DE46864C - Verfahren und Apparate zur Erzeugung von Kälte und Wärme - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT. "\%

Die Neuheit der nachfolgend beschriebenen Erfindung besteht darin, dafs man durch entsprechende Erwärmung ein Luft - oder Gasvolumen während seiner Vorbeiführung an einer Flüssigkeitsoberfläche so viel Dampf aufnehmen läfst, dafs bei einer nachherigen Abkühlung dieses so erwärmten und mit Dampf geschwängerten Luftvolumens durch ein Medium, dessen Temperatur gleich ist oder höher liegt als die Temperatur der verdampften Flüssigkeit, einen Theil des Dampfgehaltes des Luftvolumens niederschlägt und das so theilweise entwässerte Luftvolumen in den Kreisprocefs zurückführt und aufs Neue erwärmt und von demselben Dampf aufnehmen läfst.

Die Vortheile dieses Verfahrens liegen auf der Hand: Man kann stets dasselbe Gasvolumen benutzen und ist dadurch in der Wahl des Gases fast unbeschränkt. Man kann ferner jede beliebige verdampf bare Flüssigkeit je nach dem Zweck, den man verfolgt, verwenden, also z. B. Wasser, Aether, Ammoniak etc., und kann für Kühlzwecke mit sehr niederer Temperatur arbeiten; denn auch die verdampfte Flüssigkeit kann stets aufs Neue benutzt werden, da sie bei der Abkühlung des Luftvolumens wiedergewonnen wird und aufs Neue zur Verdampfung gelangt.

Das Verfahren ist also folgendes: Ein Luftvolumen wird mit genügender Geschwindigkeit an einer Flüssigkeitsoberfläche entlang geführt und nimmt von derselben Dampf auf. Während seiner Entlangführung an der Flüssigkeitsoberfläche wird es fortwährend oder absatzweise erwärmt und erhält dadurch aufs Neue die Fähigkeit, Dampf von der Flüssigkeit aufzunehmen. Bei dieser Dampfaufnahme findet die energische Abkühlung der Flüssigkeit statt, welche für Condensationszwecke oder zur Eisbereitung benutzt wird. Das so erwärmte und mit Dampf erfüllte, event, nicht gesättigte Luftvolumen wird in einen zweiten Apparat geführt, welcher als Kühlapparat dient, und zwar wird in demselben zur Kühlung ein Medium benutzt, dessen Temperatur dieselbe ist oder höher liegt als die Temperatur der ursprünglich verdampften Flüssigkeit, wobei es selbstverständlich ist, dafs die Temperatur des Gasvolumens eine höhere sein mufs, damit dasselbe mit Sicherheit, ohne sich niederzuschlagen, an der zu verdampfenden Flüssigkeit entlang geführt werden kann. Es tritt bei dieser Abkühlung die vorerwähnte theilweise Niederschlagung des Dampfes ein. Die sich sammelnde Flüssigkeit wird vom Luftvolumen getrennt, und es wird nun die benutzte Luft und die condensirte Flüssigkeit getrennt in den Kreisprocefs zurückgeführt, indem die letztere wieder als Verdampfungsfiüssigkeit dient, während die erstere so hoch erwärmt wird, dafs sie die Flüssigkeit wieder verdampfen kann.

Fig. ι und 2 zeigen die Ausführung des Verfahrens an einem Kälteerzeugungsapparat. Der Apparat besteht aus dem Behälter α, in dem eine Schlange a^s angeordnet ist, die durch die beiden Rohre Ci¹Ct² mit der Vorkammer η des Behälters g verbunden ist. In diese Vorkammer münden die offenen Enden r der am anderen Ende geschlossenen Röhren k aus. Diese Röhren, welche als Kühlröhren fungiren, sind mit Filz, Webstoff oder einer gazeartigen Bekleidung versehen, und sind durch Filz-

streifen e¹ unter einander verbunden. Der Behälter g besitzt aufserdem eine zweite Vorkammer v, in welche die offenen Enden h¹ der Rohre h münden, die am anderen Ende geschlossen sind. Die Vorkammer ν ist mit zwei Stutzen b c versehen, welche Dampf durch b in die Röhren h führen, der dort condensirt und abfliefst

Der Behälter g besitzt ferner am Boden und am Kopfe die Stutzen d o, welche durch Rohr o¹^¹ und den kleinen Ventilator w mit der Kühlschlange s verbunden sind. Letztere befindet sich in dem mit Kühlwasser gefüllten Behälter s¹, der sein Kühlwasser durch Stutzen c¹ empfängt und das warme Wasser durch Stutzen b¹ entläfst. f¹ ist ein Stutzen am Behälterg· mit drei Sprührohren Ζ²/²/², f ist ein Stutzen am Rohr d, der durch Rohr /^s mit Stutzen/⁴. verbunden ist. lieber den Rohren h sind gewölbte Schutzkappen f angebracht.

