Titel: | Neuerungen an Eis- und Kühlmaschinen. |
Fundstelle: | Band 275, Jahrgang 1890, S. 2 |
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Neuerungen an Eis- und Kühlmaschinen.
Patentklasse 17. Mit Abbildungen auf Tafel 1 und 2.
Neuerungen an Eis- und Kühlmaschinen.
In Fortsetzung der bezüglichen früheren Berichte (1886 259
262. 260 503. 261 459 und 262 173) sollen nachstehend sämmtliche wichtige
Neuerungen auf dem Gebiete der Kälteerzeugungsmaschinen, so weit dieselben aus
Patentschriften oder durch in der Praxis ausgeführte Anlagen bekannt wurden,
vorgeführt werden. Diese Neuerungen beziehen sich vorwiegend auf die Construction
der beiden häufiger verbreiteten Systeme von Kühlmaschinen, die Absorptions- und
Compressionsmaschinen, während die Expansions- und Vacuummaschinen sowohl in ihrer
Einführung als auch in ihrer Construction keinen wesentlichen Fortschritt zu
verzeichnen haben. Auch an Kühlvorrichtungen und Eiserzeugungsapparaten sind einige
wesentliche Neuerungen zu verzeichnen.
I. Absorptionsmaschinen.
Die Neuerungen an Absorptionsmaschinen beziehen sich vorwiegend auf Verbesserung der
zum Erhitzen und zur Absorption dienenden Apparate behufs möglichster
Dampfersparniſs:, bei einzelnen neueren Apparaten ist eine Combination von
Absorptions- und Compressionssystem in Vorschlag gebracht worden, ohne bisher in der
Praxis wesentliche Erfolge erzielt zu haben.
Um dem mit den meisten Absorptionsmaschinen verbundenen Uebelstande des groſsen
Kühlwasser- und Dampfverbrauches zu begegnen, haben Koch und
Habermann sich eine Verbesserung an Absorptionsmaschinen patentiren lassen
(D. R. P. Nr. 36549 vom 10. März 1885), bei welcher durch rationelle Anwendung des
Gegenstromprinzips und strenger Durchführung desselben in allen Theilen der Maschine
eine wesentlich bessere Ausnützung des Kühlwassers und des Dampfes erzielt und die
Maschine deshalb viel leistungsfähiger gemacht wurde.
Mit der verbesserten Construction der neuen Maschine soll in erster Linie eine rasche
Verdunstung des verflüssigten Ammoniaks im Kälteerzeuger dadurch bewirkt werden,
daſs man den Druck, der sich dieser Verdampfung entgegenstellt, möglichst
verringert, indem man das beim Verdampfen entstandene Gas möglichst rasch aus den Röhren
des Verdampfers entfernt. Je schneller die Absorption dieses Gases durch die
ammoniakarme Flüssigkeit erfolgt, desto tiefere Kältegrade können erzielt werden;
dies geschieht aber je reiner das expandirende Ammoniakgas, und je ärmer an Ammoniak
die vom Kochkessel geleitete, zur Absorption dienende Flüssigkeit ist. Dies wird nun
durch eine besondere Construction des Ammoniakkessels sowohl, wie auch des
Absorptionsapparates erzielt, deren Einrichtung nachstehend speciell erläutert wird.
Damit die zur Absorption dienende Flüssigkeit möglichst ammoniakfrei, also möglichst
aufsaugfähig wird, erhält der zum Erhitzen des Salmiakgeistes verwendete Kessel die
nachstehende Einrichtung, wie sie in Fig. 1 skizzirt
erscheint.
Der Kessel, welcher aus einem wagerechten cylindrischen Theile und einem senkrechten
hohen Aufsatze besteht, ist in eine Anzahl von Kammern getheilt und wird durch eine
schlangenförmige Dampfleitung erhitzt. Der zugepumpte Salmiakgeist tritt an dem
einen Ende des Kessels in die erste Kammer a, flieſst
aus dieser, nachdem sie gefüllt ist, in die zweite Kammer a1 u.s.w. bis zur letzten, von welcher er
wieder nach dem Aufsaugegefäſse geleitet wird. Die Erhitzung des Salmiakgeistes geht
nun in der Weise vor sich, daſs der in der letzten Kammer a7 liegende Theil der Heizschlange den
heiſsesten Dampf, die weiteren Kammern aber den weniger heiſsen bereits mit
Condensationswasser gemischten Dampf erhalten. Die Flüssigkeit in der ersten. Kammer
ist mit Ammoniak gesättigt und bedarf nur einer geringen Erwärmung, um Ammoniak
auszustoſsen, wozu die Temperatur des bereits theilweise abgekühlten Dampfes bezieh.
des Condensationswassers genügt. In der ersten, wie in jeder folgenden Kammer wird
also Gas ausgestoſsen, denn auf dem Wege zur letzteren Kammer wird der Salmiakgeist
durch immer heiſseren Dampf erhitzt; ist die Temperatur beispielsweise in der ersten
Kammer nur so hoch, daſs bloſs aus einem 29procentigen Salmiakgeist Ammoniak
ausgetrieben wird, so ist sie in der zweiten Kammer höher und geeignet, aus
25procentiger Lösung noch Gas auszutreiben u.s.f. Den bei einfachen Kesseln sonst
eintretenden Diffusionen der verschieden concentrirten Flüssigkeit wird durch die
Eintheilung in Kammern entgegengewirkt und auf diese Weise die beabsichtigte
möglichst vollkommene Entgasung der Ammoniaklösung erzielt.
