DE4565C - Apparat zur Fabrikation von künstlichem Eis und zur Erzeugung kalter Luft - Google Patents

Description

1878.

Klasse 17.

THOMAS COOK in PHILADELPHIA. Apparat zur Fabrikation von künstlichem Eis und zur Erzeugung k

Patentirt im Deutschen Reiche vom 14. September 1878 ab.

I. Aufzählung der verschiedenen

Apparate.

ι. Eine geschlossene Kühlkammer mit Röhrenspirale und einer Röhrenleitung, um die Luft von einem gewöhnlichen Ventilator in und durch besagte Kammer in die zu kühlenden Räume zu führen, oder auch um damit die Fabrikation von Eis zu erleichtern.

2. Eine Condensationsröhrenspirale, um den condensirten Gefrierstoff, wenn er unter grofsem Druck aus der Condensatiqnspumpe kommt, vermittelst mehrerer Wasserstrahlen und eines Luftgebläses zu kühlen.

3. Eine Verflüssigungsröhrenspirale, wodurch der bereits theilweise gekühlte Gefrierstoff, wenn er aus der Condensationsspirale kommt, ferner gekühlt und in flüssige Form verwandelt wird.

4. Ein rotirender oder feststehender Kühloder Gefrierapparat.

5. Ein Eis- oder Gefrierrad neuer Construction zur Erzeugung von künstlichem Eise, mit einer geschlossenen Kühlkammer auf eine solche Weise verbunden, dafs während das Eis hauptsächlich durch einen Kälte erzeugenden Stoff gebildet wird, welcher innerhalb des Rades wirkt, zugleich die niedrige Temperatur, welche in dem das Rad enthaltenden Räume erzeugt wird, die Wirkung des Rades unterstützt und den Gefrierprocefs erleichtert und beschleunigt.

6. Die Combination einer Anzahl rotirender Bürsten zur Entfernung des sich bildenden Schnees. ,

7. Die Combination einer Anzahl von Kühlflügeln mit den Gefrierapparaten.

8. Die Systeme senkrecht und waagerecht arbeitender Kreissägen, um das auf dem Eisrade erzeugte Eis in Blöcken zu gewinnen.

In Verbindung mit dieser Gefrier- und Abkühlungsmaschinerie wird wasserfreies Ammoniak als wirksamer Vermittler der Absorption von Wärme benutzt.

II. Genaue Beschreibung mit Hinweis auf die Zeichnungen.

Auf Blatt I, Fig. 1, ist A die doppeltwirkende Compressionspumpe. Ein kleines Abflufsrohr c führt aus derselben in den Condensator B, Fig. 1, Blatt I, und Fig. 6, Blatt II.

Dieser Condensator hat die Form eines aufrechtstehenden Cylinders, in dessen Boden sich eine runde Oeffnung/², Fig. 6, befindet, eingefafst vom Rande j. Eine oberhalb der Bodenöffnung angebrachte und diese überspannende Querstange trägt in einem Lager die senkrechte Welle /', welche durch die Riemscheibe am oberen Ende in grofse Umdrehungsgeschwindigkeit versetzt wird.

Die verticale Welle trägt sowohl den Behälter F, aus welchem die Spritzröhrchen g g gehen, als auch die Kühlflügel G. Innerhalb dieses Condensators befinden sich die Röhrenspiralen c c, welche den Sprühregen- und Kühlflügelmechanismus umschliefsen. Zwischen den einzelnen Windungen der Spirale ist der Raum zur freien Circulation der Luft.

Vom Condensator erstreckt sich Rohr c zum Verflüssigungsapparat C, Fig. 7, Blatt II, und Fig. i, Blatt I, welcher aus zwei Abtheilungen besteht, der oberen C, in welcher Rohr c abermals spiralförmig gewunden ist, und der unteren D, in welcher Rohr c endigt.

Röhren / und m fuhren in die obere Abtheilung und aus derselben, und durch sie fliefst Kühlwasser, um die Verflüssigung des Ammoniaks zu beschleunigen. Rohr d, welches mit einem Absperrhahn j³, Fig. 1, Blatt I, und kleiner Oeffnung versehen ist, führt, wenn die Erzeugung von Kälte und kalter Luft gewünscht wird, von Abtheilung D nach der Kühlkammer K¹, Fig. 3, Blatt I, und Fig. 4, Blatt II.

Einrichtung und Inhalt dieser Kammer werden weiter unten näher beschrieben.

Soll dagegen Eis producirt werden, so führt obenerwähntes kleine Rohr d vom Verflüssigungsapparate, Fig. 7, direct in die Eisradkammer Έ¹, Fig. i, Blatt I, und Fig. 2, Blatt II, und zwar längs einer der inneren Seitenwände derselben durch eine feststehende Stopfbüchse G', welche unter Fig. 10, Blatt II, in gröfserem Mafsstabe gegeben ist, in das äufsere Ende der rotirenden Röhre oder hohlen Axe e, Fig. 1, Blatt I.

