DE70335C - Apparat zur Gewinnung von Sauerstoff aus Luft - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAM

Die vorliegendeErfindung betrifft einen Apparat zur Erzeugung von Sauerstoff, bei welchem heifse Luft einerseits und überhitzter Dampf andererseits zur Oxydation und Desoxydation benutzt werden, wobei die Umschaltung vom Luftstrom auf den Dampfstrom, und umgekehrt, auf vollkommen . automatischem Wege erfolgt, so dafs der Apparat keiner fortwährenden Beaufsichtigung bedarf und, da er aus zwei gleichartigen Theilen besteht, in welchen gleichzeitig die entgegengesetzten Processe vor sich gehen, continuirlich Sauerstoff liefert.

Wie schon oben angedeutet, sind zwei gleichartige Satz Retorten in einem Ofen gelagert; dieser wird aufserdem von den zur Zuführung der Luft und des Dampfes dienenden Röhren durchzogen, so dafs alle bei der Erzeugung des Sauerstoffs betheiligten Stoffe die gleiche Temperatur besitzen. Hierdurch aber wird jede Temperaturerniedrigung und so die Bildung von Condensationswasser in den Röhren bezw. Retorten vermieden. Auf diese Weise ist es möglich, einen stets gleichen Wirkungsgrad der Anlage herbeizuführen, was bei allen bisherigen Apparaten noch nie erreicht worden ist.

Während also in dem einen Satz Röhren die Oxydation des Materials durch hoch erhitzte Luft geschieht, geht in dem anderen Satz die Reduction des vordem oxydirten Materials durch überhitzten Dampf vor sich. Der während der Reduction sich entwickelnde Sauerstoff wird auf seinem Wege zum Gasometer durch einen Kühlapparat geleitet, welcher mit einer Vorrichtung combinirt ist, durch die bei Beendigung der Reduction, also wenn kein Sauerstoff mehr durch den Kühler fliefst, selbsttätig die Luft- und Dampfventile umgestellt werden; indem nämlich nach Beendigung der Reduction der überhitzte Dampf an Stelle von Sauerstoff in den Kühler tritt, arbeitet dieser letztere als Oberflächencondensator und bewirkt eine schnelle Condensation des Dampfes, dadurch aber auch die Bildung eines Vacuums innerhalb der Röhren des Kühlers.

An das den Sauerstoff aus dem Kühler in den Gasometer führende Rohr ist nun ein zweites Rohr angeschlossen, welches mit einem, mit einem Schwimmer ausgerüsteten Wasserbehälter in Verbindung steht. Sobald nun im Rohrsystem des Kühlers durch Dampfcondensation ein Vacuum entsteht, tritt das Wasser aus dem oben erwähnten Behälter S S* in den Kühler, so dafs der Schwimmer sinkt. Dieser ist aber in geeigneter Weise mit einem Mechanismus verbunden, durch welchen die Bewegung des Schwimmers auf die Luft- und Dampfhähne derart übertragen wird, dafs Umstellung derselben erfolgt. :

Zu gleicher Zeit mit der Beendigung der Reduction in dem einen Satz Retorten ist auch die Regeneration in dem anderen Satz beendigt worden, so dafs nach der Umstellung der Hähne auch die Umkehrung der Processe in den Retorten eintritt und in dem ■ soeben der Reduction unterworfen gewesenen Satz nun die Regeneration und in dem anderen Satz die Reduction, also die Sauerstoffabgabe, vor sich

geht. Auch das von diesem Satz nach dem Gasometer führende Rohr ist durch einen Kühler geleitet, welcher mit einem Schwimmerapparat, genau derselben Ausführung, wie oben erläutert, in gleicher Weise verbunden ist. Die Führungs- und Uebertragungsstangen der beiden Schwimmer sind am unteren Ende durch einen wagebalkehartigen Hebel verbunden, an welchem gleichzeitig die die Umschaltung der Hähne vermittelnden Theile angelenkt sind. Sobald nun in dem zweiten Satz Retorten die, Sauerstoffentwickelung beginnt und der Sauerstoffstrom in das Rohrsystem des zweiten Kühlers eintritt, drückt er das in diesem von der letzten Einsaugung noch befindliche Wasser in den betreifenden Behälter zurück, was auf den in diesem enthaltenen Schwimmer ohne Einflufs ist, da derselbe durch den anderen Schwimmer bei dem vorher erfolgten Sinken desselben bereits angehoben wurde. Diese Anhebung konnte ohne nachtheiligen Einflufs auf den ersten Schwimmer und auf die von diesem bethätigten Mechanismen erfolgen, da das Wasser des zweiten Behälters sich noch in dem betreffenden Kühler bezw. Oberflächencondensator befand.