Die Betriebsweise des Apparates ist folgende:

Der durch b eintretende Dampf von z. B. 120° C. erwärmt die Röhren, h und die aus d aufsteigende Luft von etwa -f- 12⁰, welche zwischen den Röhren h und k passirt. Gleichzeitig träufelt Aether oder Ammoniak etc. aus den Sprühröhren _/² auf die Kappen und dadurch auf. die mit Filz umwickelten Röhren k und läuft an. denselben hernieder. Durch den entgegenkommenden erwärmten Luftstrom, der schliefslich eine Temperatur von z. B. 8o° erhält, findet eine Verdunstung der Flüssigkeit statt, deren' Dampf die Luft aufnimmt und mit nach oben führt. Durch diese Verdunstung findet eine intensive Kühlung der Röhren k und durch die constante Nach- und Neuerwärmung des aufsteigenden Luftstromes an den verschiedenen über einander liegenden Heizrohren h eine fortdauernde Verdunstung der auf den über einander liegenden Kühlrohren herabrinnenden Flüssigkeit statt.

Vermittelst dieser sich stetig erneuernden Erwärmung der Luft und stetig sich wiederholenden Aufnahme von Dampf ist es möglich, den schliefslichen Dampfgehalt der Luft so zu steigern, dafs derselbe so hoch ist, dafs bei einer späteren Abkühlung der Luft, ζ. B. bis auf die Temperatur der angewendeten Verdunstungsflüssigkeit, sich schon ein Theil des Dampfes niederschlägt. Man kann also die Thaupunkttemperatur bis über die Temperatur der Verdunstungsflüssigkeit steigern, eine Möglichkeit, die es gestattet, das mit Dampf geschwängerte Luftvolumen mit einer Flüssigkeit, deren Temperatur eine höhere . ist,. als die der Verdunstungsflüssigkeit war, zu kühlen und ihm seinen Feuchtigkeitsgehalt theilweise wieder zu entziehen. ■ . .

. Der durch Rohr ο austretende Luftstrom von etwa + 8°°) dessen Thaupunkt infolge der stattgehabten Dampfaufnahme etwa bei + 30⁰ liegt, durchströmt das Rohr o¹ und wird in der Schlange 5 durch das im Gefäfs s¹ enthaltene Kühlwasser, dessen Temperatur beim Eintritt in c¹ etwa + 1 o° und beim Austritt + 15° beträgt, auf etwa bis + 12° abgekühlt, wobei sich die verdunstete, in der Luft als Dampf enthaltene Flüssigkeit theilweise abscheidet.

Flüssigkeit und abgekühlte Luft werden durch den kleinen Ventilator w in das Knierohr d d¹ gebracht, aus welchem die Luft durch d in den Kreislauf des Behälters g zurückkehrt und aufs Neue erwärmt wird, während die sich in d¹ sammelnde und durch Rohr f^z austretende Flüssigkeit durch Rohr f mittelst einer Pumpe oder sonstigen Vorrichtung wieder nach f¹ gehoben wird, von wo die Flüssigkeit wieder auf die Röhren k tropft und dort verdampft.

Durch diese Verdampfung der Flüssigkeit, welche beim Eintritt in den Apparat, wie der Erfinder annimmt, eine Temperatur von -fi2° hat, wird den Kühlröhren k und den darin befindlichen Aetherdämpfen, welche eine Temperatur von — 5⁰ haben, eine gfofse Quantität Wärme entzogen. Infolge dessen condensiren sich die Aetherdämpfe an den Wandungen von k und Aether fliefst in die Vorkammer n zurück und von dort in das Rohr a¹ und Schlange a⁸.

