Titel: | Neuerungen auf dem Gebiete der Eis- und Kühlmaschinen. |
Autor: | Alois Schwarz |
Fundstelle: | Band 301, Jahrgang 1896, S. 105 |
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Neuerungen auf dem Gebiete der Eis- und
Kühlmaschinen.
Von Prof. Alois Schwarz
in Mährisch-Ostrau.
Mit Abbildungen.
Neuerungen auf dem Gebiete der Eis- und Kühlmaschinen.
Seit unserem letzten Berichte über dieses Gebiet (1894 292
* 289) sind wieder eine grosse Zahl von neuen Constructionen von Kühlmaschinen und
einzelnen Theilen derselben zu verzeichnen; insbesondere sind es die
Compressionsmaschinen, welche die Aufmerksamkeit der Constructeure fast
ausschliesslich in Anspruch genommen haben und welche gegenwärtig fast
ausschliesslich in Verwendung stehen. Die eigentlichen Kaltluftmaschinen sind fast
gänzlich ausser Betrieb gekommen, und auch an den Absorptions- und den
Vacuumkühlmaschinen sind wesentliche Verbesserungen nicht vorgenommen worden.
I. Compressionsmaschinen.
Textabbildung Bd. 301, S. 105
Fig. 1.Kohlensäurekältemaschine von Frank und Stahl.
Die Kohlensäurekältemaschine von Frank und Stahl in
München (D. R. P. Nr. 83734) betrifft eine Kühlanlage, bei welcher die beim
Verflüchtigen der comprimirten Kohlensäure gebundene Wärme zur Kälteerzeugung
benutzt wird. Die Kohlensäure wird mittelst einer Saug- und Druckpumpe aus einem
Gasometer gesaugt und in den nach Art einer Kühlschlange angeordneten Condensator
gepresst, wo die beim Verdichten auftretende Wärme gleichzeitig durch Wasser von
niederer Temperatur aufgesaugt wird. – Von dem Condensator wird die verdichtete,
bezieh. flüssige Kohlensäure in den eigentlichen, die Schlangen für die zu kühlende
Flüssigkeit enthaltenden Kühlapparat (Refrigerator) abgelassen, wo sie sich
verflüchtigt, bezieh. verdampft und eine kühlende Wirkung hervorruft. Aus dem
Kühlapparat wird die Kohlensäure dann durch eine andere Saug- und Druckpumpe wieder
abgesaugt und zur weiteren Verwendung in gewöhnliche Kohlensäureflaschen oder in den
Condensator zurückgedrückt. Fig. 1 zeigt die
Seitenansicht der Kühlanlage. Durch die Saug- und Druckpumpe A wird die Kohlensäure aus dem Gassammler B
abgesaugt und in zwei mit einander in Verbindung stehende, in einem eisernen,
cylindrischen Gefäss angeordnete, schraubenförmig gewundene Rohrschlangen D (Condensator) gepresst. Um diese Rohrschlangen D läuft Kühlwasser von etwa 12 ° C., welches die durch
die Pumpe A erzeugte Wärme aufsaugt. Von der
Condensatorenschlange führt eine Leitung nach dem eigentlichen Kühlapparat G (Refrigerator), welche einen Hahn F zur Regelung des Zuflusses besitzt. In dem
Kühlapparat G ist eine Kühlschlange grösseren Kalibers
angeordnet, welche mit einer zweiten Saug- und Druckpumpe A1 in Verbindung steht.
Durch die letztere wird die Schlange ausgepumpt, so dass beim Oeffnen des Hahnes F die flüssige Kohlensäure übertritt, sich in der
Schlange verflüchtigt und deren Umgebung Wärme entzieht. Die durch Pumpe A1 aus der Schlange
abgesaugte Kohlensäure wird entweder unter Vermittelung einer Leitung in den
Condensator zurück- oder in bereitgehaltene Flaschen I
gedrückt; letzteres ist dadurch ermöglicht, dass aus dem Gassammler B stets neue Kohlensäure durch die Pumpe A angesaugt und in die Condensatorenschlange D hineingedrückt wird. Im Gassammler B ist stets gasförmige Kohlensäure in grosser Menge
vorhanden. Als mittelbare Verbindung der Condensatorrohrschlangen D dient ein Druckausgleicher, welcher den Zweck hat,
die Drucke in beiden Rohrschlangen auszugleichen.