Während diese Einrichtung des Ammoniakkessels den Zweck hat, möglichst ammoniakarmen
Salmiakgeist und daher eine möglichst geringe Menge desselben dem Einsaugegefäſse
zuzuführen, damit bei der Rückführung entsprechend wenig gesättigter Salmiakgeist
erwärmt, also auch Wärme erspart werden soll, ist dies noch dadurch zu erreichen,
wenn in dem Aufsaugegefäſse die Absorption des Ammoniaks möglichst vollständig
erfolgt, der Salmiakgeist also durch Aufnahme von gröſseren Ammoniakmengen möglichst
concentrirt wird. Dies kann durch tiefere Abkühlung der Lösungsflüssigkeit, jedoch
bei gleichbleibender Menge und Temperatur des Kühlwassers, erzielt werden und zwar
unter Anwendung eines Absorptionsgefaſses, welches, auf einem ähnlichen Prinzip der
Gegenströmung beruhend, ebenso construirt ist, wie der vorbeschriebene
Ammoniakkessel. Dieser Absorptionsapparat ist in Fig. 2 im Durchschnitt
dargestellt; er besteht aus einem Cylinder von gleichem Durchmesser, aber gröſserer
Länge als der Verdampfungskessel, ist jedoch nicht wagerecht, sondern unter einem
Winkel von 20 bis 25° geneigt aufgestellt und trägt am höher gestellten Ende einen
hohen cylindrischen Aufsatz von 30cm Durchmesser,
welcher einen Tellerapparat enthält. Der Absorptionscylinder ist ebenfalls durch
Scheidewände in Kammern getheilt, deren neun vorhanden sind, und ist behufs
Abkühlung der sich bildenden Ammoniaklösung von einer Kühlschlange durchzogen, in
welcher von unten nach oben Kühlwasser von gewöhnlicher Temperatur läuft. Die
ammoniakarme Flüssigkeit tritt von oben, über die zahlreichen Teller des Aufsatzes
kataraktartig fallend, in den Absorber ein, während das Ammoniakgas ihr von unten
nach oben entgegenströmt und von ihr absorbirt wird; die Kühlung erfolgt derart,
daſs anfänglich, wo die Flüssigkeit noch wenig Ammoniak absorbirt hat, sie durch das
wärmere, bereits den Apparat verlassende Kühlwasser gekühlt wird, während sie in der
letzten (untersten) Kammer, wo sie bereits fast gesättigt ist und nun nur noch wenig
Ammoniak aufnehmen kann, mit dem kältesten, eben eintretenden Kühlwasser in
Berührung kommt. Um die innige Berührung zwischen Absorptionsflüssigkeit und Gas
noch vollständiger zu machen, ist über jede Kammer des Absorbers ein flacher
Ueberlaufsteller angeordnet, wodurch dem der Flüssigkeit entgegenströmenden
Ammoniakgase eine möglichst groſse Flüssigkeitsfläche geboten wird.
Von diesem flachen Ueberlaufsteller träufelt die Flüssigkeit auf eine unter demselben
liegende flache Rinne, wodurch die Flüssigkeit stets nach der höchsten Stelle der
betreffenden Kammer gebracht und sonach gezwungen wird, auf ihrem Wege nach der
nächsten Kammer möglichst lange mit der Kühlschlange in Berührung zu bleiben, damit
auf diese Weise die bei der Absorption entstehende Wärme möglichst vollständig
abgeleitet wird.
Auch bei dem Verdampfer, in welchem das verflüssigte Ammoniak möglichst rasch
verdampfen und der umgebenden Chlorcalciumlösung Wärme entziehen soll, ist das
Prinzip der Gegenströmung durchgeführt; der Verdampfer besteht, wie in Fig. 3 skizzirt
erscheint, aus einem schmiedeeisernen, rechtwinkeligen, oben bloſs mit einem
Holzdeckel versehenen Kasten, dessen innerer Raum vollständig durch 12 von oben nach
unten führende, schmiedeeiserne Rohrschlangen X
ausgefüllt ist, welche dicht neben einander liegen; der Raum des Verdampfers ist durch die gegenüber
versetzten Scheidewände a und b ebenfalls in miteinander communicirende Kammern getheilt. Das aus dem
Condensator kommende flüssige Ammoniak tritt bei c in
den Verdampfer ein, durchflieſst die Schlangen und verläſst den Apparat bei d, um als Gas wieder dem Absorber zurückgeführt zu
werden; das unter hohem Drucke stehende verflüssigte Ammoniak erleidet vor seinem
Eintritte in die Verdampfschlangen eine Druckreduction, wodurch ein rasches
Verdampfen desselben in den Schlangen erreicht wird.
Eine neuere Construction des bei dieser Maschine verwendeten Aufsaugegefäſses (D. R.
