DE43896C - Kälteerzeugungsmaschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

FRANCOIS GAY in PARIS. Kälteerzeugungsmaschine.

Diese Maschine zur Kälteerzeugung mittelst comprimirter Luft bildet gegenüber den bisher bekannt gewordenen Maschinen eine Neuerung dadurch, dais durch sie dieses System der Kälteerzeugung ebenso ökonomisch als irgend ein anderes zur Ausführung gebracht werden kann.

Sie besteht wie alle anderen dergleichen Maschinen aus einem Compressions- und einem Verdünnungscylinder; die vom Erfinder angebrachte Neuerung besteht darin, dafs er in jeden Cylinder, und zwar in den einen während der Compression, in den anderen während der Verdünnung ein gewisses Quantum fein zerstäubter Flüssigkeit von entsprechender Temperatur eintreten läfst.

Diese Flüssigkeit, welche sich mit der Luft während der ganzen Dauer des Vorganges mischt, theilt derselben bis zu einem gewissen Punkte ihre Temperatur mit, so dafs die Compression wie die Verdünnung sich fast isothermisch gestalten, woraus folgende Vortheile sich ergeben :

ι. grofse Ersparung an Betriebskraft bei der Compression und eine noch beträchtlichere Ausnutzung der Betriebskraft bei der Verdünnung;

2. vollständige Abdichtung der Kolben und der Ventile infolge ihres unausgesetzten Eintauchens bezw. Bedecktseins durch Flüssigkeit;

2. vollständiger Wegfall aller schädlichen Räume, da diese fortwährend mit der eingespritzten Flüssigkeit angefüllt sind;

4. Wegfall von Reif- und Eisbildung in dem Verdünnungscylinder, da die in den Cylinder eingespritzte Flüssigkeit aus einer salzhaltigen Lösung besteht, die nicht gefriert und Reif bildung durch die Dünste verhindert.

Aus diesen Vortheilen sowohl, als aus der speciellen Anordnung der vorliegenden Maschine entspringt noch der weitere nicht weniger wichtige Vortheil, dafs man mit viel gröfserem Druck als bisher arbeiten und demnach die Volumen in der Maschine um so viel verringern kann.

In dem mit dieser Maschine ausgeführten Verfahren bildet nicht mehr die Luft den Träger der Kälte, wie dies bisher der Fall war, sondern eine Flüssigkeit, deren specifische Wärme bei gleichem Volumen ungefähr 5000 Mal gröfser ist.

Die Maschine, mittelst welcher der Kreisprocefs zur Ausführung gelangt, ist auf der Zeichnung in Fig. 1 im Verticalschnitt, in Fig. 3 im Grundrifs angegeben, während Fig. 2 den Verticalschnitt der Einrichtung zum Einspritzen der Flüssigkeit in die Cylinder wiedergiebt.

A ist der Compressionscylinder, dessen Kolben E bei seinem Niederrang Luft durch den Kanal d und das Ventil X aus dem Behälter D ansaugt, in dem sich Luft unter Druck befindet. Kolben E comprimirt bei seinem Aufsteigen zunächst die in dem Cylinder enthaltene Luft bis zu dem Augenblick, in welchem deren elastische Kraft gerade grofs genug ist, um Ventil Y zu öffnen, worauf die in genannter Weise comprimirte Luft in den Behälter C für die unter hohem Druck stehende Luft eintreten kann. Behälter C steht durch Rohr a mit dem Ventilgehäuse Y in Verbindung.

B ist der Verdünnungscylinder, dessen durch Rohr b mit dem Behälter C verbundenes Ven-

til χ durch ein auf der Schwungradwelle K sitzendes Excenter Z¹ mittelst Kurbelschcibe und Gestänge bethätigt wird, wie dies in Fig. ι in punktirten Linien angedeutet ist. Das durch ein Rohr c mit dem Behälter D verbundene Auslafsventilj'' kann im Bedarfstalle durch dasselbe Excenter und den nämlichen Zwischenmechanismus bethätigt werden. Am oberen Ende des Hubes des Kolbens F öffnet sich Ventil x, die unter hohem Druck stehende Luft tritt aus dem Behälter C in den Verdünnungscylinder B, in welchem sie den Kolben F mit vollem Druck vor sich her treibt. An einem bestimmten Punkte dieses Kolbenhubes wird der weitere Zutritt unterbrochen, und von diesem Augenblick an verdünnt sich das eingetretene Luttvolumen bis zur Ankunft des Kolbens an seinem unteren Hubende.

