Neuerungen auf dem Gebiete der Kühl- und Eismaschinen. Von Professor Alois Schwarz in M.-Ostrau. Neuerungen auf dem Gebiete der Kühl- und Eismaschinen. Seit den letzten Berichten über dieses Gebiet (Band 313, Heft 10, 11, 12 und 13, Seite 150, 161, 177 und 193) sind wesentliche Neuerungen auf dem Gebiete der Kälteindustrie nicht zu verzeichnen. Die Kälteindustrie erobert sich immer weitere Gebiete, und werden alljährlich viele hunderte von neuen Anlagen in den verschiedensten Zweigen der Nahrungsmittel- und chemischen Industrie zur Ausführung gebracht; es sind dies fast ausschliesslich Kompressions-Kühlmaschinen, welche bei renommierten Spezialfirmen zur Bestellung gelangen. Auch die Pariser Weltausstellung hat auf diesem Gebiete keine hervorragenderen Neuerungen zur Anschauung gebracht, wie wir dies in unserem diesbezüglichen Spezialberichte ausführlich erörterten. Nachstehend sollen nunmehr die in den Jahren 1899 bis Ende 1901 vorgeschlagenen und patentierten Neuerungen auf diesem Gebiete auszugsweise besprochen werden, worin wir die übliche Reihenfolge der Luftexpansions-Maschinen, Kaltdampfmaschinen, Absorptionsmaschinen und eigentlichen Eis- und Kühlapparate beibehalten. A. Luftexpansionsmaschinen. Auf die Erscheinung, dass die in der Natur vorkommenden Luftwirbel unter Umständen Eisbildung (Hagel) im Gefolge haben, stützt sich ein Verfahren zur Kälteerzeugung, auf welches T. K Brunn in Chemnitz unter No. 103242 ein deutsches Reichspatent erlangte. Steht ein Luftwirbel in seinem Zentrum unter der Saugwirkung eines aufstrebenden Luftstromes oder eines Ventilators, so kann der Fall eintreten, dass am Umfange des Wirbels die auf jedes Luftteilchen einwirkende Zentrifugalkraft der Saugwirkung nach dem Zentrum das Gleichgewicht hält. Sobald und solange dieses der Fall ist, wird die Luft am Umfange das Zentrum umkreisen, ohne sich demselben zu nähern. Anders verhält es sich mit dem Wasserdampfe, welcher etwa in der Luft enthalten ist; auf diesen hat die Zentrifugalkraft – wegen seines viel geringeren spezifischen Gewichtes – weniger Einfluss; es überwiegt somit die Saugkraft und der Wasserdampf kann ungehindert nach dem Zentrum expandieren, wo er weiter der Saugwirkung des aufstrebenden Luftstromes, beziehungsweise des Ventilators folgt. Der das Zentrum umkreisenden Luft wird somit konstant Wasserdampf entzogan, und dieselbe behält dadurch die Fähigkeit, auf Kosten ihrer Eigenwärme von neuem Wasser, welches regenartig die wirbelnde Luftmasse durchdringt, zu verdunsten. Die Anordnung ist aus Fig. 1 ersichtlich. Der Luftwirbel wird in dem Raume A mit Hilfe von Flügelrädern erzeugt; die Luft strömt in Spiralform langsam nach oben und kommt auf diesem Wege mit dem Wasser, welches durch Rohre oder Düsen b fein verteilt ausströmt, in innige Berührung. Die Saugwirkung im Zentrum des Wirbels wird mit Hilfe eines Ventilators c erzeugt; die gekühlte Luft sammelt sich in d, das gleichfalls gekühlte Wasser in e. Textabbildung Bd. 317, S. 735 Fig. 1. Luftexpansionsmaschine von Brunn. Eine Luftexpansions-Maschine, auf welche Thomas Cole und William Lawes Cole in London das deutsche Reichspatent No. 115503 erhielten, bildet einen doppelwandigen Expansionszylinder, bei welchem die gekühlte und komprimierte Luft durch einen spiralförmig zwischen den Wandungen