P. Nr. 45556 vom 6. März 1887) besteht aus vier wagerechten und parallel über
einander angeordneten cylindrischen Einzelgefäſsen mit Kopfstücken. Zwischen den
Kopf- und den mittleren Röhrkörpern sind Böden eingeschaltet, in welche eine Anzahl
je zwei Kopfstücke verbindender Rohre eingewalzt sind. Die Abkühlung der
aufsaugenden Flüssigkeit wird durch kaltes Wasser, welches in das eine Kopfstück des
untersten Einzelgefäſses eingeleitet wird, bewirkt. Von da durchströmt es die
eingewalzten Rohre und das andere Kopfstück und steigt in das nächst höhere Gefäſs,
passirt dieses und die beiden darüber liegenden in der gleichen Weise wie das
unterste und verläſst das oberste Gefäſs, um im Condensator weiter verwendet zu
werden. Auf dem obersten Gefäſse befindet sich ein hoher Dom, in welchen die
ammoniakarme Flüssigkeit oben eintritt und in zahlreichen Cascaden von Teller zu
Teller dem Ammoniakgas entgegen herabflieſst. Hierauf betritt dieselbe das oberste
der vier Einzelgefäſse an seinem einen Ende, füllt das Gefäſs, die Kühlrohre
umgebend bis zur Höhe des am anderen Ende austretenden Ueberlaufstutzens an und
gelangt durch diesen in das nächste untere Gefäſs und zwar mündet die Flüssigkeit am
tiefsten Punkte in dasselbe ein. Sie verläſst dann dieses Gefäſs am anderen Ende
durch einen Ueberlaufstutzen – wie oben – um in gleicher Weise das dritte und vierte
Gefäſs nach unten zu passiren. Einlauf und Ausgang befinden sich immer an
entgegengesetzten Enden und auf verschiedenen Seiten der cylindrischen Gefäſse und
ist die Ueberlaufhöhe des Austrittes so bemessen, daſs die Kühlrohre von der
ammoniakarmen Flüssigkeit stets bedeckt und oberhalb noch ein genügender freier Raum
für das aufsteigende nicht absorbirte Gas verbleibt.
Parallel den Kühlrohren liegt in jedem der vier Gefäſse ein an seinem unteren Theil
perforirtes Rohr, von der ammoniakarmen Flüssigkeit gänzlich bedeckt. In diese vier
Rohre wird das Gas eingeführt und strömt aus den Perforationen desselben in die
ammoniakarme Flüssigkeit aus. Die Zuführung des Gases ist für jedes Einzelgefäſs
durch verstellbare Rückschlagventile quantitativ regulirbar. Etwa nicht absorbirte
Gasmengen sammeln sich in jedem Gefäſse oberhalb der Flüssigkeit und treten durch
ein gemeinsames Standrohr in den Dom, in welchem sie, wie schon gesagt, den
zahlreichen Cascaden der hier ammoniakärmsten Flüssigkeit entgegenströmend von dieser endgültig
absorbirt werden. Die Vorzüge dieses neuen Aufsaugegefäſses sind: Groſser Effect
durch die wiederholte Einführung bezieh. Ausströmung des aufsaugenden Gases in die
ammoniakarme Flüssigkeit, also nicht nur Oberflächenberührung, sondern wirkliche
Mischung; ruhiger, gleichmäſsiger Gang bei niedrigem Druck (Entlastung des
Verdampfers); groſse Kühlfähigkeit und vortreffliche Ausnutzung des Kühlwassers
durch den langen Weg; groſse Kühlfläche und langdauernde Berührung mit der
Flüssigkeit im richtigen Gegenstrome. – Dieses neue Aufsaugegefäſs ist in Fig. 4
dargestellt und erfolgt in demselben nachstehender Vorgang:
Der ammoniakarme Salmiakgeist tritt bei l ein, während
die Ammoniakgase bei m in den Kessel gelangen und durch
die perforirten Rohre n der Flüssigkeit mitgetheilt
werden. Die Kühlflüssigkeit tritt bei o in die Kammer
s, geht von da durch Rohr p nach s1,
durch das Rohr q nach s2
, von s2 durch p1 nach s3, durch q1 nach s4 und endlich durch p2 nach s5, um bei o1 den Kessel zu verlassen.
Diese Absorptionsmaschine ist bereits mehrfach in der Praxis mit bestem Erfolge
eingeführt.
An einer Absorptionsmaschine Patent Koch-Habermann,
welche in der Brauerei der Herren Lill und Böhm in
Graslitz, Böhmen, durch die Maschinenfabrik Novák und
Jahn in Prag-Bubna aufgestellt wurde (in Deutschland hat die Hallesche Maschinenfabrik das ausschlieſsliche
Ausführungsrecht dieser Maschine erworben), sind eine Reihe von Messungen und
Versuche ausgeführt worden, deren Ergebnisse für die Anwendung von Kühlmaschinen von
hohem Werthe sind. In der genannten Brauerei wurde nämlich zum ersten Male mit
Erfolg versucht, den Abdampf der Brauereibetriebsmaschine zum Betriebe der
Kühlmaschine zu verwenden was natürlich nur bei Absorptionsmaschinen möglich ist,
welche eine besondere Betriebskraft nicht erfordern. Der Betrieb dieser Anlage
erfolgt in der Weise, daſs bloſs ⅙ der Heizfläche des Ammoniakkochgefäſses mit
Kesseldampf, die übrigen ⅔ mit Abdampf geheizt werden, wodurch natürlich eine
wesentliche Ersparniſs an Brennmaterial erzielt wird. – Die Versuche wurden derart
ausgeführt, daſs am ersten Tage die Kühlmaschine in gewöhnlicher Weise mit ⅓ Kessel-
und ⅔ Abdampf, am zweiten und dritten Tage mit Kesseldampf und am vierten Tage
ausschlieſslich mit Abdampf betrieben wurde, um auf eine solche Weise eine
Vergleichung der Leistungen zu ermöglichen. Diese Versuche haben folgendes
ergeben:
Am ersten Tage (Heizung mit ⅔ Abdampf und ⅓ Kesseldampf) betrug die Kälteerzeugung in
der Stunde 40820 Calorien = 408k Eis, bei einem
Verbrauche von 77k Kesseldampf, es wurden also mit
1k Kesseldampf 5k,3 Eis oder mit 1k Kohle 37k,1 Eis erzeugt.
