XXXVIII. Die Eisbereitungs-Maschine in Truman's Brauerei; construirt von Gebr. Siebe, Ingenieure in London. Im Auszuge aus Engineering, November 1868. S. 483. Mit einer Abbildung auf Tab. V. Siebe's Eisbereitungs-Maschine in Truman's Brauerei zu London. Vor kurzer Zeit wurde in der Truman'schen Brauerei zu London eine Maschine aufgestellt, welche den Zweck hat, sowohl Eis in großen Massen zu bereiten, als auch, je nachdem es die Umstände erfordern, zur Abkühlung von Wasser benutzt zu werden. Die Maschine ist von Gebrüder Siebe (in Lambeth bei London) construirt, und hat mit Ausnahme einiger Modificationen fast ganz dieselbe Einrichtung wie jene, welche von D. Siebe nach dem Harrison'schen Systeme schon früher construirt wurde und auf der Londoner Welt-Ausstellung im Jahre 1862 die besondere Aufmerksamkeit auf sich gelenkt hatte. Aus der damals in diesem Journale hierüber gegebenen BeschreibungPolytechn. Journal, 1863, Bd. CLXVIII S. 434. wissen wir, daß das Princip, auf welchem der Siebe'sche Eiserzeugungsapparat beruht, darin besteht, im luftverdünnten und fast luftleeren Raume eine Aethermasse zur Verdampfung zu dringen und hierbei die dazu nöthige Verdampfungswärme einer Flüssigkeit zu entziehen, welche während der Operation in ihrem abgekühlten Zustande beständig die Wassergefäße umspült, deren Inhalt in Eis verwandelt werden soll. Dort wurde auch unter Anderem gezeigt, wie der in dem Recipienten gebildete Aetherdampf in ein als Kondensator wirkendes Kühlgefäß übergeführt und in den flüssigen Zustand verwandelt werden kann, um von da aus zur wiederholten Benutzung in den Recipienten zurückgeführt werden zu können. Obgleich aus der dort gegebenen Beschreibung die Einrichtung der Siebe'schen Eiserzeugungsmaschine ersichtlich ist, so kann dennoch die vorliegende Abbildung, Fig. 29, welche den Apparat von der Vorderseite darstellt, einige wichtige Ergänzungen erkennen lassen. Wir entnehmen daher dem interessanten Berichte unserer Quelle das Wesentliche, um auch über den jetzt sich herausstellenden Nutzeffect die schon früher in diesem Journale mitgetheilten DatenUeber die Kosten der Eisproduction mittelst der Siebe'schen Maschine etc. wurden im polytechn. Journal, 1866, Bd. CLXXXII S. 245 einige Mittheilungen gemacht. in ergänzender Weise bestätigen zu können. Von den drei Hauptbestandtheilen, aus welchen die Maschine zusammengesetzt ist, ist vor Allem die Einrichtung der Luftpumpe bei A, der mit letzterer als Recipient in Communication stehende Abkühler (refrigerator), welcher bekanntlich zur Aufnahme des zu verdampfenden Aethers wie ein Röhrenkessel im Inneren ausgestattet ist, bei B, der Condensations-Apparat bei C angedeutet, während der Behälter, in welchem die Eisbildung vor sich geht und in welchem aus dem Abkühler B die erkaltete gesättigte Kochsalzlösung fortwährend circuliren kann, bei D angedeutet ist. Wird die Maschine bloß zum Abkühlen von Wasser verwendet, so ist jene Salzlösung, da diese direct durch das Wasser ersetzt wird, unnöthig. Diese Flüssigkeiten können durch passend angeordnete Canäle um das Röhrensystem, in welchem der Aether enthalten ist, circuliren. Der beim Evacuiren sich bildende Aetherdampf wird vom oberen Ende des Abkühlers aus direct zum Condensator geführt, wo er theils durch das Kühlwasser, welches das Schlangenrohr umgibt, theils aber durch die starke Compression, welche hierbei stattfindet, wieder wasserförmig gemacht wird, um durch eine Röhre am unteren Ende des Abkühlers wieder nach diesem zurückgeführt zu werden. Die Luftpumpe der Maschine – nämlich der Stiefel derselben – hat einen Durchmesser von 20 (engl.) Zoll und einen Kolbenhub von 37 Zoll; sie wird durch eine Hochdruckdampfmaschine von etwa 15 Pferdekräften in Thätigkeit gesetzt, welche 40 doppelte Kolbenspiele per Minute macht. Die Luftpumpe ist so angeordnet, daß der schädliche Raum fast ganz beseitigt ist; die lange Barometerprobe steigt (bei einem gewöhnlichen Recipienten) bis zu 29 Zoll Quecksilberdruck, während beim Verdampfen von Aether bei der Eisbereitung eine solche Barometerprobe, welche mit dem Abkühler in Communication steht, im Durchschnitte die Höhe der Quecksilbersäule von 26 Zoll zeigt; beim Abkühlen von Wasser steigt die Barometerprobe nur bis zu 20 Zoll. Bei der Eisbereitung nimmt also der Aetherdampf eine weit niederere Temperatur an als bei der Abkühlung von Wasser, da in letzterem Falle die Expansivkraft der Aetherdämpfe geringer ist als im ersteren. Die Kochsalzlösung, welche durch den Abkühler und die Eiszellen passirt, wird bei der Eisbereitung so weit abgekühlt, daß sie eine Temperatur von 10 bis 18° F. (– 12 2/9° bis – 7 8/9° C.) annimmt; beim Abkühlen von Wasser geht die Temperaturerniedrigung bis zu 39° oder 40° F. (im Mittel also bis zu etwa 4° C.). Der Druck im Condensator der in Rede stehenden Eismaschine kann je nach den herrschenden Umständen zwischen 2 bis 3 Pfd. per Quadratzoll variiren; derselbe würde vermutlich ganz verschwinden, namentlich bei der Eisbereitung, wenn ein hinreichender Vorrath von Kühlwasser beständig vorhanden wäre. Durch einen so geringen Druck wird übrigens die Leistungsfähigkeit der Maschine nicht beeinträchtigt, es wird eben ein Theil der Arbeit der Luftpumpe – welche einerseits evacuirt, andererseits aber comprimirt – aufgewendet werden müssen, um jenen Druck bei der Kondensation des Aethers zu überwinden. Als ein wesentlicher Vortheil der Siebe'schen Maschine anderen Eiserzeugungs- oder Abkühlungsmaschinen gegenüber mag hervorgehoben werden, daß bei derselben kein Theil des Apparates einem Drucke unterworfen ist, der den luftdichten Verschluß, sowie die Construction überhaupt irgendwie alteriren könnte, da der Druck im Condensator ohnehin sehr gering ist, der im Abkühler durch die Spannkraft der Aetherdämpfe aber erzeugte, wie wir oben gesehen haben, niemals den Druck einer Atmosphäre erreicht; bei Verwendung von anderen leicht verflüchtigbaren Flüssigkeiten aber, wie z.B. von Ammoniakgas, kann der Druck allerdings ein sehr beträchtlicher werden. Unter jenen Umständen ist es also nicht schwierig, die Apparate so anzuordnen, daß weder ein Entweichen des Aethers, noch sonst eine Beschädigung der Verbindungen der einzelnen Theile zu Stande kommt. Jedoch ist es nothwendig, die Stopfbüchse der Kolbenstange, sowie die Klappen beständig durch Begießen mit kaltem Wasser abzukühlen, da die durch die Compression der Aetherdämpfe frei werdende Wärme sehr beträchtlich ist. Es wurde oben erwähnt, daß wenn die Maschine bloß zum Abkühlen von Wasser verwendet wird, letzteres beständig durch den Refrigerator passirt und im abgekühlten Zustande ausströmt. Sollte nun unter diesen Umständen die continuirliche Circulation des abzukühlenden Wassers in irgend einem Augenblicke zufällig unterbrochen werden, so könnte der Unfall eintreten, daß, wenn die Maschine in Thätigkeit bleibt, das Wasser zum Gefrieren käme, was natürlich unter Anderem auch eine Beschädigung des Apparates zur Folge haben müßte. Um einem derartigen Unfall zu begegnen, hat King – Ingenieur der Truman'schen Brauerei – eine eigene Sicherheitsvorrichtung an der Siebe'schen Eismaschine angebracht. An der Seite des Wasserbehälters, in welchen das abgekühlte Wasser von der Maschine