Die die Schlange a³ umgebende Flüssigkeit giebt, indem sie selbst sich stark abkühlt, Wärme an die Schlange α³ und die Aetherflüssigkeit ab, welche infolge dessen wieder verdampft, das Rohr a²· durchstreicht und die Vorkammer η und die Rohre k wieder erwärmt.

Damit sind die drei Kreisprocesse des Aethers, der Luft und der benutzten Kühlflüssigkeit beschrieben.

Das Verfahren kann natürlich zur Condensation von Dämpfen benutzt werden und bleibt in diesem Falle genau dasselbe. Anstatt zur Kühlung oder Condensation von Dämpfen kann man es auch zur Erhitzung von Flüssigkeiten verwenden.

Das erwärmte Luftvolumen, welches Dampf durch Verdunstung aufgenommen hat, ist das Mittel, welches die Erhitzung irgend einer Flüssigkeit (welche vorher die Kühlflüssigkeit genannt wurde) bewirkt, und wobei sich ein Theil seines Dampfes niederschlägt; es brauchen nur die Temperaturen entsprechend gelegt zu werden, um diesen Procefs zur Heizung eines Kessels nutzbar zu machen.

Die Anordnung der für diesen Zweck dienenden Apparate ist in Fig. 3 und 4 dargestellt und ist folgende: Die Röhren h werden aus der Vorkammer ν durch Dampf geheizt, der bei b zuströmt und dessen Condensationswasser bei c abfliefst. In Rohr d tritt Luft ein, welche

vom Raum i aus zwischen den Röhren h und k emporsteigt, wobei sie sich an den geheizten Röhren h erwärmt und auf den befeuchteten Rohren k Wasser oder andere Flüssigkeit verdunstet und als Dampf mit sich hochführt. Dieses bis auf etwa 200⁰ erwärmte Luftvolumen, dessen Sättigungspunkt durch Dampfaufnahrne etwa bei 150⁰ liegt, tritt in den Raum/ und dann in die Rohre h¹, steigt in letzteren empor und in den Röhren h² wieder nieder und erwärmt letztere und das dieselben umgebende, im Dampfkessel g^ enthaltene Wasser. Der dadurch entwickelte Dampf sammelt sich in Haube H. Durch diese Erhitzung des Dampfkessels wird die Luft abgekühlt, der darin enthaltene Dampf wird condensirt und sammelt sich auf dem Boden t, um dann durch Rohre f^sf² wieder auf die Rohre k zur Verdunstung zu fliefsen, Der in der Haube H sich sammelnde Dampf tritt bei 0 aus und wird beliebig benutzt. Der aus dieser Benutzung resultirende Abdampf tritt bei a? in die Vorkammer η ein und strömt in die Kühlröhren, in welchen sich der Dampf infolge der starken Verdunstung, die auf der Aufsenseite dieser Röhren stattfindet, niederschlägt. Das Condensationswasser tritt bei a¹ aus.

Die im Raum m sich sammelnde gekühlte Luft wird durch Ventilator n>³ und Rohr »»* in den Raum i zurückgedrückt.

Claims (1)

1. Pate nt-An sp rüche:

   Verfahren, in einem. Kreisprocefs ein Gasoder Luftvolumen so hoch zu erwärmen und ihm durch Verdunstung einer Flüssigkeit so viel Dampf zuzuführen, dafs bei der nachträglichen Abkühlung der Mischung an einem Medium, welches dieselbe oder eine höhere Temperatur wie die verdampfende Flüssigkeit hat, ein Theil der Dämpfe abgeschieden wird, worauf das Gasvolumen in den Kreisprocefs zurückkehrt,, zum Zweck der Verwendung bei Eis-Kühlmaschinen oder Condensatoren.

   Bei dem unter 1. gekennzeichneten Verfahren die Verwendung des abzukühlenden Gas- oder Luftvolumens, welches Dampf durch Verdunstung aufgenommen hat, zur Erhitzung eines Dampfkessels.

   Bei dem unter 1. bezeichneten Verfahren die Anwendung eines oder mehrerer Apparate, bei welchen zwei Systeme von Röhren, Kühlröhren und Heizrohren mit einander abwechselnd angeordnet sind und wobei die Kühlröhren eventuell mit Umhüllungen aus Feuchtigkeit haltendem Material überzogen sind zum Zweck wechselweiser Einwirkung des Gasvolumens auf ■ Kühl- und Heizrohren.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.