, in welchen
die Kaltluft gelangt, urngibt. Durch die Erfindung wird also die in dem Reif enthaltene
Kälte vorteilhaft mit zur Kühlung des Kühlraumes verwandt.
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Abb. i ist ein Vertikalschnitt durch einen als Kühlschrank von Lebensmitteln
dienenden Apparat.
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Abb.:2 und 3 sind Schnitte nach Linie X' -X und Y-Y der Abb.
i.
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Abb. 4 ist ein 'Vertikalschnitt einer abgeänderten Ausführung -sform,
bei der der Kreislauf der Luft und des Wassers voneinander unabhängig sind.
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Abb. 5 ist eine Einzelansicht eines Kühlrohres mit Kühlrippen.
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In Abb. i ist eine Ausführungsforrn des Erfindungsgegenstandes bei
einem Kühlschrank mit mehreren Abteilungen für die Verwendung im Haushalte, z. B.
Aufbewahrung von Lebensmitteln, dargestellt.
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Der Apparat besteht aus einem Schrank mit Korkisolierung. Am oberen
Teil des Apparates ist ein Motor 31 und ein Kompressor,4 vorgesehen. Die inneren
Wändep sind aus Metall und die äußeren Wändepl aus Holz oder irgendeinem anderen
schlechten Wärmeleiter hergestellt; der Kork ist im Zwischenraum q untergebracht.
Türen t (Abb. 3) sind an einer beliebigen Seite des *.Apparates vorgesehen.
Die vom Kornpressor A austretende Luft wird durch ein Rohr al unter die Kühlwanne
B durch Rückschlagventile s gedrückt. Diese besitzt horizontal oder schräg angeordnete
Führungsorgane oder gelochte Bleche c, durch deren Löcher d die durch das
bei e ankommende und bei f austretende Kühlwasser hindurchtretende Luft gebremst
wird. Die mit Wasser gesättigte, komprimierte Luft wird in der Richtung der
Pfeile g zur Turbine h oder zu einem anderen Zentrifugalapparat geleitet.
Ein Schieber oder ein anderes Organ kann deh Zutritt der Luft zur Turbine'regeln;
sie kann z. B. vor dem Eintritt in den Trichter i durch von außen einstellbare Üffnungen
eines Ringes j hindurchgehen.
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Die Regelung könnte auch durch einen Schieber oder durch ein Regulierventil
am Auslaßstutzen des Kompressors erfolgen.
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Die Expansion der Luft findet beim Austritt aus der Turbine h in einen
Behälter E
statt; die Expansion erzeugt große Kälte, welche eine keifbildung
herbeiführt. Sobald sich Reif bildet, wird er durch die Zentrifugalkraft der Turbine
lt nach außen geschleudert, schlägt sich in dem Raume it unter Bildung eines kalten
INTebels nieder und dient als Kühlmantel für den Bchälter oder Kasten
D, in dem Nahrungsmittel aufbewahrt sind.
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Infolge der Isolation schmilzt der Reif nur langsam; Schmelzwasser
kann durch ein Tauchrohr k entfernt werden.
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Die gesättigte Luft ist nach der Expansion und A1kühlung bei der sehr
niedrigen Temperatur praktisch trocken; sie geht durch die Rohre 1 in den
Behälter D, der mit durchbrochenen Böden zur Aufnahme der zu konservierenden
Lebensmittel versehen ist. Um das Eindringen von Reif in die Rohre 1 zu vermeiden,
sind Kappen in an deren Enden vorgesehen. Die aus dem Behälter D austretende
Luft wird durch ein Rohr it wieder zum Kompressor A zurückgeleitet, worauf
der Arbeitskreislauf von neuem beginnt.
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Das Rohr it ist vollständig isoliert und ist sehr kurz, so daß die
Kälteverluste auf ein Minimum reduziert werden.
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Es können Abänderungen bei der Anordnung vorgenommen werden, ohne
den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Hauptsächlich könnte die Turbine h mit
einer Anwärinevorrichtung versehen sein zur Erleichterung der Entreifung in ihrem
Innern. Die obere Wandung o des Behälters D besitzt eine Anwärmevorrichtung,
damit der Reif sich nicht an dieser Wandung ansammelt, sondern in den ringförmigen
Raum m gleitet, um als Kälteakkumulator für den Behälter D
zu dienen;
die Anwärmevorrichtung kann an der Turbine oder an der Wandung o z. B. durch eine
elektrisch.e Widerstandspule gebildet werden.