gebracht wird, befindet sich das Lager eines Hebels, der an seinem inneren Arme (nämlich innerhalb des Wasserbehälters) eine Schale von Kupfer trägt, die am Boden mit einer verstellbaren Oeffnung versehen ist; mittelst einer Rolle ist an dem äußeren Hebelarm ein Gewicht angehängt, während das freie Ende dieses Armes beim Sinken gegen die Sperr- oder Arretirungsvorrichtung zweier stark tönenden Wecker einwirken kann, von welchen der eine in dem Local der Eismaschine selbst, der andere in dem angrenzenden Local aufgestellt ist, wo die Dampfmaschine sich befindet. So lange nun die Circulation des Wassers nicht unterbrochen ist, fließt dasselbe durch die Kupferschale, erhält letztere im angefüllten Zustande, und es wird so dem am anderen Ende des Hebels angebrachten Gewichte in der Art das Gleichgewicht gehalten, daß der Hebel eine horizontale Lage annimmt. Sollte aber der Wasserstrom unterbrochen werden, so würde sich das Kupfergefäß, welches am Boden eine Oeffnung hat, nach und nach entleeren, der Gleichgewichtszustand am Hebel würde gestört seyn, und das äußere Hebelende würde dann herabfallen und durch das nachsinkende Gegengewicht mit so starker Kraft gegen den genannten Arretirungsarm einwirken, daß derselbe ausgelöst und die beiden Wecker in Thätigkeit versetzt werden müßten. Diese dem Principe nach hier angegebene Sicherheitsvorrichtung gegen das Gefrieren des abzukühlenden Wassers soll ihrem Zwecke ganz entsprechen. Bei der Eisbereitung wird, wie bekannt, eine stark concentrirte Kochsalzlösung verwendet, welche während ihrer Abkühlung durch die nach vorn geneigten Eiströge strömen muß, um die in letzteren befindlichen Wasserbüchsen abzukühlen. Diese Eiströge sind lange, hölzerne Gefäße von 21 Zoll Weite und 2 Fuß Tiefe; jeder derselben ist mit hölzernen Büchsen versehen, welche zur Aufnahme von sehr dünnwandigen flachen kupfernen Gefäßen bestimmt sind, in denen das Wasser zum Gefrieren kommen soll. Diese kupfernen Eisgefäße sind im Inneren nicht ganz parallelepipedisch, sondern ihre Querschnitte nehmen von oben nach unten etwas ab, so daß die Eisblöcke fast keilartig (obeliskenförmig) werden. Die abkühlende Salzlauge durchströmt die frei gelassenen Zwischenräume zwischen den Eisbüchsen und zwar insbesondere längs der oberen Abtheilung der Eiströge, während die unteren Abtheilungen mittelst einer Schraube von unten nach oben gehoben werden können. Hat sich das Wasser in den Büchsen der oberen Abtheilung in Eis verwandelt, so werden die Eisbüchsen herausgenommen, die unteren Abtheilungen mittelst der Schraube nach oben an die Stelle der vorigen gerückt, und von unten dagegen andere mit Wasser gefüllte Büchsen wieder eingesetzt. Aus den hölzernen Eisbüchsen, welche herausgenommen wurden, werden die mit Eis gefüllten Kupfergefäße ausgelöst und letztere sodann während einer kurzen Zeit in heißes Wasser getaucht, damit der Eisblock aus jedem Gefäße leicht herausfällt. Während der ganzen Operation muß dafür gesorgt werden, daß die abkühlende Salzlauge, wenn dieselbe alle Büchsen der oberen Abtheilung umströmt hat, am unteren Ende der Eiströge, wo sie wieder eine Temperatur von 0° C. hat, entfernt und zum Refrigerator zurückgepumpt werde. Um die Aufnahme von Wärme aus der umgebenden Luft von Seiten der Eiströge zu verhindern, ist jeder Trog seiner ganzen Länge nach mit einem gut anschließenden hölzernen Deckel versehen. Der Zufluß der abkühlenden Salzlauge durch die oberen Abtheilungen der Eiströge kann mittelst eines Hahnes verhindert werden, während die oberen Büchsen herausgenommen und die unteren nachgeschoben werden. Eine weitläufige Erörterung