Am zweiten und dritten Tage wurde bei Heizung mit nur frischem Dampfe 41240 bezieh.
38500 Calorien = 412 bezieh. 385k Eis in der Stunde erzeugt, bei einem
Dampfverbrauche von 178 bezieh. 160k in der
Stunde; es wurde also in diesem Falle mit 1k Dampf
2,32 bis 2k,41 Eis, und mit 1k Kohle 16,25 bis 16k,9 Eis erzeugt. Bei der ausschlieſslichen Verwendung von Abdampf wurden
stündlich 23423 Calorien = 234k,23 Eis erzeugt und
hierzu 110k Abdampf verbraucht, also mit 1k Abdampf noch 213 Calorien = 2k,13 Eis, ohne irgend welchen Mehraufwand von
Kohle.
Die Versuchsergebnisse, an deren Richtigkeit nach dem Urtheile der hierbei
intervenirenden unparteiischen Fachmänner nicht zu zweifeln ist, erweisen die
bemerkenswerthe Thatsache, daſs die Koch-Habermann'sche
Absorptionsmaschine zu ihrem Betriebe weder Betriebskraft, noch auch eine besondere
Dampfquelle erfordert, sondern daſs bei genügend vorhandenem Abdampf diese Maschine
fast kostenlos mit schönem Erfolge betrieben werden kann. Da der Abdampf der
Betriebsmaschine in vielen Brauereien unbenutzt verloren geht, so könnte derselbe
durch Anwendung zum Betriebe einer solchen Absorptionsmaschine vortheilhaft
verwendet werden.
Die Absorptionseismaschine (Construction Carré) wurde
auch durch Reece verbessert, und ist die Construction
dieser verbesserten Maschine aus Abbildung Fig. 5 ersichtlich. Ihre
Einrichtung ist folgende: Der Cylinderkessel A wird bis
etwa über die Hälfte des Wasserraumes mit einer sehr schwachen Ammoniaklösung
gefüllt. Der Dampf, welcher in dem Kessel unter einem Druck von 8 bis 9at erzeugt wird, tritt in das mit einem
Regulirhahn versehene Gefäſs B, das eine Anzahl über
einander liegender Schalen enthält. In dem oberen Theile desselben wird durch das
Rohr d von einer Pumpe fortwährend eine concentrirte
Ammoniaklösung eingeführt, die, über die Schalen herabfallend, mit dem
aufsteigenden, stark gespannten Wasserdampfe in Berührung kommt, so daſs das in
Lösung befindliche Ammoniakgas frei wird und durch das Rohr g in den Rectificator D entweicht, während
sich aus dem Dampfe Wasser condensirt, welches durch das Rohr f in den Kessel zurückflieſst. Der Rectificator D besteht aus einer Anzahl senkrechter Röhren h, welche mit den wagerechten Röhren i1 in Verbindung
stehen. Die geringe Menge Wasserdampf, welche das Ammoniak noch mit sich führt,
condensirt sich hier und scheidet sich ab, während das Ammoniakgas nach dem
Condensator F weiter geht, der, wie der Rectificator,
aus senkrechten Röhren oo und wagerechten Röhren i besteht. Hier wird das Ammoniak flüssig gemacht und
läuft dann durch das mit einem Hahn versehene Rohr c in
den Gefrierer H. Während das Ammoniak diesen Weg macht,
läuft gleichzeitig ein constanter regulirter Strom Wasser aus dem Kessel A durch das mit einem Hahn e1 versehene Ueberfallrohr c in das Rohr C; letzteres
ist im Inneren mit einer Anzahl Röhren versehen, in welche die concentrirte
Ammoniaklösung von einer Pumpe J mittels eines Rohres
eingeführt wird, um durch die Röhren dd in den oberen Theil
des Analysators B zu gelangen. Auf diese Weise wird die
Ammoniaklösung erwärmt und gleichzeitig das Wasser, welches sich im Behälter G sammelt, genügend abgekühlt, um in den Absorber I eingeführt werden zu können, in welchem es durch das
mit einem Regulirhahn w versehene Rohr xx aufsteigt. In dem Absorber sättigt sich das Wasser
mit Ammoniakgas, welches durch das mit einem Hahn W
versehene Rohr S aus dem Gefrierer herüberkommt; die
hierbei entstehende concentrirte Ammoniaklösung wird von der Pumpe J durch das Rohr C
hindurch nach den Röhren d und dem Analysator B geführt.
