DE86919C

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Publication number: DE86919C
Application number: DENDAT86919D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

In Compressionskältemaschinen wird durch Betriebskraft (Dampfmaschine) das Kältemittel, der Kaltdampf, verdichtet. Der Zweck dieser Maafsnahme ist, den Kaltdampf vor der Verdampfer- (Gefrierer-) Temperatur auf die Condensatortemperatur und Spannung zu heben, und zwar durch Ueberführung der geleisteten Arbeit in Wärme.

Die vorliegende Erfindung besteht darin, die erwähnte Wärmezufuhr durch unmittelbare Erwärmung und zwar mit viel gröfserem Vortheil als durch eine besondere Betriebskraft zu bewirken.

Bei der Beheizung handelt es sich dann um unmittelbare Erwärmung der Dämpfe um 20 bis 40⁰, während bei der Verdichtung nur die in der Dampfmaschine in Arbeit umgewandelte Wärme wieder in Wärme zurückverwandelt werden kann. Dies pflegt bei gewöhnlichen Dampfmaschinen nur etwa 8 pCt. der Verbrennungswärme zu sein, während bei der erwähnten unmittelbaren Erwärmung der Dämpfe um den oben bezeichneten geringen Temperaturunterschied vielleicht 80 pCt. der Verbrennungswärme nutzbar gemacht werden können.

Die Einrichtung zur Ausführung des neuen Verfahrens besteht in einer Rohrleitung a oder irgend einem anderen, den zu erwärmenden Kaltdampf aufnehmenden Räume mit möglichst grofser Oberfläche, welcher unmittelbar oder mittelst eines Wasserbades b regelbar beheizt wird.

Diese Einrichtung. wird mit einer Kältemaschine beliebiger Art derart verbunden, dafs keine Betriebskraft für letztere nöthig ist. Um dies zu erreichen, wird eine Pumpe c eingeschaltet, welche auch durch den Expansionscylinder d mit angetrieben werden kann.

Der Zweck ist, nur die Reibungen zu überwinden, und obgleich die Pumpe c einen Arbeitsüberschufs der überhitzten Dämpfe über die Zusammenziehung der gesättigten Dämpfe ergiebt, so kann der Expansionscylinder d noch benutzt werden, um diesen Arbeitsüberschufs zu vergröfsern. Er stellt den bei Kältemaschinen bekannten Expansionscylinder dar, der durch Expansion der verflüssigten Kaltdämpfe von der Condensatortemperatur bis hinab auf die Verdampfertemperatur Arbeit leisten kann.

In Fig. ι stellt e den Verdampfer der Kältemaschine und f den Condensator dar, α b ist die neu angeordnete Wärmevorrichtung, c ist die Pumpe für die erwärmten Kaltdämpfe, d der bezeichnete Expansionscylinder.

Die nöthigen Leitungen sind mit Ventilabschlüssen verbunden, welche selbstthätig öffnen oder mittelst einer bekannten Einrichtung gesteuert werden können.

Es werde angenommen, dafs im Verdampfer e — io°, in der Wärmevorrichtung ab +30° und in der Flüssigkeit des Condensators f -\- 20° Temperatür vorhanden seien.

Vom Verdampfer e tritt durch das Rohr g und das selbsttätige Saugventil g¹ der Kaltdampf mit —io° nach a, wird dort bis + 3°° erwärmt, strömt dann nach Hingang des KoI-

bens im Cylinder c mit +30° in letzteren ein, indem er das Rohr h und Ventil h¹ durchströmt. Beim Rückgang des Kolbens in c schliefst das Ventil h^l ab, während das Druckventil z'¹ geöffnet wird, durch welches sowie durch das Rohr i die Verbindung mit f hergestellt wird. Gleichzeitig wird entweder die Verbindung der überhitzten Dämpfe mit verflüssigten Kaltdämpfen hergestellt, oder es werden so viel verflüssigte Kaltdämpfe eingespritzt, dafs die überhitzten Dämpfe zu gesättigten Dämpfen werden und unter Zusammenziehung die entsprechende Spannung annehmen. Sie werden dann nach f übergeschoben. Ebenso ist der Vorgang beim Kolbenwechsel auf der anderen Cylinderseite.