Zwischen den Kühlapparat und den Gasometer ist eine Waschvorrichtung eingeschaltet, deren Flüssigkeit der Sauerstoff, zu einer Reinigung durchlaufen mufs. Die Mündungen der beiden auf dem Boden des Waschbehälters endenden Sauerstoffzuführungsrohre sind mit Klappenventilen versehen, durch welche ein Zurücktreten des Wassers in diese Rohre verhindert wird; dagegen steht dem Austreten von Wasser aus den Röhren nichts entgegen. Das Wasser, welches durch die in die beiden Kühler wechselweise eintretenden Sauerstoffströme aus den Rohrsystemen der Kühler verdrängt wird, tritt stets zuerst in die Schwimmerbehälter ein, da einestheils die Rohre diesem 'Zweck entsprechend angeordnet sind und anderentheils vom Wascher aus ein gröfserer Druck entgegenwirkt. Da nun die Wassermenge in den Schwimmerbehältern stets die gleiche bleibt, so wird also das durch Dampfcondensation sich bildende Wasser stets in den Wascher übergeführt, dessen Inhalt man von Zeit zu Zeit in beliebiger Weise entsprechend vermindert.

.· Die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellte Construction des Apparates ist nun die folgende:

In einem Ofen (Fig. i) von geeigneter Gröfse und Form sind zwei (bei Bedarf auch mehr) Satz Retorten A und B gelagert, von denen jede von der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführung ist, und zwar besteht jede Retorte zunächst aus einem kastenartigen Behälter, der durch einen aufschraubbaren Deckel verschlossen werden kann. In diesem Hauptbehälter liegt ein zweiter, die Reductionsmaterialien enthaltender Behälter, dessen Boden und Decke siebartig durchlöchert sind, wobei durch passend angeordnete Drähte sowohl unter als auch über dem Innenbehälter niedrige Räume gebildet sind, von denen der untere das Aufströmen des Dampfes bezw. der Luft auf die ganze Fläche der Reactionsmaterialien und der obere das Abströmen des gebildeten Sauerstoffes- bezw. des freiwerdenden Stickstoffes von der ganzen Fläche der Reactionsmaterialien gestattet. Um diese Arbeitsweise zu ermöglichen, correspondirt das Zuströmrohr mit dem unteren Raum und das Abströmrohr mit dem oberen Raum, so dafs die nicht sehr dicke Schicht des Reactionsmaterials in ihrer ganzen Ausdehnung von Unten nach oben durchströmt und jedes Theilchen beeinflufst wird. Die Reaction geht also sehr schnell und aufserordentlich energisch vor sich.

Die Retorten werden im Winkel von ungefähr 6o° angeordnet, und ebenso liegt auch das zwei Retorten verbindende Rohr derart, dafs die Ausströmöffnung der unteren Retorte niedriger als die Einströmöffnung der oberen Retorte liegt; dies ist für schnelles Aufsteigen der Gase und für leichtes Durchfliefsen der Retorten von wesentlicher Bedeutung.

Von den beiden Satz Retorten A und B ist jeder wieder aus acht Satz zusammengesetzt, deren jeder aus. drei Retorten besteht. Diese acht Satz arbeiten parallel, gehen von einer Stelle aus und münden auch an einer Stelle, und zwar liegen die Anfänge der acht Satz Retorten A an einem verticalen Einlafscylinder H und die Enden an einem verticalen Auslafscylinder /, während die acht Satz Retorten -B ebenso einerseits an einem Einlafscylinder H¹ und andererseits an einem Auslafscylinder J¹ liegen. Die Einlafscylinder HH¹ sind am oberen und die Auslafscylinder JJ'¹ am unteren Ende verschlossen, aufserdem besitzt jedes derselben ein Luftventil KK¹LL¹ von solchem Querschnitt, dafs acht parallel liegende Retorten in ausreichender Weise gespeist werden können.