Ferner haben sich Mort und Nicolle eine neue
Ammoniakmaschine patentiren lassen. Dieselbe wird als Niederdruckeismaschine
bezeichnet und kommt im Prinzip ziemlich auf die Carré'sche Maschine hinaus; die Luftpumpe ist weggelassen. Sie unterscheidet
sich von letzterer Maschine darin, daſs nicht flüssiges wasserfreies Ammoniak
erzeugt wird und verdunstet, sondern eine stark concentrirte wässerige Lösung,
welche natürlich eines viel geringeren Kesseldruckes (stärkster Druck des
verdampfenden Ammoniaks etwa 2at, bei
Wasserdampfheizung von 109° C.) bedarf, aber auch bei der Verdunstung eine weniger
starke Temperaturerniedrigung bewirkt. Die Anordnung in der Durchschnittsskizze
dieses Eisapparates (Fig. 6) bezeichnet A eine doppeltwirkende
Pumpe mit einem Metallkolben, welcher mit einem nach abwärts sich öffnenden, durch
eine Spiralfeder geschlossen gehaltenen Ventil versehen ist. Durch den
Einschlieſsschieber B tritt Ammoniakgas, sowie schwache
– neuerdings zu sättigende – Ammoniaklösung in den Pumpencylinder ein. Die nach
Maſsgabe des hervorgebrachten Druckes gesättigte Flüssigkeit und das Gas werden
durch den Auslaſsschieber C nach dem Schlangenrohr D getrieben, worin in Folge der durch einen
ununterbrochen wechselnden Wasserstrom hervorgebrachten Abkühlung eine weitere
Absorption des Ammoniakgases stattfindet.
Das Schlangenrohr D führt zu einem hinlänglich festen
Behälter E, welcher mit einem schlechten Wärmeleiter
umhüllt ist. In diesen Behälter wird die concentrirte Flüssigkeit durch die Pumpe
A gepreſst und tritt in feinen Strahlen durch eine
Brause am Ende des Schlangenrohres aus.
Durch das im Inneren des Kühlbehälters E angebrachte
Schlangenrohr F passirt die vom Evaporator H abziehende verdünnte aber kalte Ammoniaklösung, kühlt
demnach die Flüssigkeit in E noch weiter ab und erhöht
dadurch den Concentrationsgrad derselben.
Die in dieser Art abgekühlte, concentrirte Ammoniakflüssigkeit wird durch das vom
Boden des Behälters E aufsteigende Rohr G dem Evaporator H einem
luftdicht geschlossenen mit schlechten Wärmeleitern umgebenen Kessel, welcher auf
dem Ständer P ruht, zugeführt.
Das Leitungsrohr G kann am Ausfluſsende mit einer Brause
versehen sein: zur
Controle der abgeleiteten Flüssigkeitsmenge muſs an demselben ein Zeigerapparat und
Regulator angebracht werden.
Der Evaporator H ist im Querschnitt ringförmig und mit
Schalen in der Art eingerichtet, daſs die Ammoniakflüssigkeit in feinen Strahlen von
einer Schale auf die nächste überflieſst. Da nun der Druck im Evaporator in Folge
des ununterbrochenen Ganges der Pumpe A ein sehr
geringer ist, so verflüchtigt sich eine groſse Menge Ammoniak aus der Lösung, und
die hierbei gebundene Wärme wird dem vom Evaporator eingeschlossenen Refrigerator
J entzogen, in welchen man ein oder mehrere Gefäſse
mit in Eis umzuwandelndem Wasser gestellt hat.
Die am Boden des Evaporators H angesammelte verdünnte
und stark abgekühlte Ammoniaklösung wird durch das Rohr J nach dem Schlangenrohr F im Abkühlbehälter
E und von da durch das Rohr L zum Einlaſsschieber B der Pumpe A geleitet.
Eine weitere Neuerung an Absorptionsmaschinen ist von Woodhult Condict jun. und Thomas Rose vorgeschlagen worden (D. R. P. Nr.
34277 vom 17. December 1884). Ueber diese in jüngster Zeit patentirte, höchst
beachtenswerthe Neuerung ist aus der Patentschrift nachstehendes zu entnehmen:
Der Apparat (Fig. 7
a bis c) besteht aus folgenden Theilen:
1) Einer Gaspumpe P; 2) einem Behälter K; 3) einer Röhre m, durch
welche das Gas aus der Pumpe in den Behälter K gedrückt
wird; diese Röhre ist mit Absperrhähnen x und y versehen; 4) der Vacuumkammer I und einer Röhre t, welche die Verbindung
zwischen der ersteren und der Einlaſskammer der Pumpe herstellt; 5) einer unter oder
neben der Vacuumkammer I liegenden Pumpe H, deren Einlaſskammer mit I in Verbindung steht; 6) einem Absorptionsgefäſs A, mit welchem der Behälter K durch eine
Röhre a in Verbindung steht: 7) einem
Nebenabsorptionsgefäſs B, welches dem ersteren ähnlich
ist, mit diesem durch eine Röhre n verbunden ist; 8)
einer Kühlkammer W, welche ein System von Kühlröhren
enthält und auf verschiedene Weise construirt sein kann (in der Zeichnung ist nur
ein Theil der Kammer W dargestellt); 9) einer Röhre e, durch welche die Pumpe H die von der Vacuumkammer hergeleitete Kühllösung in die Röhren der
Kühlkammer preſst. Diese letzteren bilden eine Fortsetzung der Röhre e1 der erschöpften
Flüssigkeit; 10) einer Serie von Gefäſsen DD1
D2 und E, welche mit den Verbindungsröhren e2 verbreitete
Fortsetzungen der Röhre e1 bilden und eine Verbindung dieser letzteren mit dem Gefäſse herstellen;
11) einer Pumpe R, um die erschöpfte Flüssigkeit in das
Nebenabsorptionsgefäſs B zu drücken; 12) einer zweiten
Pumpe T, um die erschöpfte Flüssigkeit aus B in den Behälter K zu
drücken; 13) einer mit einem Absperr- oder Zuleitungshahn v versehenen Röhre s, welche die Verbindung
zwischen dem Hauptabsorptionsgefäſse A und der
Vacuumkammer herstellt und in ihrem weiteren Verlaufe in den verschiedenen Gefäſsen DD1
D2
D3 und E die Form einer Schlangenröhre annimmt.