des Zylinders verlaufenden Kanal hindurchgeht, in welchem die Luft sich ausdehnt und die aufgenommene Feuchtigkeit abgiebt. Da infolge der spiralförmigen Führung die Luft einen sehr langen Weg zwischen den Wandungen des Zylinders durchläuft, kühlt sie sich sehr stark ab und wird in hohem Grade getrocknet, wodurch die Bildung von Schnee oder Reif und das daraus sich ergebende Festsetzen der Ventile verhindert wird. Die sonst erforderliche häufige Reinigung der Maschine kann somit erheblich beschränkt werden. Eine Vorrichtung zum Kühlen von Luft mittels Compression, Abkühlung und darauf folgender Expansion ist dem Edgar Charles Thrupp in Walton on Thames (England) durch D. R. P. 115421 geschützt. Die Expansion der Luft soll in einer nach Art der Turbinen gebauten Kraftmaschine ausgeführt werden, welche mit grosser Geschwindigkeit läuft und äussere Arbeit verrichtet. Jede geeignete und wirksame Turbinenform kann hierzu verwendet werden, doch ist es wünschenswert, die Wellen- oder Spindellager und das Drucklager, falls ein solches vorhanden ist, in einiger Entfernung von dem Arbeitsraum anzuordnen, zu dem doppelten Zwecke, eine Reibung fester Flächen oder Schmiermittel nahe der kalten Luft zu vermeiden und ein Gefrieren des Oeles zu verhindern. Fig. 2 giebt die schematische Darstellung einer Luftexpansionsmaschine einfachster Art dar, bei welcher der Expansionszylinder durch eine Turbine ersetzt ist. A ist der Dampfzylinder, B der Kompressionszylinder, C ein gewöhnliches, in Wasser eintauchendes Luftkühlrohr oder Temperaturwechsler und E eine Turbine, die durch einen Strahl komprimierter Luft angetrieben wird, welcher nach Art des Wasserstrahles in einem Peltonrad auf eine Anzahl radialer Flügel einwirkt. Der komprimierte Teil der Luft geht zu einem Behälter F, und der gasförmige Teil entweicht durch ein Rohr G, geht durch den Temperaturwechsler D und kehrt dann zu dem Saugrohr H des Luftkompressors zurück, wobei er sich mit der bei I einströmenden frischen Luft mischt. Die mit grosser Geschwindigkeit rotierende Turbine E ist durch ein geeignetes Wechselgetriebe mit der Welle L verbunden, die ein Rad trägt, welches durch einen Riemen mit dem Schwungrad K der Luftkompressionsmaschine verbunden ist. Textabbildung Bd. 317, S. 735 Fig. 2. Schema der Expansionsmaschine von Thrupp. Die Vorrichtung von Frederick William Tannet-Walker in Hunslet (England) und Daniel Mc Gill in Petone (Neu-Seeland), D. R. P. No. 115671 bezweckt, bei Kältemaschinen, die durch Expansionskraft von Gasen und Dämpfen arbeiten, das im Ausdehnungszylinder durch Ausdehnung äusserst stark abgekühlte Gas im Ausdehnungszylinder selbst oder beim Austritt aus demselben, mit massig kalten Gasen, bezw. Dämpfen zu vermischen, die etwa schon zu Kühlzwecken gedient haben und daher wärmer geworden sind, um hierdurch den grossen Kälteverlust auf dem Wege vom Ausdehnungszylinder zur Kühlkammer zu verringern. In Fig. 3 ist die Vorrichtung im senkrechten Schnitt dargestellt. Das abgekühlte, zusammengepresste Gas wird dem Ausdehnungszylinder 6 durch das Rohr 46 und das gesteuerte Ventil 37 zugeleitet, während die massig kalten Gase und Dämpfe durch das Rohr 47 eintreten. Das Ventil 37 schliesst sich nach etwa einem Drittel des Hubes, so dass das Gas oder der Dampf dann nur durch Expansion