Ungefähr in der Mitte zwischen den Luftventilen K K¹ und den oberen Abschlüssen der. Cylinder HH¹ sind an der Aufsenseite der letzteren Dampfventile ff¹ vorgesehen, welche die Communication mit bezw. den Abschlufs von den Dampfröhren (in Fig. 1 nicht gezeichnet, aber im Diagramm Fig. 2 sichtbar und mit jj^⁴ bezeichnet) vermitteln. Die Dampfröhren #>* durchlaufen vor ihrem Anschlufs an H und H¹ einen beträchtlichen Theil des Ofens, damit der Dampf die gleiche Temperatur erhält mit den ebenfalls von den Feuergasen umspülten Retorten nebst deren Inhalt.

Zwischen den Retorten A und B befinden sich zwei Satz verticaler Röhren E und E¹. Die Röhren jedes Satzes sind am oberen Ende

durch horizontale Röhren AiM¹, Fig. 2, und am unteren durch solche NN¹ verbunden. Diese letzteren stehen in Verbindung mit den Einlafscylindern H H¹, während die ersteren an ein einfaches Gebläse angeschlossen sind, durch welches Luft in die Röhren EE¹ gedrückt wird. Die Verbindungsrohre, welche die Luft von N N^] nach HH¹ führen, liegen direct über dem Feuer, so dafs sehr schnelle und energische Erhitzung der Luft eintritt, welche also auch in gleich hoher Temperatur mit den Reactionsmaterialien und dem Dampf sich befindet.

Um nun die Luft den Retorten bezw. den Reactionsmaterialien in möglichst trockenem Zustande zuzuführen, sind die Röhren EE¹ mit Chlorcalcium gefüllt, das der Luft die mitgeführte Feuchtigkeit entzieht. Da nun aber bald Sättigung des Chlorcalciums eintreten würde, sind in die Verbindungsröhren zwischen dem Gebläserohr und M M¹ Zweiweghähne O O¹ eingeschaltet, welche von dem Apparat selbstthätig derart gesteuert werden, dafs die Rohre EE¹ abwechselnd mit dem Gebläserohr und mit der Aufsenluft in Verbindung gesetzt werden. Während also z. B. der Satz E vom Luftstrom durchflossen wird und das in diesem Satz enthaltene Chlorcalcium die Luft trocknet, steht der Satz E' in Verbindung mit der Aufsenluft, so dafs die in dem Chlorcalcium dieses Satzes von der letzten Operation zurückgehaltene Feuchtigkeit verdampfen und nach aufsen abziehen kann. Das Chlorcalcium ist also bei Beginn der nächsten Operation wieder in vollkommen gebrauchsfähigem Zustande, so dafs die Wirksamkeit auch dieses Theiles des Apparates stets auf derselben Höhe bleibt.

Zum besseren Verständnifs des im vorhergehenden Absatz Gesagten sei hier folgendes noch bemerkt:

Wenn das Chlorcalcium bei einer 200⁰ überschreitenden Temperatur das in ihm enthaltene Wasser abgegeben hat, so kann es natürlich nicht bei derselben Temperatur wieder Wasser aufnehmen. Es wird die Aufnahme von Wasser aber dadurch möglich, dafs die Luft, welche nachher, um getrocknet zu werden, über das Chlorcalcium geleitet wird, eine bedeutend niedrigere Temperatur besitzt als letzteres selbst; die Temperatur des Chlorcalciums wird dadurch so weit erniedrigt, dafs es mit Leichtigkeit wieder Wasser aufnehmen kann. Wenn aber darauf wieder der Luftzuflufs abgesperrt wird, so liegt kein Grund mehr vor, weshalb das Chlorcalcium die im Ofen herrschende Temperatur nicht annehmen sollte, und es findet. bei der Erwärmung naturgemäfs ein Entweichen der aufgenommenen Flüssigkeit statt. .

In derselben Weise wie die Dampfventile//¹ an den Einlafscylindern HH¹ sind Sauerstoff

ventile gg¹ an den Auslafscylindern JJ¹ angeordnet. Von diesen Ventilen gehen Rohre w⁵, Fig. 2, zu den oben bereits besprochenen Kühlern ,Ri?¹.