Textabbildung Bd. 301, S. 105
Fig. 2.Verdichtungskältemaschine von Audiffren.
Die Verdichtungskältemaschine von M. Audiffren in
Grasse, Frankreich (D. R. P. Nr. 82314), besteht aus zwei linsenförmigen, luftdicht
geschlossenen, drehbaren Behältern, dem die Verdunstungsflüssigkeit (Ammoniak
u.s.w.) aufnehmenden, also die Kältekammer bildenden Behälter R (Fig. 2) und dem die
Saug- und Druckpumpe H enthaltenden Behälter C. Behälter C bildet
gleichzeitig die Verdichtungskammer für die mit Hilfe der Pumpe zum Verdunsten
gebrachte Flüssigkeit. R und C sind durch ein ihre Drehachse bildendes Rohr T luftdicht mit einander verbunden. Damit die Pumpe H während der Drehung der Behälter R und C arbeiten kann,
darf sie die Drehung derselben nicht mitmachen. Zu diesem Zwecke ist an die Arme BB ein in Fig. 2 nicht
dargestelltes Gewicht aufgehängt, während der Pumpenstiefel mit zwei Zapfen nn ausgestattet ist, welche in den Augen der am Gewicht
befestigten Lagerlappen k ruhen. Durch Drehung der
Kurbel M saugt die Pumpe H
die in dem Verdunstungsbehälter R vorhandenen Gase ab
und bringt hierdurch die in diesem Behälter befindliche Flüssigkeit zum lebhaften
Verdampfen. Die von der Pumpe aus R abgesaugten Gase
werden dann durch die Druckventile gg in den Behälter
C ausgestossen und hierdurch in diesem ein Druck
erzeugt, welcher wieder eine Condensation der aus R
abgesaugten Dämpfe bewirkt. Die sich in dem Verdunstungsbehälter R entwickelnde Kälte wird von dem Wasser in dem
Behälter D aufgenommen, während der Wasserbehälter E die bei der Verdichtung erzeugte Wärme aufnehmen
soll. Die Wirkung der Maschine hört auf, wenn alle Flüssigkeit in dem Behälter E verdunstet und in den Behälter C übergetreten ist. Eine selbsthätig wirkende
Vorrichtung öffnet und schliesst das Rohr F, durch
welches die Verdunstungsflüssigkeit in den Behälter R
zurückgedrückt wird.
Textabbildung Bd. 301, S. 106
Fig. 3.Ammoniakmaschine von Lebrun.
Die Ammoniakmaschine von Lebrun ist in Fig. 3 dargestellt. Der Compressor hat statt eines
doppelt wirkenden Kolbens zwei, einfach wirkende a,
welche mittels Schubkurbel angetrieben werden. Diese Schubkurbel mit der gekröpften
Welle liegt vollständig eingeschlossen in einem Gehäuse K, welches ganz mit Oel gefüllt ist. Dieses Oel soll einerseits zur
Abdichtung dienen, andererseits die bewegten Theile in vollkommenster Weise
schmieren. Die Welle tritt durch eine lange Stopfbüchse aus und ist diese leichter
dicht zu halten, als die einer hin und her gehenden Kolbenstange. Das Oel aus der
Kammer K tritt ausserdem zum Theil durch die
Undichtigkeiten des Kolbens vor denselben und füllt dann die schädlichen Räume
aus.
Auf der Kammer K ist ein Oelabscheider H montirt, durch den die Druckleitung zwecks
Abscheidens des mitgerissenen Oels geführt wird. Aus ihm wird dasselbe mittels
besonderen Hahns von Zeit zu Zeit in die Kammer K
abgelassen. Im Oelausscheider ist noch ein feines Drahtgewebe angebracht, welches
die letzten Reste des mitgerissenen Oels zurückhalten soll.