Die ^Λ Einspritzung, geschieht vermittelst Ventile, welche nach Art der Präcisionssteuerungen so ■ weit gelüftet werden, wie zur Sättigung des überhitzten Dampfes erforderlich ist. In dem Cylinder entsteht ein Arbeitsüberschufs der überhitzten Dämpfe bei ihrer Expansion über die Zusammenziehung der der Sättigung unterworfenen Dämpfe, welcher zur Ueberwindung der Reibungen u. s. w. Verwendung findet.

Es kann auch für den gleichen Zweck der Expansionscylinder d angebracht werden. Die in f condensirte Flüssigkeit strömt mit +20° durch das Rohr k nach dem Expansionscylinder d, expandirt dort, Arbeit leistend, bis — io° und tritt dann durch Rohr / nach e zurück, wo sie verdampft und Kälte leistet.

Anstatt in einem besonderen Wärmeräume a kann die Erwärmung der Kaltdämpfe im Pumpencylinder c erfolgen, welcher zu diesem Zwecke in dem Wasserbade untergebracht wird, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Beim Hingange des Kolbens füllt sich der Cylinder c mit Dämpfen aus e. Dann wird e abgesperrt und die Leitung nach f geöffnet, nachdem die Dämpfe erwärmt sind und die Dämpfe nach der Einspritzung die Spannung von f angenommen haben. Die Rückseite des Kolbens wird in gleicher Weise abwechselnd mit e und f verbunden, und der Arbeitsvorgang ist der vorherige.

Eine dritte Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt. Von dem Verdampfer e treten die Kaltdämpfe in den kalt liegenden Cylinder m, der auch von kaltem Salzwasser umspült werden kann, damit er ohne Weiteres die Dämpfe aus e aufnimmt. Von da werden sie durch das Rohr η in die Wärmevorrichtung, nämlich den Cylinder c, der in dem beheizten Wasserbade liegt, hinübergeschoben. Nachdem sie dort die erforderliche Wärme aufgenommen haben und die Einspritzung erfolgt ist, werden sie durch das Rohr i nach dem Condensator _/ geschoben. Der Cylinder d stellt, wie in den beiden früheren Ausführungsformen, den Expansionscylinder dar, in welchem die durch Rohr k aus dem Condensator f kommende Flüssigkeit auf die Verdampfertemperatur 'expandirt und die erforderliche Betriebsarbeit leistet.

Die Betriebskraft kann auch von dem aus dem Condensator ablaufenden Kühlwasser unter Benutzung des Wassergefälles hergenommen werden.

Die Wärmevorrichtung kann auch hinter dem Cylinder c unter gleichzeitiger Einspritzung, statt vor demselben, angebracht werden.

Durch das neue Verfahren ist es möglich, Eis- und Kältemaschinen mittelst unmittelbar zugeführter Wärme und ohne äufserliche mechanische Betriebsmittel zu betreiben.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι . Verfahren, das Kältemittel der Kältemaschinen von der Verdampfertemperatur auf die Condensatortemperatur durch unmittelbare Zuführung von Wärme zu heben und auf die Condensatorspannung durch Herstellung einer Verbindung mit dem flüssigen Kältemittel oder Einspritzung desselben zu bringen.
2. Eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem zwischen Verdampfer (e) und Condensator (f) eingeschalteten Erwärmungsraum (a) und einer Pumpenanlage (c d), durch welche das Kältemittel vom Verdampfer durch den Erwärmüngsraum nach dem Condensator und zurück zum Verdampfer geführt wird, wobei zwischen Verdampfer (e) und Erwärmungsraum (a) ein gewöhnliches Rückschlagventil (g¹) angebracht, der Pumpencylinder (c) mit Saug- und Druckventilen versehen ist, und die beiden Einspritzventile an den Enden des Cylinders nach Art der Präcisionssteuerungen am Ende des Hubes so weit gelüftet werden, wie zur Sättigung des überhitzten Dampfes erforderlich ist (Fig. 1).
3. An der Einrichtung des Anspruchs 2 die Benutzung des Pumpencylinders (c) als Erwärmungsraum für das Kältemittel, wobei das Spiel der Ventile dasselbe bleibt (Fig. 2 und 3).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.