widmet unsere Quelle der Leistungsfähigkeit der Siebe'schen Eismaschine, sowohl für den Fall wo sie zur Eisbereitung, als auch für den Fall wo sie zum Abkühlen von Wasser verwendet wird. In beiden Fällen stellen sich bei jenen Betrachtungen, denen einige Experimente zu Grunde gelegt werden, sehr günstige Nutzeffecte heraus; namentlich aber zeigt es sich, daß es ökonomischer sey, das Wasser mittelst der genannten Maschine abzukühlen, als zuerst das Eis zu erzeugen und dann mittelst des letzteren das Wasser abzukühlen. Um zu sehen, wie unsere Quelle zu diesen Resultaten gelangt, soll aus ihren Betrachtungen Einiges hier hervorgehoben werden. Bekanntlich wird, wenn 1 Pfund Eis von 32° F. in Wasser von 32° verwandelt werden soll, ebenso viel Wärme nothwendig seyn, wie um 142,4 Pfd. Wasser von 32° F. auf 33° zu erwärmen, und ebenso werden 142,4 Wärme-Einheiten frei, wenn Wasser von 32° F. in Eis von dieser Temperatur übergeht. Bei Eis von niedererer Temperatur als 32° F. wird unter sonst gleichen Umständen etwa nur die Hälfte der Wärme frei, und umgekehrt wird bei der Temperaturerhöhung von Eis unter 32° F. nur etwa die Hälfte der Wärme-Einheiten nöthig seyn, wenn dasselbe um 1° F. erwärmt werden soll, da die specifische Wärme des Eises 0,504 ist, jene des Wassers = 1 angenommen. – King hat jüngst zwei vergleichende Versuche angestellt, bei welchen Wasser durch Eis abgekühlt wurde; bei dem einen wurde das Eis aus der Wenham Lake Company, beim anderen durch die Siebe'sche Maschine geliefert. In beiden Fällen wurden durch 4 Ctr. Eis 18 Tonnen Wasser von 61° F. auf 51° F., also um 10° F. abgekühlt. In diesem Falle hätte also jedes Pfund Eis 161,4 Wärme-Einheiten absorbirt, und von den 4 Ctrn. wurden also 72307 Wärme-Einheiten aufgenommen. Andererseits würden 18 Tonnen Wasser beim Abkühlen um 10° F. 58800 Wärme-Einheiten abgeben. Es geht also hieraus hervor, daß die verbrauchte Eismenge der abgekühlten Wasserquantität nicht aequivalent war, und daß folglich mehr als 13500 Wärme-Einheiten aus der umgebenden Atmosphäre etc. beim Schmelzen des Eises verwendet wurden. Die Eis- und Abkühlungsmaschine in der Truman'schen Brauerei kann in 24 Stunden 6 Tonnen Eis, also bei gleichförmigem Gange 5 Centner Eis per Stunde erzeugen; vergleicht man dieses Resultat mit dem erwähnten Versuche, bei welchem durch 4 Centner Eis nur 18 Tonnen Wasser um 10° F. abgekühlt wurden, so sieht man, daß die Siebe'sche Maschine in dem Zustande, in welchem sie Eis bereitet, 22 1/2 Tonnen Wasser um 10° F. oder 225 Tonnen um 1° F. per Stunde abzukühlen vermag. Durch die Eismaschine von Siebe können also 81000 Wärme-Einheiten absorbirt werden. Noch günstiger stellt sich die Leistungsfähigkeit der Maschine heraus, wenn sie nur zur Abkühlung von Wasser benutzt wird, welches bei den gewöhnlichen Refrigeratoren verwendet werden soll. Für diesen Fall hat King gefunden, daß man mittelst der Maschine stündlich 26 Tonnen Wasser um 23 1/2° F. (im Mittel) abkühlen, also 600 Tonnen um 1° F. erniedrigen kann; dieses Resultat ist aequivalent mit 219960 Wärme-Einheiten per Stunde, also 2,8 mal so groß wie jenes welches bei der Bereitung von Eis erhalten wird. Vermuthlich ist dieser bedeutende Unterschied darin zu suchen, daß bei der Eisbereitung einerseits viel Wärme aus der umgebenden Atmosphäre von dem Refrigerator und von den sogen. Eiströgen u.s.w. absorbirt wird, während andererseits bei der Herausnahme der Eisgefäße, durch das Eintauchen der letzteren in heißes Wasser u.s.w. nicht unbeträchtliche Verluste entstehen. Am Schlusse ihrer Erörterungen stellt unsere Quelle noch einige Betrachtungen