Der obere Theil der Kammer K communicirt mit der
Saugleitung, so dass in ihr immer nur Saugspannung herrscht.
Bei der Kühlmaschine System Naeyer ist der Condensator
(Fig. 4a) nach Art eines Röhrenvorwärmers
construirt. Die comprimirten Gase treten, vom Cylinder kommend, bei a in einen geschweissten Kessel A, welcher von eingezogenen Röhren, durch die das Kühlwasser aufsteigt,
durchzogen wird. Diese Art der Construction gestattet, eine viel grössere Kühlfläche
in einem kleinen Raum unterzubringen, als dies bei der gewöhnlichen Bauart mit
concentrisch in einander steckenden Schlangen möglich ist. Der Vortheil des
Rührwerkes geht allerdings dabei verloren.
Textabbildung Bd. 301, S. 106
Fig. 4a.Kühlmaschine, System Naeyer.
Textabbildung Bd. 301, S. 106
Fig. 4b.Stopfbüchse von Naeyer.
Die Stopfbüchse (Fig. 4b) ist zweitheilig. Am
Cylinderende befindet sich auf dem Grundring eine federnde Metallpackung, darauf
folgt eine Laterne, von der aus ein Verbindungsrohr nach der Saugleitung führt.
Nach aussen ist die Stopfbüchse sodann durch eine Anzahl Talcumschnüre und einen
Gummiring abgedichtet.
Eine Verdunstungsflüssigkeit für Kältemaschinen, bestehend aus Schwefelkohlenstoff
mit Chloroform, hat M. Wanner in Yorktown (Vereinigte
Staaten) unter Nr. 80953 im Deutschen Reiche patentiren lassen. Die Erfindung
betrifft die Herstellung einer neuen Kühlflüssigkeit; der praktische Werth dieser
Erfindung soll in der Verhinderung oder Verzögerung des Verdickens oder gänzlichen
Erstarrens der flüchtigen Flüssigkeit bestehen, die in dem Verdunstungsverfahren in
dem Betriebe von Kühlvorrichtung und Eismaschine Anwendung finden, bezieh. in der
Regel der Verdunstungsschnelligkeit der flüchtigen Flüssigkeit. Es ist wesentlich,
dass die zu diesem Zwecke angewendete Flüssigkeit mit der flüchtigen Flüssigkeit
vollkommen mischbar ist. Der flüchtigen Flüssigkeit, nämlich dem
Schwefelkohlenstoff, wird Chloroform in dem Verhältnisse zugesetzt, dass auf je 9
Thl. Schwefelkohlenstoff 1 Thl. Chloroform kommt. Die so erzeugte Mischung wird
einer starken Luftströmung oder einem Vacuum der Verdunstung ausgesetzt. Die Dünste
werden in einem geeigneten Apparate condensirt und wieder zur Verdunstung zum Vacuum
zurückgeführt. Zwecks Regelung der Verdampfung oder der Verzögerung derselben im
Betriebe von Kühlanlagen, wo es mehr auf eine beständige als auf eine niedrige
Temperatur ankommt, wird dem Schwefelkohlenstoff Chlorbenzol beigemischt in dem
Verhältniss von 1 Thl. zu 9 Thl. Schwefelkohlenstoff. Diese Verhältnisse können je
nach beabsichtigter Wirkung geändert werden.
Textabbildung Bd. 301, S. 106
Fig. 5.Compressor von Pieper.