Die Arbeitsweise des Retortenapparates ist nun die folgende:

Nachdem die Retorten mit dem unschmelzbar gemachten Material gefüllt und der Ofen in allen Theilen eine Temperatur von 400 bis 4 5 o° erlangt hat, wird der Hahnumsteuerungsmechanismus, welcher weiter unten genau erklärt werden wird, so eingestellt, dafs der Zweiweghahn O und die Luftventile K und L geöffnet sind. Das Gebläse wird nun angelassen und es tritt ein Luftstrom durch Rohr M in den Satz E und aus diesem nach erfolgter Trocknung durch Rohr N und das an dieses sich anschliefsende Verbindungsrohr in den Einlafscylinder H. Auf ihrem Wege ist> die Luft hoch erhitzt und entwässert worden und tritt nun in diesem Zustande in die parallel angeordneten dreimal acht Satz Retorten A. Beim Durchstreichen des in diesen lagernden Materials erfolgt Oxydation desselben, so dafs schliefslich durch Ventil L nur freier Stickstoff in die Atmosphäre entweicht, während der Sauerstoff der Luft vom Material zurückgehalten worden ist.

Während dieses Vorganges waren die Ventile f und g geschlossen, dagegen/¹ und g¹ der benachbarten Retorten B geöffnet, so dafs diese von dem durch f¹ eintretenden Dampfstrom durchflossen wurden. Der Dampf vertheilte sich zunächst im Einlafscylinder H¹ und durchlief dann die parallel angeordneten dreimal acht Satz Retorten B in derselben Weise wie nebenbei die Luft in A. Bei der nun erfolgenden Reduction des Materials in B wurde Sauerstoff frei, der durch eines der Rohre n>⁵ in den Kühler R^τ und aus diesem durch den Wascher W, Fig. 2, in den Gasometer gelangte.

Es geht hieraus hervor, dafs das Lufteinlafs- und Auslafsventil K und L der Serie A und das Dampfeinlafs- und Sauerstoffauslafsventil/¹ und g¹ der Serie B zu gleicher Zeit offen sind, während das Lufteinlafs- und Auslafsventil K¹ und L¹ der Serie B und das Dampfeinlafs- und Sauerstoffauslafsventiiy und g der Serie A zu gleicher Zeit geschlossen sind. Bei dieser Stellung der Hähne findet also in der Serie A die Oxydation und in der Serie B die Reduction statt. Sobald die Processe beendet sind, mufs Umstellung sämmtlicher Hähne erfolgen, damit auch Umkehrung der Processe in den beiden Sätzen A und B eintritt.

Es würde nun hier als der einfachste Weg erscheinen, sämmtliche Ventile bezw. Ventilspindeln von einer Welle aus derart bethätigen zu lassen, dafs bei gleichzeitigem Schlufs der vier offen gewesenen Ventile gleichzeitige Oeff-

nung der vier geschlossen gewesenen, und umgekehrt erfolgt, so dafs in dieser Weise der zu jeder Umkehrung der Processe nothwendige Wechsel der Verbindungen herbeigeführt wird.

Dieser Weg darf jedoch nicht eingeschlagen werden, da er auf jeden Fall Unterbrechungen in der Erzeugung des Sauerstoffes und Verlust an Sauerstoff dadurch verursacht, dafs der desoxydirende Dampf in die Retorten eintritt, ehe die Luftventile gänzlich geschlossen sind, und selbst wenn der Schlufs der Luftventile mit genügender Schnelligkeit vor sich geht, so wird wieder die in den Retorten noch enthaltene Luft sich mit dem frisch erzeugten Sauerstoff' mischen und die Reinheit desselben erheblich beeinträchtigen.

Es ist also nothwendig, dafs in der Serie, welche von Luft durchströmt wurde, das Einlafsventil K oder K¹ gesondert, und zwar vorher, geschlossen wird, so dafs in dieser Serie noch befindliche heifse Luft (bezw. Stickstoff) Zeit findet, durch das Auslafsventil L bezw. L¹ in die Atmosphäre zu entweichen, ehe Schlufs von L oder L¹ und Oeffnung des Dampfventils eintritt. Diese Entweichung wird durch den Gewichtsunterschied zwischen der Innen- und Aufsenluft und durch die geneigte Lage der Retorten, sowie der diese verbindenden Röhren sehr beschleunigt. Es ist so jede Störung des Oxydationsprocesses durch vorzeitigen Dampfeintritt und jede Störung des Reductionsprocesses durch verzögerten Luftaustritt vollkommen vermieden.