auf, welche, wenn sie weit genug entwickelt worden wären, wohl auch über den Kostenpunkt, über den wir hier keine Angaben finden, einige Anhaltspunkte liefern könnten. Der Verfasser bemerkt unter Anderem, daß die oben gemachte Angabe über die Größe der Leistungsfähigkeit der als Motor benutzten Hochdruckdampfmaschine noch nicht als endgültig ermittelt worden sey. Hingegen haben die Beobachtungen bezüglich des Verbrauches an Kohlen herausgestellt, daß zum Betriebe der Eismaschine für jede Tonne Eis 4 1/2 Ctr. Kohlen nothwendig seyen. Vergleichende Indicatorversuche an der Dampfmaschine und andere hierher gehörige Elemente, dann exacte Beobachtungen bezüglich der abgekühlten Wasserquantität im Refrigerator und derjenigen zur Erhaltung einer constant niederen Temperatur im Kondensator etc. seyen vorläufig nicht vorhanden. – Obgleich der Ausdruck „Abkühlungsmaschine“ für den in Rede stehenden Apparat ganz geeignet sey, so müsse man doch zugeben, daß, streng genommen, die ganze Thätigkeit der Maschine darin bestehe, Wärme mittelst einer leicht verdampfenden Flüssigkeit von dein Refrigerator aus zu dem Condensator überzuführen, da hier gleichsam der Aether einen Schwamm repräsentire, welcher in das Wasser eines Gefäßes eingetaucht, in ein anderes Gefäß gebracht wird, um hier durch Ausdrücken sein Wasser wieder abzugeben. Wenn es möglich wäre, ohne Benutzung irgend einer Kraft, welche die Luftpumpe zu treiben hat, den Aetherdampf von dem Abkühler zum Condensator überzuführen, und wenn man ferner von den an den Gefäßen und den communicirenden Röhren etc. statthabenden Wärmeabsorptionen und Wärmestrahlungen etc. absehen dürfte, so müßte die ganze Wärme, welche bei der Eiserzeugung der Kochsalzlösung, bei der Wasserabkühlung dem Wasser entzogen wird, auf den Condensator übergeführt werden. In der Wirklichkeit werde, wie man weiß, dem Refrigerator und dem Eisapparate überhaupt Wärme aus der Atmosphäre zugeführt, während auf der entgegengesetzten Seite der Maschine, theils durch Strahlung, theils durch unmittelbare Mittheilung Wärmeverluste eintreten. Die auf beiden Seiten stattfindenden Vorgänge, welche man einerseits Kälte-, andererseits Wärmeverluste nennen könne, werden (wie der Verfasser annimmt) in ihrem Betrage einander nahezu gleich seyn und sollen dann, gegenseitig sich aufhebend, keine Einwirkung auf den Nutzeffect der Maschine haben. Unter solchen Umständen sey es daher angemessen zu fragen, ob nicht ein Theil der Arbeit des Motors selbst in Wärme verwandelt werde, die dem Condensator (als weiterer Nutzeffect) zugeführt werde, und welche man dann offenbar weiter nutzbar machen könnte, um (vielleicht durch Verwendung eines Theiles des Condensationswassers als Speisewasser für die Dampfmaschine) einen (nach der Meinung des Verfassers immer sehr beträchtlichen) Theil des Heizmateriales zu ersparen. Zum Ueberwinden der Reibung etc. werden zwar etwa 22 Procent der Arbeit aufgewendet, ebenso wird ein (großer) Theil der Wärme, welche die Kohlen entwickeln, zum Verdampfen des Wassers in der Dampfmaschine selbst verbraucht, aber immerhin sey das Wärmeaequivalent, welches einer Arbeit von 396000 Fußpfund per Minute (die von einer Maschine mit nur 12 Pferdekräften geleistet wird) entspricht, da diese Arbeit 514,2 Calorien per Minute, welche im Condensator entwickelt werden, ausmacht, groß genug, um eine solche Vermuthung aufstellen zu können. – Die weiteren Folgerungen, welche nun unsere Quelle vermöge dieser eben erwähnten Aufstellung macht, erscheinen uns (gelinde gesagt) viel zu unsicher, als daß wir es für nothwendig finden, dieselben hier zu verfolgen.