Ein Compressor mit zweistufiger Compression und Abdichtung der Kolbenstange für beide
Compressionscylinder (D. R. P. Nr. 70930) von C. Pieper
in Berlin hat folgende Einrichtung: Der zweite Compressionscylinder B (Fig. 5) besitzt mit
dem ersten Compressionscylinder A dieselbe
Kolbenstange. Die beiden mittleren Stopfbüchsen ab sind
zu einer die verlängerte Kolbenstange von der Atmosphäre abschliessenden
Zwischenbüchse vereinigt, zum Zweck, die beiden Kolbenstangenbüchsen ab zu entlasten. Die Zwischenbüchse kann auch in der
Weise ausgeführt sein, dass beide Cylinder mit Stopfbüchsen versehen sind, deren
verlängerte Brillen teleskopartig in einander greifen, so dass die Packung ein
Nachziehen und Verpacken der Stopfbüchsen gestattet. Der Compressor für Eis- und
Kälteerzeugungsmaschinen mit stufen weiser Compression in zwei Cylindern und
Zwischenkühlung durch die angesaugten Gase von L. Koch
in Nordhausen a. H. (D. R. P. Nr. 70202) hat folgende Construction: Die im ersten
Cylinder entstehende Compressionswärme wird durch die von den Gefrierstellen
zurückkehrenden expandirten Gase aufgenommen, indem die comprimirten Gase in einen
Kühler gedrückt werden, der mit einer beliebigen Anzahl innen liegender Röhren
versehen ist, welche von den zurückkehrenden expandirten Gasen durchströmt werden.
In die zum Kühler führende Leitung für die zurückkehrenden expandirten Gase ist ein
Rohr für die
nach den Gefrierstellen strömenden comprimirten Gase, welche den Condensator
durchlaufen haben, eingelegt, zum Zwecke, eine Erwärmung der Gase zu verhindern.
Bei dem Condensations- bezieh. Verdampfungsapparat für Kälteerzeugungsmaschinen von
R. Bau in Strassburg (D. R. P. Nr. 73736) vollzieht
sich die Verflüssigung in den Condensatoren und die Verdampfung in den Verdampfern
in stählernen Flaschen a ohne irgend welche Löthstelle;
eine Anzahl dieser stählernen, aus einem Stück hergestellten Flaschen a (Fig. 6) ist an ein
Sammelrohr mit zwei Längskammern bf angeschlossen. Soll
der Apparat als Condensator wirken, so werden die zu verflüssigenden Gase durch den
Compressor in das Sammelrohr b gedrückt und gelangen in
die Flaschen a, welche vom Wasser umgeben sind. Die
condensirten Dämpfe setzen sich am Boden der Flaschen nieder und werden durch die in
die Flaschen eingetauchten Röhren h in den engen
Längskanal f geführt, der sich im Inneren des grossen
Sammelrohres b hinzieht. – Soll der Apparat als
Verdampfer wirken, so wird die flüchtige Flüssigkeit in den Kanal f eingeführt und gelangt durch die Röhren h auf den Grund der Flasche a. Die Verdampfung der Flüssigkeit findet in den Flaschen a statt, welche in die Flüssigkeit eingetaucht sind,
deren Temperatur vermindert werden soll. Die Gase steigen durch Stutzen in das
grosse Sammelrohr b; aus diesem saugt der Compressor
durch den weiten Stutzen c die entwickelten Dämpfe
an.
Textabbildung Bd. 301, S. 107
Fig. 6.Kälteerzeugungsmaschine von Rau.
Eine Vorrichtung zur Regelung der Einspritzmenge bei Eis- und
Kälteerzeugungsmaschinen ist von Sterne und Murray in
Glasgow construirt worden (D. R. P. Nr. 66830 vom 18. Mai 1892). Zur Regelung der
Einspritzmenge in den Expansionsapparat bei mit flüchtiger Flüssigkeit arbeitenden
Eis- und Kälteerzeugungsmaschinen ist eine mit der Saugleitung des Compressors in
Verbindung stehende Kammer durch eine federnde Platte abgeschlossen, welche mittels
Hebelwerk auf das Einspritzventil derartig wirkt, dass bei Druckabänderungen in der
Saugleitung ein Verstellen desselben stattfindet.