Ein ferneres wesentliches Moment liegt darin, dafs man das Sauerstoffauslafsventil g oder g^l schon vor dem Dampfeinlafsventil f oder f¹ öffnet, um so dem Dampf ein möglichst schnelles und ungehindertes Durchstreichen der Retorten zu ermöglichen; eine Verzögerung würde leicht theilweise Condensation des Dampfes und dadurch Anfeuchtung des Materials herbeiführen; dies aber mufs vermieden werden und wird auch durch vorherige Oeffnung der Sauerstoffhähne in vollkommener Weise verhindert. Ebenso wichtig aber ist es auch, das Dampfventil f oder f¹ etwas vor dem Sauerstoffventil g oder g ^l zu schliefsen, damit sich aller Sauerstoff aus den Retorten entfernen kann, ehe der erneute Lufteintritt anfängt, und wird dies durch das in den Retorten, wie oben erklärt, entstehende Vacuum erleichtert. Dies hat natürlich auf beide Serien Retorten Bezug.

Das Oeffnen und Schliefsen der Ventile mufs also in folgender Reihenfolge vor sich gehen:

In Serie A wird Lufteinlafsventil K geschlossen, dann Luftauslafsventil L geschlossen, dann Gasauslafsventil g geöffnet und schliefslich Dampfeinlafsventil f geöffnet; zu gleicher Zeit wird in Serie B Dampfeinlafsventil f¹ geschlossen, dann Gasauslafsventil g¹ geschlossen, dann Luftauslafsventil L¹ geöffnet und schliefslich Lufteinlafsventil K¹ geöffnet. Mithin wird Lufteinlafsventil K geschlossen, wenn Dampfeinlafsventil/¹ geschlossen wird, Luftauslafsventil L geschlossen, wenn Gasauslafsventil g¹ geschlossen wird, Luftauslafsventil L¹ geöffnet, wenn Gasauslafsventil g geöffnet wird, Lufteinlafsventil K¹ geöffnet, wenn Dampfeinlafsventil / geöffnet wird, und umgekehrt Lufteinlafsventil K¹ geschlossen, wenn Dampfeinlafsventil f geschlossen wird, Luftauslafsventil L^x geschlossen, wenn Gasauslafsventil g geschlossen wird, Luftauslafsventil L geöffnet, wenn Gasauslafsventil g' geöffnet wird, Lufteinlafsventil K geöffnet, wenn Dampfeinlafsventil f^l geöffnet wird.

Um nun die Ventile in dieser Reihenfolge automatisch zu bethätigen, ist eine Einrichtung geschaffen, welche zunächst aus einer langen horizontalen Welle C, Fig. i, 2 und 3, besteht, die entweder in der Mitte oder an beiden Seiten mit Gewinde versehen ist und aufser in ihren gehörigen Lagern auch in einer (bezw. zwei) starken feststehenden Mutter E'² läuft, so dafs bei Drehung der Welle in der einen oder anderen Richtung auch eine axiale Verschiebung derselben in der einen oder anderen Richtung eintritt. Auf der einen Hälfte der Welle C, links vom Retortenapparat (Fig. 2), befinden sich zwei lose Riemscheiben' V V¹, von denen die eine durch einen· offenen Riemen beständig in der einen Richtung und die andere durch einen gekreuzten Riemen beständig in der anderen Richtung gedreht wird. Beide Riemscheiben V V¹ sind mit'Kupplungen versehen, welche durch die oben bereits ausführlich besprochenen Schwimmerapparate SS¹, Fig. 2, aus-, bezw. eingerückt werden, so dafs also durch die bei Beendigung der Sauerstofferzeugung in der einen und Anfang der Sauerstofferzeugung in der anderen Serie Retorten eintretende Lagenwechselung der Schwimmer ν ν¹ auch eine Drehung der Welle C in der einen oder anderen Richtung bezw. Wechsel der Richtung herbeigeführt wird. Die Mitnahme der Welle durch die eine oder andere Riemscheibe erfolgt mit Hülfe von Nuth und Keil, und es sind die Kupplungen derart eingerichtet, dafs bei Einrückung auch Einrückurig des Keiles und bei Ausrückung ebenfalls Ausrückung des Keiles erfolgt, wobei die Riemscheiben aber stets trotz der hin- und hergehenden axialen Verschiebung der Welle C auf demselben Platze verV. harren. ^;.