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Den Kreislauf der Luft kann man durch Abstellen des Motors M oder
durch Schließen des Reglerschiebers unterbrechen, sobald die Reifbildung im Ringraume
u als genügend erachtet wird.
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In einem anderen Ausführungsbeispiele nach Abb. 4 sind Wasser- und
Luftkreislauf voneinander vollständig unabhängig.
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Der Kreislauf des Wassers findet auf folgende Weise statt: Das z.
B. aus einer Wasserleitung entnoi-m-nene kalteWasser tritt unter Druck bei
c
ein, treibt die Turbine All an, geht durch die mit Kühlrippen versehenen
Rohre al- und kühlt dabei die zwischen den Rohren kreisende komprimierte Luft. Hierauf
gelangt es, durch den zweckmäßig mit isoliertein Boden versehenen ' Zaum
E, indem es die innere Wand der Expansionskammer vom Reif befreit
(d. h. daß er nur so weitschmilzt,
um nach it zu gleiten),
worauf es durch die Rohre b- aufwärts steigt und die J#bkühlung der umgebenden
komprimierten Luft fortsetzt und bei f austritt.
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-Der Kreislauf der Luft findet in folgender Weise statt: Die Luft
im kühl und trocken zu haltenden Raume D wird durch das Rohrn von
dem Kreiselverdichter oder irgendeinem Kompressor A angesaugt, der von der
'\Vasserturbine oder einem anderen Wassermotor M' angetrieben wird, worauf die warme
komprimierte Luft bei c' austritt, durch den Raum d' entlang streicht und in die
Hohlwelle el eintritt; sie umspült hierauf die zweckmäßi07 isolierten Wände der
Expansionskammer, um den an den Wänden niedergeschlagenen Reif zu lösen; nachher
steigt sie durch die Rohre ga aufwärts, umkreist die Kühlrohre al-, bl-, in denen
sie sich ungefähr auf die Temperatur des Kühlwassers abkühlt, wird durch
W hindurchgesaugt und wirkt auf die Turbine h oder ein anderes Expansionsorgan
ein. Uni einen Teil der während der Kompression verbrauchten Energie wieder zurückzugewinnen,
wird die Turbineh zweckmäßig auf derselben Welle montiert wie die Teile
All- und A. Die- beim Austritt aus der Turbine h
* expandierte Luft wird an den angewärmten Wänden von Reif befreit und durch
Rohrstutzen 1 in den Kühlraum D gesaugt, worauf derselbe Kreislauf
wieder beginnt.
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Die Erneuerung der Luft findet beim Üffnen der Türen des Kühlschrankes
D statt, an den Türen kann man eine Vorrichtun- zum Anzeigen des maximalen
Druckes anbringen.
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Die Luft wird weniger mit Feuchtigkeit gesättigt, als bei einer Abkühlung
durch Brausen gemäß Abb. i; indessen ist auch hier die Entfernung des Reifes mittels
Erwärinung notwendig, damit dieser in den Raum it gleitet, der zum Kühlen des Kühlraumes
D
dient.
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Abb. 5 zeigt im einzelnen ein Rohr mit Kühlrippen, wie solche
bei den Automobilkühlern verwendet werden.
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Es ist selbstverständlich, daß bei dieser Ausführungsform die Entreifung
durch Umlauf von Wasser, wie mittels elektrischer Erwärmung, erfolgen kann. Wenn
das Kühlwasser eine kleine Wasserturbine antreibt als Ersatz für den Elektromotor
oder einen beliebigen anderen Motor, so könnte ein kleiner Stromerzeuger mit der
#Vasserturbine zur Erzeugung des für die Erwärmung der Wandungen notwendigen elektrischen
Stromes verbunden werden. Übrigens könnte diese Entreifung auch durch ein Abzweigrohr
mit kornprimierter Luft oder Kühlwasser erreicht werden.
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Endlich könnten die elektrischen Widerstände an allen Teilen des Apparates
untergebracht werden, wo es notwendig ist, Entreifung hervorzurufen, wie z. B. auf
der Haube ii.t.
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Es ist selbstverständlich, daß der Motorkompressor und die Expansionskammer
verschiedentlich angeordnet werden können, nämlich auch an dem unteren Teil des
Schrankes, der sockelförmig ausgebildet ist.
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Ebenso können auch Änderungen an dem Kreislaufe des Wassers und der
Luft vorgenommen werden. Im besonderen könnte der Kreislauf der Luft entlang der
Wandungfl- in Fortfall kommen.