Um die Maschine mit Ammoniak zu versehen, wird der Hahn y geschlossen und die Hähne xzv geöffnet;
hierauf wird die Pumpe P in Bewegung gesetzt, um aus
einem jeden Theile der Maschine die Luft durch eine an dem Hahn x angebrachte Nebenröhre x1 auszutreiben.
Wenn hierauf die Hähne z und v geschlossen werden und zeitweise eine Verbindung zwischen der Röhre I und einem eine passende Menge der Lösung enthaltenden
Gefäſse hergestellt wird, sobald der Absperrhahn dieser Röhre geöffnet ist, so wird
diese Lösung durch das Gefäſs E in die Maschine
gelangen und wird der Apparat hinreichend gefüllt sein, wenn die Lösung durch ein an
dem Absorptionsgefäſse angebrachtes Wasserstandsglas gesehen werden kann; der Hahn
der Röhre I kann nunmehr geschlossen werden.
Um den Apparat in Thätigkeit zu setzen, wird der Hahn x
geschlossen und die Hähne y und z geöffnet und der Spielhahn v so gestellt,
daſs das Quecksilber in einer an der Vacuumkammer I
angebrachten Glasröhre ungefähr 685mm Vacuum
anzeigt.
Die gesättigte Lösung wird in angemessener Menge durch die Röhre s und den Hahn v in die
Vacuumkammer geleitet. In dieser Kammer kommt die Lösung mittels der Röhre t unter den Einfluſs der Pumpe P, welche einen Theil Gas aus der Lösung zieht und die Temperatur der
zurückbleibenden Lösung auf fast 0° reducirt. Diese letztere wird von der Pumpe H durch ein geeignetes Röhrensystem in die Kühlkammer
W gedrückt und wird, wenn sie beim Durchgange durch
diese Röhren die erforderliche Wärmemenge absorbirt hat, zu einer erschöpften
Flüssigkeit, welche beim Verlassen der Kühlkammer durch die Röhre e1 in das
Absorptionsgefäſs A zurückkehren muſs, um hier wieder
mit Gas gesättigt zu werden, welch letzteres beständig aus der Pumpe P durch die Röhre m, dem
Behälter K und die bis fast auf den Boden des
Absorptionsgefäſses reichende Röhre a tritt.
Die erschöpfte Flüssigkeit, welche die Röhren der Kühlkammer durch die Röhre e1 verläſst, gelangt
auf Umwegen und in Windungen in das Absorptionsgefäſs, denn die Gefäſse DD1
D2
D3 und E sind in Wirklichkeit nur Fortsetzungen der Röhre e1 und stets mit
erschöpfter Flüssigkeit angefüllt, welche beim Verlassen des Gefäſses E durch die Pumpe R in das
Nebenabsorptionsgefäſs B gedrückt wird, wo sie
theilweise mit Gas aus der Pumpe O gesättigt wird, ehe
sie in das Absorptionsgefäſs A tritt, wo die
vollständige Sättigung erfolgt.
Weiter soll noch eine von Osenbrück vorgeschlagene
Absorptionsmaschine erwähnt werden, welche demselben unter dem D. R. P. Nr. 37762
vom 27. August 1885 patentirt wurde.
Um einen ökonomischen, gesicherten, und wirksameren Betrieb für die
Absorptionsmaschinen zu erreichen, wendet Osenbrück
Glycerin, welches bei
niedriger Temperatur mit Ammoniak gesättigt ist, als Absorptionsflüssigkeit an.
Diese Benutzung kann in zweierlei Weise geschehen:
a) Entweder dadurch, daſs der flüchtige Körper zunächst durch Destillation und
darauffolgende Condensation aus der von Osenbrück
angegebenen Lösung verflüssigt und zunächst durch Kälteerzeugung unter einer über
Atmosphärendruck liegenden entsprechenden Spannung verdampft wird, hierauf in dem
Cylinder einer Dampfmaschine eine seiner Spannkraft und Menge entsprechende
mechanische Arbeit verrichtet und endlich wieder zur Absorption gebracht wird.
b) Durch direkte Verwendung der Spannung des in dem Destillirkessel und der
Glycerinlösung abgeschiedenen Ammoniakgases in dem Cylinder einer Dampfmaschine zur
Arbeitsleistung und hierauf folgenden Absorption.
Für den ersten Fall a wird zwischen das Ausmündungsrohr der Verdampferröhren des
Generators einer Ammoniakabsorptionsmaschine und dem Absorptionsgefäſse derselben
eine Dampfmaschine derartig eingeschaltet, daſs die aus den Verdampfungsröhren
entweichenden Ammoniakdämpfe zunächst in dem Cylinder der Dampfmaschine durch
Expansion eine mechanische Arbeit verrichten, ehe sie in das Absorptionsgefäſs
entweichen. Fig.