Die andere Hälfte der Welle C, direct vor dem Ofen, besitzt vier lose Doppelkettenräder O² P QC/, welche durch Stäbe, die von dem Mauerwerk des Ofens ausgehen (in den Zeichnungen nicht dargestellt), am seitlichen Ausweichen gehindert werden. Jedes der Doppelräder besitzt in seiner Nabe eine Nuth, in

welche ein auf der Welle C sitzender Stift h ik I bei der axialen Verschiebung eintreten kann, so dafs während der Dauer des Durchganges des Stiftes durch die Nabe das betreffende Rad mit der Welle gekuppelt ist und sich mit dieser drehen mufs.

Es sind nun die Stifte h i k I auf der Welle C derart angeordnet, dafs die Kupplung und Entkupplung der Doppelkettenräder nicht gleichzeitig, sondern nach einander erfolgt, derart, dafs bei der Verschiebung der Welle von links nach rechts erst O², dann P, ferner Q und schliefslich U und bei entgegengesetzter Verschiebung erst U, dann Q, ferner P und schliefslich O - gekuppelt bezw. entkuppelt werden.

Die Verbindung der Räder O² bis U mit den verschiedenen Ventilen ist in folgender Weise bewirkt :

Das grofse Rad von O² wirkt auf das Lufteinlafsventil K, das kleine Rad von O² wirkt durch Vermittelung der Achse h^l und der Zahnräder h² h^a auf das Dampfeinlafsventil f¹. Das grofse Rad von P wirkt auf das Luftauslafsventil L, das kleine Rad von P wirkt durch Vermittelung der Achse /' und der Zahnräder I² Z³,auf das Sauerstoffauslafsventilg¹. Das grofse Rad von Q. wirkt auf das Luftauslafsventil L¹, das kleine Rad von Q wirkt durch Vermittelung der Achse k¹ und der Zahnräder k² k³ auf das Sauerstoffauslafsventil g. Das grofse Rad von U wirkt auf das Lufteinlafsventil K¹, das kleine Rad von U wirkt durch Vermittelung der Achse u¹ und der Zahnräder u~ u³ auf das Dampfeinlafsventil f.

Natürlich ist die Grofse der Kettenrader und der Ventilräder und die Steigung der Schraubengänge der Welle C und der Ventilspindeln so gewählt, dafs während der Zeit des Durchlaufens eines der Stifte h i k oder I durch die Nuth des betreffenden Rades die von diesem Rad bethätigten beiden Ventile vollkommen geschlossen bezw. vollkommen geöffnet werden.

Bei der im Diagramm Fig. 2 gezeigten Stellungder Mechanismen ist der Schwimmer v¹ im Behälter S¹ soeben gesunken, ein Zeichen, dafs die Saüerstoffentwickelung in der Retortenserie B aufgehört hat. Durch das Sinken des Schwimmers v¹ ist aber das vom gekreuzten Riemen in der Richtung des Uhrzeigers (von links gesehen) gedrehte Rad V eingeschaltet und das andere entgegengesetzt gedrehte Rad V¹ ausgeschaltet worden, so dafs die Welle C sowohl die Richtung ihrer Drehung als auch ihrer axialen Verschiebung wechselt und sich nunmehr in der Mutter E² von links nach rechts schraubt.

Wie soeben erwähnt, hatte die Saüerstoffentwickelung bezw. Reduction in B aufgehört, gleichzeitig auch die Regeneration in A, es mufs jetzt also in beiden Serien .Wechsel der Processe eintreten. Dies wird nun durch die von den einzelnen Kettenradkupplungen in vorgeschriebener Reihenfolge bethätigten Ventile in folgender Weise bewirkt:

Welle C bewegt sich von links nach rechts (Rechtsverschiebung).

■ I. Kupplung von Stift h mit Rad O²: Lufteinlafsventil K in A und Dampfeinlafsventil f¹ in B werden geschlossen.

II. Kupplung von Stift i mit Rad P: Luftauslafsventil L in A und Gasauslafsventil g'¹ in B werden geschlossen.

III. Kupplung von Stift A: mit Rad Q: Luftauslafsventil L¹ in B und Gasauslafsventil g in A werden geöffnet.

IV. Kupplung von Stift / mit Rad U: Lufteinlafsventil K¹ in B und Dampfeinlafsventil f in A werden geöffnet.

' Nach Vollendung der Rechtsverschiebung der Welle C sind in beiden Serien die entgegengesetzten Processe in vollem Gange, wobei also in A Reduction und in B Regeneration stattfindet. Sobald nun die Reduction in A beendet ist, kommt der Schwimmerapparat S in Wirksamkeit und führt Richtungsumkehrung der Wellenbewegung herbei.