In diesem Augenblick wird das Austrittsventil y durch das Excenter gehoben; Kolben F drückt bei seinem Aufgange die gesammte Luft nach dem Behälter D_: worauf sich dieselben Vorgänge der Reihe nach wiederholen.

Da beide Kolben E und F durch die Pleuelstangen S und T mit den Enden des Balanciere G G verbunden sind, saugt der eine Kolben während des Drückens des anderen an, so dafs in jedem Augenblick einer Umdrehung der Druck im Behälter D der gleiche ist

Fig. 2 zeigt im Schnitt und gröfseren Mafsstabe die Anordnung der Apparate JJ¹ zum Einspritzen von Flüssigkeiten in die Cylinder in Form sehr feinen Sprühregens oder Staubes, das durch das Zuführungsrohr m von einer Pumpe ankommende Wasser öffnet trotz der entgegenwirkenden Schraubenfeder das Ventil; das Wasser tritt zunächst in dünnen Strahlen aus, stöfst mit grofser Geschwindigkeit gegen den kreisrunden Sitz ο an und zerstäubt dabei , so dafs es sich mit der im Cylinder enthaltenen Luft vermischt. Auf diese Weise gleichen sich diese Temperaturen in jedem Moment der Compression oder Verdünnung schnell und vollständig aus.

Dieser Apparat gewährt gegenüber anderen Einspritzapparaten den doppelten Vortheil, dafs er keine feinen Spritzlöcher, wie bei einer Brause etc., besitzt, demnach auch Verstopfungen durch zufällig in den Flüssigkeiten enthaltene Unreinheiten nicht vorkommen können, und dafs er die Flüssigkeiten nur unter einem bestimmten, und zwar hohen Druck eintreten läfst, so dafs die Sprühform der letzteren gesichert bleibt.

Das in den Compressionseylinder A einzuspritzende kalte Wasser wird durch Rohr f von einer beliebigen Quelle zugeleitet und, durch Pumpe Q angesaugt, in das Rohr g gedrückt. Nach erfolgter Einspritzung wird dieses Wasser gleichzeitig mit der Luft in den Behälter C gedruckt. Das Wasser hat nicht nur die Wirkung, die Temperatur der Luft während der Compression nahezu constant zu erhalten, sondern es dichtet auch den Kolben und die Ventile ab, wie es auch an jedem Hubendc sämmtliche schädlichen Räume in den Vcntilgehäusen und im Cylinder anfüllt. Das unter Druck stehende warme Wasser wird durch Rohr i aus dem Behälter C weg- und durch den Kolben der Pumpe O, der eine Verlängerung des Kolbens der Pumpe Q bildet, mittelst Rohres t nach aufsen geleitet.

Zweck dieser Anordnung ist, in gewissem Mafse die für die Einspritzung des Wassers in den Compressor aufgebrauchte Kraft wieder zu gewinnen, was jedoch nicht unumgänglich nothwendig ist.

Zu- und Austritt dieser Wassermenge wird bei jedem Kolbenhub durch einen bei \ anzubringenden und durch die Maschine bewegten Dreiwegehahn regulirt, der nach Art eines Vertheilungsschiebers wirkt. Die in den Verdünnungscylinder einzuspritzende, nicht gefrierende Flüssigkeit wird im Rohr k zugeleitet, durch Pumpe R angesaugt, welche die Flüssigkeit in das im Einspritzapparat J¹ endigende Rohr I drückt.