wirkt; überdies sind die Drucke und Abmessungen so gewählt, dass der Druck des expandierenden Gases noch vor Beendigung des Kolbenhubes unter den Atmosphärendruck, bezw. den Druck im Rohre 47 sinkt. Sobald dies geschehen ist, wird das gesteuerte Ventil 38 geöffnet, und infolgedessen Gas oder Dampf aus Rohr 47 in das Innere des Zylinders 6 gesaugt, welches sich dort mit dem äusserst kalten, expandierten Gas oder Dampf vermischt, worauf diese hierdurch etwas wärmer gewordene Gasmenge durch das Rohr 48 zu jenem Raume strömt, in welchem es zu Kühlzwecken nutzbar gemacht werden soll. Es werden hierdurch die Kälteverluste im Rohr 48 bedeutend verringert. Will man grössere Mengen massig kalter Gase oder Dämpfe mit den äusserst kalten, expandierten Gasen oder Dämpfen aus dem Zylinder 6 vermischen, so empfiehlt es sich, die Rohre 47 und 48 durch eine Pumpe oder einen Ventilator zu verbinden, so dass Gas oder Dampf aus Rohr 47 unmittelbar nach Rohr 48 geleitet wird; der Einlass von massig kaltem Gas oder Dampf in den Zylinder 6 kann dann entfallen. Textabbildung Bd. 317, S. 735 Fig. 3. Vorrichtung von Tannet-Walker u. Mc Gill. Zur gleichzeitigen Erzeugung von Kälte und Betriebskraft haben Frederick William Tannett-Walker in Hunslet (England) und Daniel Mc Gill in Wellington (Neu-Seeland) die Luftexpansionsmaschine D. R. P. No. 110976 konstruiert. Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen jener bekannten Art, welche Luft oder ein anderes Gas zusammenpressen und nach Abkühlung unter Arbeitsverrichtung ausdehnen lassen. Sie bezweckt, die in den Arbeits- und Ausdehnungszylindern geleistete Arbeit unter gleichzeitiger, gleichmässiger Verteilung derselben dazu zu verwenden, die Zusammenpressung mit Hilfe von Kraftsammlern herbeizuführen. Wie die schematische Darstellung Fig. 4 zeigt, sind der Zusammendrückungs- und Ausdehnungszylinder 1 u. 2 einfach wirkend; ihre Kolbenstangen 9 und 10 sind mit einem Querkopfe 3 verbunden, welcher seinen Antrieb durch einen einfach wirkenden Dampf- oder anderen Zylinder oder durch zwei einfach wirkende Zylinder 4, einen Hochdruck- und einen Niederdruckzylinder, erhält, die zu verschiedenen Seiten des Zusammendrückungszylinders 1 angeordnet sind und entweder zusammen arbeiten, oder aber bei Gasmotoren, welche einen Arbeitshub für je zwei Umdrehungen machen, abwechselnd arbeiten. Auf einer Seite des Querkopfes 3, und zwar zweckmässig zu beiden Seiten des Ausdehnungszylinders 2, sind zwei hydraulische, mit einem Akkumulator 7 verbundene Zylinder 5 angeordnet, deren Kolbenstangen 8 am Querkopfe 3 angreifen. Während des Arbeitshubes der Zylinder 4 wird Luft in den Druckzylinder 1 gesaugt und ausgedehnte und abgekühlte Luft geht von einer Seite des Kolbens im Ausdehnungszylinder 2 zur anderen, zugleich wird von den Zylindern 5 Wasser durch das Rohr 6 in den Akkumulator 7 gedrückt und schliesslich tritt am Ende des Hubes aus der Kühl- und Trockenvorrichtung 21 zusammengedrückte Luft rechts in den Zylinder 2 ein. Die Ausdehnung dieser Luft und der Druck des Wassers im Akkumulator 7 auf die Kolben der Zylinder 5 bewirken den Rückhub. Hierbei wird Luft links im Zylinder 1 zusammengedrückt, die gegen Ende des Hubes durch das Rohr 20 in die übliche Kühl- und Trockeneinrichtung 21 gepresst wird. Zugleich wird mit Beginn