Der Durchgang ist in dieser Röhre fortgesetzt bis in die Einströmungsenden von Röhren, welche von Axe e ausgehend die Spirale R R, Fig. i, bilden.

Die Aushöhlung in Axe e ist ferner genügend weit fortgesetzt, damit der Durchgang in das

Einströmungsende der Spirale // ermöglicht werden kann, welche den Umfang des Eisrades E bildet. Diese Röhrenspirale bildet die Gefrieroberfläche bei der Fabrikation von Eis. Das andere Ende der Röhrenspirale ff ist in das gegenüberliegende Ende der Eisradaxe bei b eingefügt, von wo an die Axe wieder ausgehöhlt ist, bis zu einer zweiten Stopfbüchse 6³ ganz gleich der unter G ', Fig. ι o, bereits beschriebenen.

Von dieser Büchse ist die Leitung ferner ununterbrochen fortgesetzt durch die Röhre a, deren lichte Weite gröfser ist, als die des Rohres d am gegenüberliegenden Ende der Axe c. Rohr α führt direct in die Compressionspumpe A, Fig. i, Blatt I.

Will man kalte Luft allein erzeugen, so wird der Eisradmechanismus nicht gebraucht, sondern man verbindet das Rohr d des Verflüssigungsapparates D, Fig. 7, mit dem Rohre P' eines anderen Apparates Kⁱ, welcher unter Fig. 3, Blatt I, im Grundrifs, und unter Fig. 4, Blatt II, im Verticaldurchschnitt dargestellt ist. Die Leitung in und durch diese Kühlkammer K¹ geschieht, ähnlich wie in der Eiskammer, durch Rohr P¹, durch eine Stopfbüchse an einer inneren Seitenwand, durch eine Einströmungspassage in der Axe JV¹, durch das Einströmungs-Ende der Spirale /', Fig. 4, welches in die hohle Axe iV¹ im rechten Winkel zu ihrer Mittellinie eingesetzt ist, und durch Spirale L', wieder aus derselben an ihrem Ausströmungsende durch eine zweite schon bekannte Stopfbuchse hindurch, alsdann herunter durch Ausströmungsrohr Q', Fig. 3, Blatt I, zurück in die Compressionspumpe A.

Die rotirenden Spiralen, sowohl in der Eisradkammer E¹, als in der Kühlkammer X\ sind zu beiden Seiten jeder einzelnen Windung mit rotirenden Bürsten q q versehen, welche durch eine Axe in Umdrehung gesetzt werden, die mit der Axe der Spiralen parallel läuft, Fig. ι und 3, Blatt I, und Fig. 4, Blatt 2.

Während die Spiralen, welche am Eisrade E auf beiden Seiten derselben vermittelst Streben r, Fig. i, befestigt sind, sich langsam mit besagtem Rade zugleich drehen, wird ihre ganze äufsere Oberfläche während einer Umdrehung der Action der Bürsten ausgesetzt und dadurch die Anhäufung von Schnee verhindert, wodurch sonst die freie Luftcirculation zwischen den Windungen gehemmt würde. Genau ebenso wirken die unabhängig um ihre eigene Axe rotirenden Bürsten in Kühlkammer K\ Die Bürsten werden vermittelst Riemscheiben und Riemen von der Hauptwelle aus in Umdrehung gesetzt, wie Fig. 3, Blatt i, zeigt, oder theils durch Riemscheiben und theils durch konisches Getriebe JV und M von der Axe der rotirenden Spirale aus, wie in Fig. i, Blatt I.

In der Eisradkammer E¹ drehen sich die Kühlflügel ί um Welle S in Parallelflächen mit der Umdrehungsfläche der Spirale. Sie sind in solche Winkel zu einander gestellt, dafs ein Luftstrom fortwährend vor- und rückwärts zwischen den einzelnen Windungen der Spirale hindurchgetrieben wird.

Um die Luft in der Eiskammer beständig in Bewegung zu erhalten, befinden sich in diagonaler Richtung von ί andere gleiche mit s³ bezeichnete Kühlflügel.

Durch die Oeffnung k' in der Kühlkammer K\ Fig. 3, Blatt I, wird in dieselbe vermittelst eines gewöhnlichen Gebläseventilators Luft getrieben, deren Temperatur durch die Kühlspirale bedeutend reducirt wird. Diese kalte Luft entweicht durch die Oeffnung k¹ am anderen Ende des Apparates in den zu kühlenden Raum.

In der Eisradkammer E¹, Fig. 2, Blatt 2, ist P die Hauptwelle mit Kegeltriebrad O, welches in das konische Rad JV greift.