Welle C bewegt sich von rechts nach links (Linksverschiebung).

I. Kupplung von Stift / mit Rad U: Luftauslafsventil K¹ in B und Dampfeinlafsventil f in A werden geschlossen.

II. Kupplung von Stift k mit Rad Q: Luftauslafsventil L¹ in B und Gasauslafsventil g in A werden geschlossen.

III. Kupplung von Stift i mit Rad P: Luftauslafsventil L in A und Gasauslafsventil g¹ in B werden geöffnet.

IV. Kupplung von Stift h mit Rad O²: Lufteinlafsventil K in A und Dampfeinlafsventil f¹ in B werden geöffnet.

Nach Vollendung dieser Bewegung derWelleC sind wieder die entgegengesetzten Processe in den Serien A und B thätig, bis nach Beendigung der nunmehr in B vor sich gehenden Reduction von neuem Umkehrung eintritt.

Um eine besonders sichere Arbeitsweise des Apparates herbeizuführen, ist es zweckmäfsig, das Einströmen von Dampf im Schlangenrohrkühler nach Beendigung jeder Sauerstofflieferung bereits dann aufzuheben,, wenn in den Röhren das Vacuum entstanden und durch dieses das Wasser aus den Schwimmerbehältern angesaugt ist, damit durch das weitere Einströmen . von Dampf weder eine Verminderung noch Vergröfserung des Vacuums herbeigeführt wird, da im ersteren Falle theilweises Zurückfliefsen des Wassers und im letzteren Falle theilweises Uebertreten des Wassers in die Retorten stattfinden könnte.

Um also ein Aufhören der Dampfeinströmung in den bezw. die Kühler schon vor Schlufs

der betreffenden Dampf hähne selbstthätig herbeiführen zu können, ist der in Fig. 7 dargestellte Ventilapparat construirt worden.

Derselbe besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse a, dessen Innenraum durch eine Membran b in zwei Kammern c d getheilt ist. In dem oberen Theil des Gehäuses α befinden sich zwei Rohrstutzen e e¹, von denen e mit dem aus dem einen Kühler kommenden Rohr verbunden ist, während an e¹ das Rohr sich anschliefst, welches zum Behälter des Schwimmers führt. Am unteren Theil des Behälters a befindet sich ein Rohrstutzen/², durch welchen der vom Dampfkessel kommende Dampf auf seinem Wege zu dem Ventil / bezw. f¹ zunächst in den Raum d eintritt und dann durch den vierten Rohrstutzen /³ austreten und zum Einlafsventil / bezw. /^] gelangen kann.

Die Einströmöffnung für/³ wird durch einen Ventildeckel G⁴ verschlossen, welcher mittelst eines Bolzens h* an der Membran b befestigt ist. Der Bolzen h^l wird am unteren Theil durch den ausgehöhlten Kopf einer Gewindespindel h^b geführt, welche gleichzeitig zum Reguliren der Spannung einer auf /1⁴ unterhalb des Ventils g^A sitzenden Spiralfeder z⁶ dient. Durch diese Spiralfeder wird Ventil g* beständig etwas offengehalten, so weit es die Nachgiebigkeit der Membran b erlaubt. Natürlich sind zwei solcher Ventilapparate α vorhanden, von denen je einer zu einem Kühler und Schwimmerapparat gehört. Die Arbeitsweise dieser Ventilapparate ist die folgende:

Sobald in der einen Retortenserie durch Einströmung von Dampf (welcher also vor Eintritt in die Röhren den Raum d des Ventilapparates durchläuft und die Metallmembran b erwärmt) Sauerstoff erzeugt wird, fliefst dieser, wie in der Beschreibung erläutert, durch eines der Rohre W^ in den betreffenden Kühler und dann aus diesem durch den Raum c des Ventil-, apparates zum Wascher W. Sobald nun die Sauerstofflieferung der betreffenden Retortenserie aufgehört hat und dann der Dampf in das Schlangenrohr des Kühlers eintritt, bildet sich ein Vacuum in letzterem, und das aus dem Schwimmerapparat angesaugte Wasser durchfliefst vor dem Eintreten in das Kühlrohr den Raum c, wobei es natürlich auf die Membran b gelangt. Durch den Druck des Wassers wird das Ventil g·⁴ aber geschlossen und der weitere Dampfdurchflufs unterbrochen, da der Druck des Dampfes nur ein ganz geringer ist. Natürlich mufs die Spiralfeder i^e, durch welche die Ventilbewegung in gewisser Weise geregelt wird, in richtiger Weise gespannt werden. Es ist nun also der weitere Dampfeintritt in den Kühler aufgehoben, während der eigentliche Schlufs des Einlafsventils / bezw./¹ erst etwas später durch die Bewegung der durch den Schwimmer bethätigten -Mechanismen in nunmehr bekannter Weise bewirkt wird.