des Rückhubes Luft durch das Rohr 18 aus der Kammer 19 rechts in den Zylinder 1 gedrückt, die nach etwa ⅛ des Rückhubes durch Expansion wirkt. Textabbildung Bd. 317, S. 736 Fig. 4. Schema der Maschine zur gleichzeitigen Erzeugung von Kälte und Betriebskraft von Tannet-Walker und Mc Gill. B. Kompressions-Kühlmaschinen. Eine neue Konstruktion von Kompressions-Kühlmaschinen, welche sich durch kompendiöse Anordnung auszeichnet, ist von Block angegeben (s. Fig. 5). Mit Ausnahme des Ammoniak-Vergasungskessels und des Eisbildners sind bei dieser Eismaschine alle Teile auf einer einzigen Grundplatte gruppiert, und zwar befindet sich auf einer Seite der mit Riemenantrieb ausgerüstete Kompressor a, auf der anderen Seite der Kondensator b mit eingebautem Verflüssiger, und zwischen beiden der Oel- bezw. Wasserabscheider c und der Verteiler d. Der Antrieb des Kompressors a erfolgt von einer beliebigen Kraftquelle aus durch die Riemenscheibe e2, wobei der Antriebsriemen e1 mittels der durch die Schraubvorrichtung f regulierbaren Spannrolle stets straff erhalten wird. Die vom Vergasungskessel kommenden, in den Kompressor a eintretenden Ammoniakdämpfe werden durch diesen und durch das Rohr h in den mit einer Rohrspirale ausgerüsteten Behälter c gepresst und hier von ihren Oel- bezw. Wasserbestandteilen geschieden. Die gereinigten Dämpfe gelangen dann durch das Rohr i in den Kondensator b, bezw. in dessen von Wasser umspülte Kühlrohrschlange k, in welcher sie kondensieren und sich teilweise schon hier, zum grössten Teil aber erst in dem in die Rohrschlange k eingebauten Zylinderbehälter l verflüssigen. Am Fusse des letzteren, diesen und den Kondensator durch das Rohr m verlassend, tritt das flüssige Ammoniak in den Verteiler d ein und gelangt von hier aus in genau regulierbaren Mengen durch das Rohr n in den Eisbildner. Das im Behälter c zurückbleibende Oel steigt durch das Rohr o in den Zylinder p (s. Fig. 6) der Schmierpumpe q, geht durch den Kolben r resp. dessen Füllnuten r1 in regulierbaren Mengen in den Kanal s1 (Fig. 7) des Kompressorzylinders s und gelangt so in diesen selbst. Der Zylinder s ist einfach wirkend und mit einem Klappenventilkolben ausgerüstet. Das durch die Stopfbüchse o 1 austretende Oel sammelt sich in der Schale t (Fig. 5), von wo es durch das Rohr t1 zur Pleuelstange u (Fig. 8) gelangt. Die Lagerschalen t4 der letzteren dürfen, da etwas Ammoniak im Oel stets zurückbleibt, nicht aus Bronze, welche von Ammoniak angegriffen wird, hergestellt sein. Textabbildung Bd. 317, S. 736 Fig. 5. Kompressions-Kühlmaschine von Block. Der Oel- bezw. Wasserabscheider besteht aus einem gusseisernen Behälter mit luftdicht aufgeschraubtem Deckel und ist am Boden vorteilhafterweise mit einem Wasserablassrohr ausgerüstet. Das Rohr i führt vom Abscheiderdeckel aus in die Kondensator-Rohrschlange k, welche das Ammoniak von oben nach unten durchströmt, umgekehrt wie das durch Rohr v eintretende, durch Rohr v1 aber wieder austretende Kühlwasser. Textabbildung Bd. 317, S. 736 Fig. 6. Schmierpumpe. Textabbildung Bd. 317, S. 736 Fig. 7. Kompressorzylinder. Von ganz eigenartiger Konstruktion ist der Verteiler d. Er besteht aus einer mit quadratischen, an zwei Seiten ein-, oben aber ausmündenden Kanälen x1 und x 2 (Fig. 9) versehenen Platte x, welche in der