Auf einem Träger L, befestigt am Lagerbock K, befindet sich das konische Getriebe M, von welchem das Eisrad E durch den Zahnkranz ρ gedreht wird.

Ein solcher Zahnkranz nebst Getriebe befindet sich zu beiden Seiten des Eisrades E, Fig. 1, Blatt I. Durch diese Getriebe werden das Eisrad und die Spirale in der Eisradkammer gleichzeitig langsam umgedreht.

Auf dem Lagerbocke des Eisrades ruhen zuerst die Reibungsrollen /, und auf diesen wiederum die hohle Eisradhülse H, Fig. 2, Blatt II. Die Reibungsrollen sind in n, Fig. 1, Blatt I, eingelassen, wodurch seitliche Abweichung oder Verschiebung des Eisrades verhindert wird.

Auf der unbeweglichen Welle T, Fig. 2 und 5, Blatt II, befinden sich die Kniee t, in deren äufseren Enden die Welle U gelagert ist.

In gleicher Entfernung von einander sitzen an dieser Welle die Kreissägen u, welche sich äufserst rasch umdrehen. Den Impuls erhalten sie vermittelst einer Serie Scheiben und Riemen von der Hauptwelle P aus, wie die punktirten Linien in Fig 2 zeigen.

Die Welle mit den Kreissägen ist durch eine Schraube V und Mutter v³ um den Punkt T im Kreise beweglich, wodurch die Kreissägen beliebig gehoben und gesenkt werden können.

Auf die Ständer B^x, Fig. 2, Blatt II, auf beiden Seiten der Eiskammer ist ein Querbalken W, Fig. i, Blatt I, und Fig. 2, Blatt II, gelegt, unmittelbar gegenüber, aber genügend entfernt von der Vorderseite des Eisrades, um die freie Manipulation des unten zu beschreibenden Mechanismus zu erlauben. Auf diesem Längsbalken W_t Fig. i, Blatt I, ruht das auf seiner ganzen Länge verschiebbare Kreissägensystenr X, welches durch die Zahnstange w und durch das Triebrad x* in Bewegung gesetzt wird.

Wird dieses Getriebe bewegt, so erhält das Sägensystem eine horizontale Richtung, je nach Wunsch vor- oder rückwärts.

Auf herabhängenden Trägern am Support X sind Axenschenkel, in denen sich Welle Z, Fig. 2, Blatt IL dreht, befestigt. Am Vorderende dieser Welle ist das kleine Kegeltriebräd z³. Nahe der Mitte der Welle ist ein anderes Triebrad ζ', während sich an ihrem anderen oder hinteren Ende die verticale Kreissäge ζ befindet. Der Theil der Welle Z zwischen dem Kegelrade ζ' und der Kreissäge ζ ist mit Messern oder Zähnen z² versehen, welche parallel mit der Axe der Welle Z stehen, wie Fig. 2, Blatt II, und in \'ergröfsertem Mafsstabe Fig. 9, Blatt II, zeigen.

Am unteren Ende der Welle Y, Fig. 2, ist das konische Getriebe q^l, welches die horizontale Kreissäge y in Bewegung setzt.

In das konische Rad z³ greift das mit a¹, Fig. ι und 2, bezeichnete ein, welches lose am Schiebrahmen in Verbindung mit Träger x^x in der Nuth der Welle A¹ horizontal fortbewegt wird. A¹ ist eine sich sehr schnell drehende Welle, ihrer ganzen Länge nach mit einer Nuth versehen, in welcher sich der Keil des Rades a' führt.

An der hinteren Wand der Eiskammer E' sind bei c², Fig. 2, Blatt II, die Arme c^l gelagert, welche den Wasserbehälter C¹ tragen. Die äufsere Gefrieroberfläche der Peripherie des Eisrades E berührt die Oberfläche des im Behälter C¹ enthaltenen Wassers. An den vorderen Enden der Arme c^l befindet sich bei dⁱ die Hebungs- und Senkungsvorrichtung für den Behälter.

In punktirten Linien zeigt sich eine Rinne F\ Fig. 2, Blatt II, auf welcher die abgesägten Eisblöcke aus der Eisradkammer abgeführt werden.

Der Flüssigkeitskühler JI¹, Fig. 1, Blatt I, und Fig. 8, Blatt Π, hat die Form eines aufrechtstehenden dopp el wandigen Cylinders dessen ringförmiger Raum P zwischen den Wänden sowohl oben wie unten geschlossen ist. In diesem Räume befindet sich das gewundene Rohr A¹, dessen eines Ende mit dem Verflüssigungsapparat C, Fig. 7, und dessen anderes mit der. Pumpe A verbunden ist.