Die Steuerung der Expansionscylinderventile an Compressionsmaschinen durch den
Compressordruck, auf welche H. Lorenz in Zürich unter
Nr. 70674 im Deutschen Reiche ein Patent genommen hat, beruht auf der Bethätigung
der Ein- und Austrittsventile des Expansionscylinders durch den veränderlichen Druck
im Compressionscylinder, wobei der ganze Process sich in einem Cylinder derart
vollzieht, dass eine (vordere) Kolbenseite als Expansionscylinder, die andere
(hintere) dagegen als Compressionscylinder dient. Zu diesem Zweck sind die Ein- und
Austrittsventile mit Hilfskolben verbunden, welche ihren Antrieb zum Schliessen
bezieh. Oeffnen der Ventile durch den auf eine Kolbenseite wirkenden veränderlichen
Druck im Innern des Compressorcylinders erhalten.
Aus Doppelrohren bestehende Verdampferröhren (D. R. P.
Nr. 62333; Zusatz zum Patente Nr. 49562) werden von J. L.
Seyboth in München angewendet. Statt des gleichzeitigen Verschlusses
der Verdampferröhren durch den äusseren Rohrflansch und Führungskonus des
Hauptpatentes wird die Verbindung der Verdampferröhren mm (Fig. 7) mittels Muffen ii nebst Gegenmuffen kk
und Dichtungsringen ll bewirkt. Umschlossen werden die
Röhren mm durch das weite Rohr n. Statt des geraden inneren Rohres kann auch ein aus einem Stück
bestehendes und von einem weiteren Cylinder umgebenes Schlangenrohr genommen werden,
wobei der schädliche Raum durch ein cylindrisches oder anders geformtes Kernstück
ausgefüllt ist. Die Benutzung des letzteren Apparates zur Condensation der aus der
verdampften Flüssigkeit gebildeten Gase bildet ebenfalls einen Patentanspruch.
Textabbildung Bd. 301, S. 107
Fig. 7.Verdampferröhren von Seyboth.
Eine Vorrichtung zum Fortschaffen der an den
Dichtungsstellen von Compressionsmaschinen verstreichenden Gase (D. R. P. Nr. 65531
vom 7. Mai 1892) ist von der Sürther Maschinenfabrik in
Sürth bei Köln ausgeführt. Um die bei Compressionsmaschinen durch Dichtungsstellen,
vor allem durch die Stopfbüchsen, entweichenden Gase aufzufangen und der Saugleitung
des Compressors zuzuführen, ist Behälter a (Fig. 8) durch Leitung b
mit den Stopfbüchsen verbunden und nimmt die aus denselben entweichende Gasmenge
auf, so dass die in a befindliche Flüssigkeit durch
Tauchrohr c in den oberhalb befindlichen Behälter d gepresst wird. Beim Steigen der Flüssigkeit in d wird auch Ballon e durch
Leitung k gefüllt und zwar so lange, bis er die
Gegenwirkung des Gewichtes f überwindet. Sinkt nun
Ballon e herab, so wird die zwischen ihm und g gespannte Schnur das Segment h nach unten drehen und in Folge dessen einen Dreiwegehahn I derart umsteuern, dass der Sammelbehälter a mit der Saugleitung des Compressors in Verbindung
tritt. Der Dreiwegehahn I wird so lange seine
umgesteuerte Stellung behalten, bis in Folge der Absaugung des Gases aus dem
Sammelbehälter a die Flüssigkeit aus dem Behälter
wieder herabsinkt und somit auch aus dem Ballon e
wieder in die Höhe zieht. Damit h nicht ruckweise
wirkt, ist dasselbe mit einer kleinen Luftpumpe K in
Verbindung gebracht, welche die Stösse dämpft.
Textabbildung Bd. 301, S. 107
Fig. 8.Compressionsmaschine der Sürther Maschinenfabrik.
Textabbildung Bd. 301, S. 107
Fig. 9.Stopfbuchse von Sedlacek.
Die Stopfbüchse mit mehreren Kammern für Compressoren von Eis- und
Kälteerzeugungsmaschinen von J. Sedlacek (D. R. P. Nr.