Mitte durch eine senkrecht stehende Welle w durchbrochen wird. Auf der Platte x rotiert der mit der Welle w verbundene Rundschieber w1, dessen Kanal w2 mit seiner Mündung am Boden mit den oberen Ausmündungen der Kanäle x1 und x2 korrespondiert. Textabbildung Bd. 317, S. 736 Fig. 8. Pleuelstange. Vom letzteren steht nun der eine mit dem vom Kondensator b kommenden Rohr m (Fig. 5), der andere mit dem nach dem Eisbildner führenden Rohr n in Verbindung, so dass bei Drehung des Schiebers w1 sein Kanal w2 nach seiner Füllung durch Rohr m nach einer Vierteldrehung seinen Inhalt ins Rohr u abgiebt, nach einer Dreivierteldrehung aber erst eine neue Ladung nieder aufnimmt. Das Volumen des Kanals w2 und somit seine jeweilige Füllung ist regulierbar durch einen Schraubstift w 3 im oberen Ende des Kanals w2. Die Drehbewegung des Schiebers w1 erfolgt durch den Antrieb der Welle w mittels eines konischen Rädergetriebes z resp. durch das mit der Achse z1 und der Achse der Riemenscheibe e2 verbundene Schraubenradgetriebe z2 (s. Fig. 5). Die Achse z1 veranlasst auch gleichzeitig die Bethätigung der Schmierpumpe q, deren Kolben r resp. deren Kolbenstange r2 durch die Kurbel y und den Doppelhebel y1 zwangläufig angehoben wird, dagegen selbstthätig infolge des Eigengewichtes wieder nach unten fällt. Textabbildung Bd. 317, S. 737 Fig. 9. Verteiler. Eine andere Kompressionspumpe für Kälteerzeugungs-Maschinen von L. Wepner konstruiert, ist in Fig. 10 dargestellt. Ihre Eigentümlichkeit besteht darin, dass die Längsachsen der Ventile a und b parallel zur Achse des Zylinders angeordnet sind. Der hierdurch entstehende grössere schädliche Raum e unterhalb der Ventile wird in der äussersten Stellung des Kolbens durch einen Winkelkanal d mit dem Saugraum f in Verbindung gebracht, so dass ein Druckausgleich stattfindet. Gleichzeitig wird durch den Winkelkanal d und das Rückschlagventil h dem Kolben und den Ventilen Schmiermaterial zugeführt. (Gebrauchsmust. No. 119634, W. 7838.) Textabbildung Bd. 317, S. 737 Fig. 10. Kompressionspumpe von Wepner. Die neue Konstruktion der Kühlmaschinen der Ideal Refrigerating and Manufacturing Co. Chicago (Fig. 11) besteht darin, dass der Kreuzkopf nicht direkt mittels einer Pleuelstange vom Kurbelzapfen angetrieben wird, sondern dass vom Kurbelzapfen aus mittels der Pleuelstange F zunächst ein Hebel G in Schwingungen versetzt wird, an dessen oberem Ende im Zapfen S die Pleuelstange angreift, welche den Kreuzkopf G1 bewegt. Textabbildung Bd. 317, S. 737 Fig. 11. Kühlmaschine der Ideal Refrigerating and Manufacturing Co., Chicago. Durch diese Anordnung wird am Ende des Hubes eine verlangsamte Bewegung des Kolbens erzielt, wodurch den Ventilen mehr Zeit gelassen wird sich zu schliessen, als wie bei der direkten Bethätigung des Kreuzkopfes durch die Pleuelstange vom Kurbelzapfen aus. Ob allerdings der dadurch erreichte Vorteil die wesentliche Komplikation des Bewegungsmechanismus rechtfertigt, erscheint sehr fraglich. (D. R. P. No. 106348.) Eine neue Hahnsteuerung an Kompressionspumpen ist von L. Wepner in Fürth vorgeschlagen. Der Ersatz der bei den Kompressoren gewöhnlich angewendeten Ventile durch Drehschieber soll hauptsächlich den Zweck haben, die Uebelstände zu vermeiden, welche durch den Bruch und das Hereinfallen eines Ventils in