8 stellt schematisch eine derartige maschinelle Anlage dar.
Für den Fall b ist eine Maschine erforderlich, wie solche in Fig. 9 Taf. 2 schematisch
dargestellt ist und zwar bedeutet A einen irgendwie
gestalteten und in irgend einer Weise erwärmten Druckerzeuger zur Aufnahme und
Trennung der Glycerinammoniaklösung, B den
Betriebscylinder bezieh. die Betriebscylinder irgend einer
Dampfmaschinenconstruction, C ein irgendwie
gestaltetes, geschlossenes Absorptionsgefäſs, in dem sich ammoniakärmeres Glycerin
als in dem Druckerzeuger A befindet, in welches das
Auspuffrohr des oder der Betriebscylinder der Dampfmaschine B zweckentsprechend eintaucht, um die erkalteten, expandirenden Gase zur
Absorption zu bringen. Zur Aufnahme und Abführung der Absorptionswärme erhält das
Gefäſs eine geeignete Wasserkühlungsvorrichtung D, ein
(oder mehrere) mit dem Absorptionsgefäſse C oben durch
das Rohr y communicirendes geschlossenes
Absorptionsgefäſs, in dem (oder in denen) die Absorptionsflüssigkeit durch direktes
Verdampfen von flüssigem, wasserfreiem Ammoniak in dem Rohrsysteme Z auf die erforderlich niedrigere Temperatur als die
des Brunnenwassers gebracht wird. S ist eine Saug- und
Druckpumpe, welche die kalte gesättigte Glycerinammoniaklösung in das innere Rohr
des Wärmeaustauschapparates F und von diesem in den
Druckerzeuger A zurücktreibt. Die durch Abtreiben von
Ammoniak wärmer gewordene heiſse Glycerinammoniaklösung aus dem Druckerzeuger wird
durch eine mechanische Vorrichtung in dem Maſse aus dem Druckerzeuger durch das Rohr 1 in die äuſsere Mantelung des Wärmeaustauschapparates
F abgelassen, als dem Druckerzeuger gesättigte
Glycerinammoniaklösung durch die Pumpe S zugeführt
wird. Da jede Wärmeabgabe durch die äuſsere Mantelung des Wärmeaustauschapparates an
die Atmosphäre durch sorgsamste Umhüllung vermieden wird, ist selbstverständlich.
Die in dem Apparate F abgekühlte Lösung erfährt
eventuell noch in der Schlange H des Kühlapparates E eine Brunnenwasserkühlung, ehe sie durch das Rohr 2 dem Absorber C zugeführt
wird.
Ein neuer Destillirkessel für Absorptionsammoniakeismaschinen von A. Feldmann in Bremen (D. R. P. Nr. 45548 vom 14.
September 1884) ist in Fig. 10 dargestellt.
Der direkt erwärmte Theil der Ammoniakflüssigkeit füllt etwa ein Drittel des Kessels
A und wird durch eine Heizschlange B erhitzt. Darüber ist in dem Kessel ein besonderer
Behälter C eingebaut, welcher oben offen und am oberen
Rande mit einer Reihe von Löchern oder mit Randauszackungen versehen ist. Dicht über
dem Boden des Behälters mündet das die rectificirte Flüssigkeit von den
Rectificationstellern zuleitende Rohr b. Der obere
Theil des Kessels wird von dem Rectificator D
eingenommen.
Die mit Ammoniak gesättigte Flüssigkeit gelangt durch das Rohr d auf den oberen Teller des Rectificators, welcher
zweckmäſsig die bei Colonnenapparaten übliche Construction besitzt. Nachdem die
Flüssigkeit die einzelnen Teller in der Richtung der einfachen Pfeile passirt hat,
tritt sie durch ein oder mehrere Ueberlaufrohre b dicht
über dem Boden des Gefäſses C in dieses ein. In dem
Maſse, als durch das Rohr b rectificirte Flüssigkeit
zuströmt, flieſst dieselbe durch die feinen Löcher am oberen Ende des Behälters C aus, und sickert in fein zertheilter Schicht an der
äuſseren Wandung desselben herab. Bei diesem Herunterrieseln kommt die Flüssigkeit
in innige Berührung mit den von der direkt erhitzten Flüssigkeit zusammen mit dem
Ammoniak in der Richtung der Pfeile hochsteigenden Wasserdämpfen und gibt hierdurch
einen groſsen Theil ihres Ammoniaks ab, so daſs auf diese Weise etwa 30 bis 40 Proc.
von dem Ammoniak der Kesselfüllung abdestillirt und für die Erzeugung von Kälte
nutzbar gemacht werden kann.
Eine andere Absorptionskälteerzeugungsmaschine von Charles Tellier in Paris (D. R. P. Nr. 45779 vom 14.
April 1888) (Fig.
11) benutzt zur Entwickelung der Ammoniakdämpfe den Abdampf von
Dampfmaschinen oder irgend eine andere verlorene Wärmemenge und verwendet die
erzeugte Kälte in der möglichst ausgiebigen Weise für die Herstellung von Kühlwasser
und für die Abkühlung der angewendeten Ammoniaklösung.