77119) ist in mehrere gegen einander mittels Manchetten abgedichtete Kammern
eingetheilt, zu dem Zweck, Gasverluste und die durch lange Packung entstehende Kolbenstangenreibung möglichst zu vermeiden. In der am meisten nach innen
gelegenen Kammer, welche mittels Ventiles V (Fig. 9) mit der Saugleitung S in Verbindung steht, kann sich jeweilig eine durch das Ventil V bestimmte grössere Spannung als die Saugspannung
halten, welche gegen den Compressionsdruck im Cylinder abzudichten hat. Der Druck
nimmt in den folgenden Kammern immer mehr ab, wobei jedoch eine Kammer gegen die
andere nur eine geringe Druckdifferenz aufweist, so dass die einfache Manchette
statt der sonst üblichen langen Metall- und Baumwollpackungen zur sicheren
Abdichtung genügend ist.
Textabbildung Bd. 301, S. 108
Fig. 9a.Compressor von Sedlacek.
Der Compressor mit Einrichtung zur Ausnutzung der von
dem Condensator zum Verdampfer strömenden Gase von Sedlacek hat folgende Einrichtung: Eine im Compressionscylinder
angebrachte Scheidewand A (Fig. 9a) bildet zwischen sich und einem Doppelkolben KK zwei cylindrische Räume EE, in denen die durch Rohr d und die
gesteuerten Ventile ee abwechselnd eintretenden
Condensatorgase zur Unterstützung der Betriebsmaschine des Compressors durch
Expansion wirken. Dann erst werden Condensatorgase durch die gesteuerten Ventile gg und f in den
Refrigerator abgelassen. Die aus dem Refrigerator durch Rohr rr und Ventile a abgesaugten Gase dagegen
werden abwechselnd in den zwischen den Cylinderdeckeln bb, nachdem sie sich in dem Cylindermantel c
abgekühlt haben, nach dem Condensator abgelassen.
Textabbildung Bd. 301, S. 108
Fig. 10.Stopfbüchse für Kältemaschinen von Stein.
Die Stopfbüchse für Kältemaschinen, welche F. Stein in
Cannstatt unter Nr. 79878 patentirt ist, soll eine gute Abdichtung der Kolbenstange
und eine Kühlung, sowie ein Schmieren derselben ohne Anwendung von Oel ermöglichen.
Wie Fig. 10 zeigt, besitzt der die zwei Packungsräume
H und I von einander
trennende Boden F der Stopfbüchse E einen Hohlraum K zur
Aufnahme des für die Kühlung und Schmierung der Kolbenstange erforderlichen
flüssigen Ammoniaks. Der Hohlraum K, die sogen.
Laterne, steht durch eine in der Wandung des Gehäuses der Stopfbüchse seitlich
angebrachte Oeffnung und mittels eines Rohres mit der Druckleitung und durch das
Rohr P mit der Saugleitung der Maschine in Verbindung.
In die Druckleitung ist ein durch eine Saugleitung gekühlter Behälter eingeschaltet,
aus welchem das sich condensirende Ammoniak in den Hohlraum K der Stopfbüchse zugeführt wird.
Die Einrichtung zum Zurückführen der durch den Kolben und die Stopfbüchse
verstreichenden Gase in die Saug- bezieh. Druckleitung bei einfach wirkenden
Compressoren der „König Friedrich August-Hütte“ in Potschappel hat folgende
Construction (Fig. 11):
Textabbildung Bd. 301, S. 108
Fig. 11.Zurückführung für Gase von der König Friedrich
August-Hütte.
Die in der Kammer o der Stopfbüchse sich sammelnden Gase
werden durch Oelgefäss D hindurch mittels Rohrleitung
E und Saugventil v in
den Raum B zwischen dem Kolben K und der Stopfbüchse angesaugt und durch Druckventil w und Rohr h nach der
Saug- bezieh. Druckleitung des Compressors befördert, derart, dass dieser Raum durch
einzulassendes Oel regelbar ist und die Pumpe erst dann in Thätigkeit tritt, wenn
unter dem Saugventil v oder im Raum B selbst ein Druckzuwachs erfolgt.