den Kompressor-Zylinder entstehen können. Bei der in Fig. 12–14 dargestellten Hahnsteuerung öffnet oder schliesst der Hahn a durch Drehung nach rechts oder links die Saugleitung b oder die Druckleitung c. Die Drehung wird durch ein Exzenter bewirkt. Textabbildung Bd. 317, S. 737 Hahnsteuerung an Kompressionspumpen von Wepner. Um Festsitzen des Hahnes zu vermeiden, ist die Konizität desselben sehr stark gewählt. Da die grössere Grundfläche des Hahnkegels nach dem Raum g zeigt, welcher mit dem Druckraum in Verbindung steht, wird der Hahn durch den Ueberdruck stetig auf seine Sitzfläche aufgepresst. Unterstützt wird diese Pressung durch die Feder i (Fig. 12). Die andere Seite des Hahngehäuses steht mit dem Raum m in Verbindung, von dem der Kanal n zum Saugkanal b führt. Die Stopfbüchsen stehen also nur unter Saugdruck und wird ausser dem etwa durch den Hahn durchtretendes Kältemittel vom Kompressor wieder eingesaugt. Textabbildung Bd. 317, S. 737 Fig. 15. Oelabscheider von Blum. Textabbildung Bd. 317, S. 737 Fig. 16. Kondensator an Eismaschinen. Die schädlichen Räume sind auf das kleinstmögliche Mass reduziert und ist ausserdem noch ein Druckausgleich durch im Zylinder eingeschnittene Rillen v hergestellt. (D. R.-P. 105229.) Der Oelabscheider für Kompressionsmaschinen von Emil Blum in Zürich (D. R.-P. 103543) ist so eingerichtet, dass das gesamte mit dem Gasstrom kommende Oel entweder wieder mit ersterem austritt und den Kreislauf des Gases durch die Maschine mitmacht oder aus der Maschine gezogen werden kann. Er bezweckt ferner durch Querschnittserweiterung Ruhe in den bewegten Gasstrom zu bringen, wodurch die Ventilstösse gedämpft werden. Erreicht wird dieser doppelte Zweck durch das Ueberlaufrohr b (Fig. 15). Das aus dem Gasstrom ausgeschiedene Oel kann nur den unteren Teil d des Oelabscheiders füllen und dann entweder durch den Hahn c abgelassen werden oder es läuft, wenn letzterer geschlossen bleibt, in das Rohr a über und wird dann von dem Gasstrom wieder mit fortgerissen. Der obere Teil des Oelabscheiders bleibt jedoch stets leer und dient daher dauernd als Windkessel. Ein Kondensator an Eismaschinen. Die unterer. 99887 für das deutsche Reich patentierte Konstruktion zeigt die Verwendung dünnblättriger Drahtgewebe oder durchlochter Platten als Kühlflächen zum Verdichten oder Abkühlen von Wasserdampf. Die Neuerung besteht darin, einen Kondensator von grosser Kühlfläche verhältnismässig klein zu gestalten, sowie ein bequemes und leichtes Auseinandernehmen behufs Reinigung und Auswechselung einzelner Teile zu ermöglichen. Fig. 16 zeigt den Schnitt eines derartigen Kondensators. Derselbe wird aus Platten a zusammengesetzt, welche aus Drahtgewebe bestehen. Dieselben werden durch Dichtungsringe b aus einem Wärmeschutzmittel von einander getrennt und mittels der Schrauben c zwischen den Endplatten d eingespannt, so dass die Platten a über die Dichtungsringe herausragen. Es entsteht somit ein dampfdichter Behälter, in welchem der Dampf durch das Einlassrohr f eintritt. Der Dampf trifft auf das Drahtgewebe a und kühlt sich hieran rasch ab, da die Platten a die Wärme von innen nach aussen leiten und die zwischen ihren herausragenden Teilen umlaufende Luft das Holzwerk kühl erhält. Das Rohr g dient zum Ablauf des Kondensator. (Fortsetzung folgt.)