Betreffs der in die Verbindungen zwischen dem Gebläserohr und den Vertheilungsrohren MM¹ eingeschalteten Zweiweghähne O O?, durch welche die Trocknungsrohre E E¹ abwechselnd mit dem Gebläse und mit der Aufsenluft in Verbindung gebracht werden, ist noch zu bemerken, dafs bei Oeffnung des Lufteinlafsventils K (bezw. K¹) der betreffende Zweiweghahn die Trocknungsrohre E (bezw. E¹) natürlich mit dem Gebläse und bei Schlufs des Ventils mit der Aufsenluft verbinden mufs. Die Uebertragung der Bewegung der Welle C auf diese Zweiweghähne kann analog der der übrigen Ventile hergestellt werden.

Im Diagramm Fig. 2 ist für jede Kühlschlange ein besonderes Gefäfs vorhanden, doch können auch beide Kühlschlangen in ein und demselben Gefäfs untergebracht werden, wie dies die Modification Fig. 6 zeigt.

Die in Fig. 3 gezeigte Sonderansicht des Kettenradapparates ist von der der Fig. 1 und 2 etwas abweichend, doch ist im übrigen die Anordnung und Arbeitsweise der Theile vollkommen gleich.

Der in vorstehender Beschreibung erläuterte Apparat ist für eine grofse Anzahl Industrieen, in denen Sauerstoff in grofsen Mengen Verwendung findet, von gröfster Bedeutung, da einestheils keine Erneuerung der Reactionsmaterialien, keine ständige Beaufsichtigung und keine von Hand zu bewirkenden Umschaltungen nothwendig sind, und anderentheils grofse Mengen sehr reinen Sauerstoffes ohne Unterbrechung geliefert werden. Die Unkosten sind minimal und die Arbeitsweise des Apparates nach jeder Richtung hin tadellos.

Claims (2)

Pa te nt-Ansprüche:

1. Ein Apparat zur. Gewinnung von Sauerstoff

aus Luft durch abwechselnde Oxydation und Reduction eines geeigneten Materials, bei welchem letzteres in zwei Reihen schräg gelagerter und unter sich in passender Anzahl durch schräg liegende Röhren in Verbindung gebrachter Retorten (A B) in besonderen luftdurchlässigen Behältern derart gelagert ist, dafs die Luft-, Dampf- und Gasströme stets eine aufsteigende Richtung besitzen und das Reactionsmaterial möglichst senkrecht zur Längsrichtung der Retorten durchziehen.

2. Eine Ausführungsform des unter 1. geschützten Apparates, bei welcher die zur absatzweisen Verbindung der Retorten A B mit den Zu- und Ableitungen dienenden Ventile nach einander in der Weise gesteuert werden, dafs bei dem Uebergang von Reduction auf Regeneration Schliefsung der Dampfeinlässe ff¹ vor ,den Gasaus-

lassen gg^l und darauf Öeffnung.der Luft-, auslasse L L¹ vor den Lufteinlässen KK¹ erfolgt, während beim Uebergang von Regeneration auf Reduction Schliefsung der Lufteinlässe KK¹ vor den Luftauslä'ssen L L¹ und Oeffnung der Gasauslä'sse g g¹ vor den Dampfeinla'ssen ff¹ erfolgt.
Eine weitere Ausführungsform des unter ι. und 2. geschützten Apparates, bei welcher der von den Retorten abgeleitete Sauerstoff durch einen Kühlapparat R R¹ geführt wird, in welchem am Schlufs jeder Sauerstoffabgabe ein Vacuum durch Condensation des dann eintretenden Dampfes erzeugt wird, so dafs durch Wasseransaugung ein Schwimmerapparat (S S¹) bethätigt wird, dessen Bewegung die Umsteuerung der Ventile der Retorten (A B) bewirkt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.