Vom Verflüssigungsapparate geht Ammoniak durch die Spirale in H¹, wird durch die Pumpe aus derselben geholt und durch sie in den Condensator B, Fig. 6, befördert, von wo sie den Kreislauf von neuem beginnt, ganz in derselben Weise, wie bei den rotirenden Röhrenspiralen oder im Eisrade. ,

Während das Ammoniak durch Rohr A¹ geht, wird Salzwasser durch Oeffnung i¹ in den Zwischenraum /' eingeführt und daselbst schnell und intensiv gekältet, worauf es den Behälter bei./² verläfst und in den bisher in Brauereien üblichen Kühlapparat für Bier eintritt, wo es das bisher gebräuchliche Eiswasser ersetzt. Es wird von da in seinen Behälter zurückgepumpt, um wieder benutzt zu werden.

Bei Anwendung dieses Flüssigkeitskühlers werden natürlich weder die Kühlkammer noch die Eisradkammer gebraucht.

Sind die Kühlröhrenspiralen feststehend, so werden sie mit Bürsten vom Schnee gereinigt, Fig. 11, Blatt I, welche schnell auf unabhängigen Verticalaxen rotiren, während diese langsam und concentrisch mit den Spiralen auf separatem Rahmen bewegt werden. Dieser Rahmen dreht sich um eine horizontale Axe A², um den Mittelpunkt der verticalen Ebene der Spirale und im rechten Winkel mit derselben, wie Fig. 11, Blatt I, zeigt. An Wellet² sitzen zwei Kühlflügel s* und sie wird durch eine Riemscheibe bewegt.

Beweglich an Welle A³ sitzt der Bürstenrahmen B², welcher bei ί>⁴ durch ein Gegengewicht balancirt wird. Die Bürsten an jeder Seite der Spirale befinden sich an Drehwellen, welche von der Hauptwelle A² aus durch konisches Getriebe eⁱ stark gedreht werden. Jede Bürste ist von einer cylindrischen Büchse umschlossen, welche nach der Richtung der Spirale hin offen ist. Die Bürsten ragen aus dieser Oeffnung etwas hervor und kommen somit in Berührung mit der Spirale.

Eine der Bürstenwellen ist mit einem kleinen Getriebe d⁴, Fig. 12, Blatt I, versehen, welches in das Triebrad c^A an der Welle f⁴ eingreift. Diese Welle hat nahe ihrem anderen Ende die Schraube ohne Ende gⁱ, welche ihrerseits das Triebrad C⁴, an dessen entgegengesetztem Ende das kleine Triebrad h^A sitzt, in langsame Umdrehung setzt, Fig. 11, Blatt I. Rad /£⁴ greift in das am Ständer /⁴ befestigte gröfsere feststehende Rad D⁴ ein, und läuft um dasselbe herum, wodurch der Bürstenrahmen B² in Umdrehung versetzt wird.

Durch diesen Apparat entfernen die Bürsten aufs wirksamste allen Schnee von den Seiten der Spirale und bleiben selbst rein.

III. Beschreibung des Verfahrens bei der Anwendung der Apparate zur Eisbereitung.

Das Ammoniak wird in flüssigem Zustande aus dem Räume D des Verflüssigungsapparätes C, Fig. 7, durch das Rohr d vermittelst Regulirung des Hahnes j², Fig. 1, Blatt I, in das in Rotation befindliche, durch die Action der Pumpe luftverdünnt gemachte Röhrensystem der Eiskammer E¹ eingelassen. Indem es sich sofort verflüchtigt, absorbirt es die in der Eiskammer gebundene Wärme, worauf die Pumpe A es einsaugt und es in stark comprimirtem Zustande durch Rohr c in die Spirale des Condensators B, Fig. 1 und 6, treibt, wo es beginnt sich zu verdichten. Es geht von hier durch Rohr c in die Spirale des Verflüssigungsapparates C, Fig. 7, und tropft gänzlich verflüssigt aus dem oberen Raum in den unteren D, um den beschriebenen durchlaufenen Weg aufs neue anzutreten.

^Nachdem sich "ein genügendes Quantum Eis auf der Peripherie des Eisrades gebildet hat) wird die Pumpe abgestellt. Während ; das das Eis tragende Rad noch in langsamer Umdrehung bleibt, wird das vertical wirkende Sägensystem, Fig. 5, in Thätigkeit gesetzt und dadurch das Eis in ringförmige Streifen geschnitten. Hiernach schneidet man mit der horizontal arbeiten den Säge'j» das Eis quer "durch. Sobald die erste Querreihe durchsägt ist, schneidet der Fräser, Fig. 9, durch die Eiskruste. Nachdem die erste, Querreihe abgeschnitten, welche, wie alle nachfolgenden, durch die punktirte Rinne F^x nach aufsen entfernt wird, hat der Fräser freien Spielraum unterhalb der vom Eise befreiten Stelle.: .

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.