Bei der in Amerika stark verbreiteten de la
Vergne-Kühlmaschine wird ein Verlust an Ammoniak dadurch verhindert, dass ein
ununterbrochener Strom bedeutender Oelmengen durch alle Stopfbüchsen, Cylinder und
Ventile strömt, diese Räume erfüllt und auf diese Weise vollkommen abdichtet; diese
Oelungen haben noch eine zweite wichtige Aufgabe, die bei der Compression
entstehende Wärme in sich aufzunehmen.
Textabbildung Bd. 301, S. 108
Fig. 12.Compressor der de la Vergne'schen Kühlmaschine.
Die Anordnung einer solchen Maschine mit doppelt wirkendem Compressor ist aus Fig. 12 ersichtlich. Die Dampfmaschine ist wagerecht
liegend, der Compressor senkrecht stehend, bei welcher Anordnung dem Dampfkolben die
grösstmögliche, dem Pumpenkolben eine möglichst geringe Geschwindigkeit zur
Erzielung des höchsten Compressionsdruckes gegeben werden kann.
Die Oelspeisepumpe, welche das Oel zur Ausfüllung aller Innenräume der
Maschine liefert, ist an die Pumpenkolbenstange mit Kurbel und Hebelverbindung
angehängt. Die Anordnung eines einfach wirkenden Compressors dieses Systems ist in
Fig. 13 dargestellt, während der Compressor in
Fig. 12 doppelt wirkend ist.
Unten am Cylinder sitzt ein Gehäuse mit zwei Austrittsventilen; beim Kolbenniedergang
sind in der Richtung gegen den Condensator zu entweder beide Ventile offen, oder
jedenfalls das untere, so lange nämlich im letzteren Falle der Kolben das obere
Ventil geschlossen hält.
Diese Einrichtung ist zu dem Zwecke getroffen, dass sämmtliches Gas aus dem Cylinder
entweichen kann, bevor das Oel austritt.
Sobald das untere Ventil durch den Kolben geschlossen wird, kommt das obere mit einer
ringförmigen Kammer in dem Kolben in Verbindung. Auf dem Boden dieser Kammer sind
Klappen, welche sich gleichzeitig öffnen, sobald sich alle Ausgänge aus der unteren
Kolbenfläche schliessen. Nun strömt alles Gas durch den Kolben; das Oel folgt nach,
so Fig. 13. dass kein Gas zurückbleiben kann.
Textabbildung Bd. 301, S. 109
Fig. 13.Compressor der de la Vergne'schen Kuhlmaschine.
Textabbildung Bd. 301, S. 109
Fig. 14.de la Vergne'sche Kühlmaschine.
In Fig 14 ist die Gesammtanlage einer de la
Vergne-Maschine abgebildet. Das Oel und comprimirte Gas strömt aus der
Compressionsmaschine A durch die Rohrleitung C in den Gasometer D; von
dort entweicht das Ammoniak durch die Gasleitung E in
den Condensator F, während das hocherwärmte Oel durch
das Rohr d in den Oelkühler getrieben wird und von
diesem Apparate durch die Leitung c, nachdem es noch
einen Oelfilter d1
passirt hat, zu seinen früheren Functionen zurückkehrt. Das comprimirte Ammoniakgas
reisst immer auf seinem Wege in den Condensator bestimmte Mengen Oel mit, die aus
dem flüssig gewordenen Ammoniak in der Scheidekammer K
abgesetzt werden.
Sowohl Condensator als Oelkühler werden durch stetig circulirendes Wasser gekühlt, so
dass durch die Leitung w frisches Wasser zuströmt und
das erwärmte Wasser durch w1 abläuft. Nach der Condensation in F, wobei
das comprimirte Gas in den Flüssigkeitszustand übertritt, strömt das nun
flüssige Ammoniak durch den Vorrathsbehälter i und die
Rohrleitung I und L, wobei
es, wie schon erwähnt, das Oel in K absetzt, zu den
Expansionsröhren N in der Kältekammer. In der Zeichnung
sind diese Röhren in der Form von Schlangenwindungen dargestellt, die aus Gussröhren
mit Wärme absorbirenden Rippen von grossem Durchmesser bestehen. Selbstverständlich
kann aber diese Expansionsvorrichtung in jeder anderen wirksamen Weise getroffen
werden.