Beim Mischen dieser Flüssigkeit mit der sich ausdehnenden Luft bleibt die Temperatur der ersteren während der Verdünnung constant; sie ändert sich nur, wenn man eine Temperaturerniedrigung wünscht, über welche man vollkommen verfügen kann, insofern, als man die Menge der eingespritzten Flüssigkeit nach Bedarf reguliren kann. In gleicher Weise dichtet die Flüssigkeit die Ventile und den Kolben ab und füllt sämmtliche schädliche Räume aus; bei jedem vollendeten Hub wird sie mit der Luft in den Behälter D gedrückt, aus dem sie nur durch Druckwirkung im Rohr η nach einer beliebigen Verwendungsstelle weiter geleitet wird, um dann von neuem durch k zurückgeleitet zu werden, u. s. f. Die über Pumpe R angeordnete Pumpe P drückt behufs Ausgleichs zufälligen Gasverlustes im Bedarfsfalle atmosphärische Luft in den Behälter D. Die zuzuleitende Luftmenge wird nach Bedarf durch einen an der Saugleitung angebrachten Hahn regulirt oder unterbrochen.

Die vier Pumpen OPQR sind zu einem festen Ganzen durch eine die beiden Plunger verbindende Traverse vereinigt, die durch eine Pleuelstange Z Bewegung erhält, welche sich an eine mit dem Excenter verbundene Kurbel anschliefst. Der Balancier wird von der das Schwungrad V tragenden und vom Motor getriebenen gekröpften Welle K aus durch Pleuelstange H bewegt. Die gesammte Maschine findet auf einem mit zwei Gestellen pqrs ausgerüsteten Rahmen Auflagerung.

In der vorstehend beschriebenen Weise gelangen die beiden folgenden hauptsächlichsten Bedingungen des Problems praktisch zur Ausführung :

ι. Die Compression und die Verdünnung verlaufen isothermisch, soweit sich dies überhaupt erreichen läfst.

2. Es wird jedwedes Entweichen verhindert und jeder schädliche Raum weggebracht, was beim Arbeiten der Maschine unter hohem Druck schlechterdings erforderlich ist.

Bei Ausführung der Maschine werden die Ventilgehäuse an den gleichen Seiten der Cylinder angebracht, also in der Ansicht, Fig. i, an der Hinterseite jedes Cylinders. Die Darstellung der Gehäuse an den entgegengesetzten Cylinderseiten ist nur zur Vereinfachung der Zeichnung erfolgt.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Bei Kälteerzeugungsmaschinen, welche mit Luftcompressions- und Verdünnungscylindern arbeiten, die Einspritzung einer Lösung in zerstäubter Form in den Luftverdünnungscylinder, welche zerstäubte Flüssigkeit dem vierfachen Zwecke dient:

   a) der Abgabe der Wärme an die sich ausdehnende Luft;

   b) der durch die chemische Eigenschaft dieser Flüssigkeit (Salzlösung etc.) hervorgerufenen Verhinderung der Reifbildung in dem Verdünnungscylinder;

   c) der Abdichtung des Kolbens und der Ausfüllung der schädlichen Räume;

   d) als Träger der erzeugten Kälte.

   Eine zu diesem Zwecke eingerichtete Kälteerzeugungsmaschine, welche sich durch folgende Gesammtconstruction kennzeichnet: Combination des Luftcompressionscylinders (A) und des Luftverdünnungscylinders (B), mit dem Recipienten (C) für Luft unter hohem und dem Recipienten (D) für Luft unter niederem Drucke, dem vierfachen Pumpwerke (O QPR), von denen Q und R die Flüssigkeiten in den Compressions- und in den Verdünnungscylinder speisen, P zum Ersatz des verminderten Druckes im Recipienten D, und O zur Fortschaffung der im Recipienten C sich ansammelnden Flüssigkeit dient, wobei die Cylinder A und B mit Injectionsapparaten (JJ¹) ausgestattet sind, bei welchen der Aufsenkranz (o) des Ventils zum Zerstäuben der Flüssigkeit dient, wenn letztere durch Ueberwindung des Federdruckes aus dem Ventilsitz heraustritt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.