Durch das Rohr A und das Rohrsystem D strömt der Abdampf einer Dampfmaschine in den mit
Ammoniaklösung angefüllten Condensationsverdampfapparat B. Die sich entwickelnden Ammoniakdämpfe sammeln sich im Kessel C und strömen durch die Rohre F des Refrigerators, durch das Rohr H und die
Rohre eines zweiten Refrigerators T, sowie das Rohr J in den Cylinder K eines
Motors. Sie treiben hier zu Folge ihrer Spannkraft den Kolben voran und dehnen sich
aus. Die hierdurch erzeugte Kälte theilt sich zunächst einer unfrierbaren
Flüssigkeit mit, welche sich in dem den Cylinder K
umgebenden Behälter L befindet. Derselbe communicirt
durch das Rohr O mit dem äuſseren, die Rohre V umgebenden Raume des Refrigerators P und weiter durch das Rohr R mit dem die Kammern s enthaltenden
Kühlkasten S. Dieser ist mit einem nach dem Behälter
L zurückführenden Ueberlaufrohre T versehen. Die Flüssigkeit wird aus dem Behälter L durch das Rohr O und die
Pumpe N angesaugt und durch den äuſseren Raum des
Refrigerators P nach dem Kühlkasten S gedrückt. Durch die inneren Rohre V des Refrigerators P
strömen die unmittelbar aus dem Cylinder K durch das
Rohr M kommenden kalten Abdämpfe und geben die ihnen
innewohnende Kälte an die durch die Rohre O und R streichende, die Rohre V
umgebende und nach dem Kühlkasten S strömende
unfrierbare Flüssigkeit ab. Behufs Ausnutzung der Kälte, welche die aus dem Cylinder
K ausströmenden Ammoniakdämpfe noch haben, nachdem
sie bereits im Refrigerator P einen Theil derselben
abgegeben, werden diese Dämpfe mittels des Rohres U
nach dem äuſseren, die Rohre des Refrigerators J
umgebenden Raume geleitet und aus dem letzteren durch das Rohr W und die Rohre Y eines
zur Erzeugung von Kühlwasser dienenden Refrigerators Z
nach dem Rohre c und durch dieses nach dem Saugkasten
f geführt, in welchem sie von einer Ammoniaklösung
absorbirt werden. Letztere dient zur Erneuerung und zum Ersätze des im Condensator
B verdampfenden und als Gas nach dem Cylinder
strömenden Ammoniaks. Zu diesem Zweck flieſst die Lösung aus dem Condensator durch
das Rohr l nach dem Refrigerator m, durchströmt dessen Rohre m1 und verläſst denselben durch das Rohr
n, welches die Flüssigkeit nach einem anderen
Refrigerator o leitet. Nachdem sie dessen Rohre o1 passirt hat, flieſst
die Ammoniaklösung durch das Rohr p und den
Schwimmerkasten i in den Saugkasten f. Die dortselbst durch Aufsaugen der aus dem Cylinder
K entweichenden Ammoniakdämpfe gesättigte Lösung
wird durch eine Pumpe aus dem Saugkasten gezogen und durch das Rohr u in den die Rohre mt
des Refrigerators m umgebenden Raum gedrückt. Aus
demselben gelangt die Flüssigkeit durch das Rohr W in
den Condensator B zurück.
Endlich ist eine Neuerung an Kühlmaschinen von Perkins
in Grays-Inn Road, England, bemerkenswerth, welche nach Fig. 12 folgende
Einrichtung zeigt.
Unterhalb der Decke des Raumes A, welcher gekühlt werden
soll, befinden sich geschlossene wagerechte Röhren C.
Von einem Ende jeder dieser Röhren geht ein Rohr D zu
einer oder mehreren Reihen wagerechter Röhren E, welche niedriger liegen als die
Röhren C. An den Röhren E
ist eine Anzahl kurzer, senkrechter Röhren F
angebracht, welche in die wagerechten Reihen G münden,
und zwar mit ihrem unteren Ende beiläufig in der Mitte derselben. Durch die Röhren
G sind Röhren von kleinerem Durchmesser gezogen,
deren Enden durch Röhren H1 mit den Enden eines Schlangenrohres H2 verbunden sind, das sich in einem Ofen I befindet. Die inneren Röhren von G, sowie die Röhren H1 und das Schlangenrohr H2 bilden ein geschlossenes System zur
Uebertragung der Wärme vom Ofen auf die in den Röhren G
enthaltene Lösung von Ammoniak. Das Ammoniakgas wird aus seiner Lösung mittels in
dem Ofen erwärmten, in dem geschlossenen Röhrensysteme circulirenden Wassers nach
den Röhren C ausgetrieben, in welchen es sich zur
Flüssigkeit condensirt. Jedoch ist die Einrichtung derart getroffen, daſs die Röhren
entweder einzeln nach einander oder alle gleichzeitig erwärmt werden können, wodurch
man einen continuirlichen oder einen unterbrochenen Betrieb führen kann. Damit das
vom Ammoniakgas nach C etwa mitgerissene Wasser in die
Röhren G zurückströmen kann, ist die Röhre K angeordnet.
Dadurch, daſs der Umgang des Wassers in einer einzelnen bezieh. allen Röhren, welche
durch die Röhren G gelegt sind, unterbrochen wird,
entsteht ein theilweises Vacuum in denselben in Folge ihrer Abkühlung: das in den
Röhren C condensirte Ammoniakgas hat daher Gelegenheit
zu verdunsten und durch diese Verdunstung den Raum A
abzukühlen.
(Fortsetzung folgt.)