Nächst den beschriebenen Kühlmaschinen System de la
Vergne sind in Amerika die nach System Case
gebauten Kühlmaschinen der Buffalo Refrigerating Machine
Company die verbreitetsten und häufigst eingeführten
Kälteerzeugungsmaschinen.
Textabbildung Bd. 301, S. 109
Fig. 15.Case's Kühlmaschine von der Buffalo Refrigerating Machine
Company.
Die besondere Construction der nach diesem System gebauten Maschinen besteht darin,
dass, während der Dampfcylinder bei den meisten Compressionskühlmaschinen an einer
Kurbelwelle wirkt, und von dieser aus die zur Compression erforderliche Arbeit
mittels besonderer Pleuelstange und Kreuzkopf auf den Compressor übertragen wird,
bei dieser Maschine beide Cylinder in eine Linie gelegt sind und mit einer beiden
gemeinsamen Kolbenstange arbeiten. Der Kreuzkopf, an welchem die beiden
Pleuelstangen angreifen, ist an der Kolbenstange aufgehängt, indem die Kolbenstangen
beider Cylinder je in einer Hälfte eines zusammengeschraubten Blocks befestigt sind,
welcher Block seinerseits in der Mitte des Kreuzkopfes mittels eines starken
Zapfens, der durch beide hindurchgeht, drehbar aufgehängt ist, was den Vortheil
einer in geringen Grenzen selbsthätigen Adjustirung für den Fall ungleichmässiger
Abnützung der Pleuelstangen bietet.
Die Dichtung der Kolbenstange wird bei dieser Maschine mittels langer Stopfbüchse und
drei Schichten Packung bewirkt; zwischen den einzelnen Schichten der Packung befinden sich zwei
durch eingeschobene Zwischenstücke erzeugte Kammern.
Die oberste Kammer steht mit der Saugrohrleitung, die untere mit dem Oelreservoir in
Verbindung, was zur Folge hat, dass etwa durch die obere Packungsschicht
entweichendes Gas sofort abgesaugt wird und die unteren beiden Packungsschichten nur
gegen den Druck der Saugleitung abzudichten haben. Die Verdampfung des Ammoniaks
erfolgt, wie bei den amerikanischen Kühlmaschinen zumeist, direct in Kühlröhren,
welche in den abzukühlenden Räumen aufgehängt sind, wodurch der Verdampfer zur
Abkühlung der Salzlösung entbehrlich und der Kühlwirkung ein grösserer Effect
gesichert wird.
Textabbildung Bd. 301, S. 110
Case's Kühlmaschine von der Buffalo Refrigerating Machine Company.
Fig. 15 bis 17 stellen eine sogen.
65-t-Kühlmaschine dar, d.h. eine Kältemaschine, deren Leistungsfähigkeit gleich ist
derjenigen von 65 t Eis bei Verwandlung in Wasser von 0°.
Der Compressionscylinder a (Fig. 15) ist aus feinkörnigem Gusseisen hergestellt und wird nach dem
Ausbohren einem Luftdrucke von 24 bis zu 33 at unterworfen, um ihn auf sein
Dichthalten zu probiren.
Die Ventile bb1, cc1 bestehen aus Stahl,
deren Gehäuse aus Stahlformguss.
Um ein geräuschloses Arbeiten der Ventile zu erzielen, haben die Führungsstifte d (Fig. 16a) derselben
Kolben (d1), welche in
kleinen Cylindern d2
arbeiten. Die Cylinderwandungen (d2) sind mit kleinen Bohrungen d3 versehen, durch die
das Gas in die Cylinder d2 eintreten kann. Der schnelle Schluss der Ventile erfolgt unter der
Einwirkung von Spiralfedern, welche über die oberen Theile der Stifte d hinweggeschoben sind; die Ventilgehäuse, welche gut
in die Wandung des Cylinders a resp. die beiden
Ventilkästen a1
eingeschliffen sind, werden durch Bügel und Schrauben an den Kästen a1 festgehalten.
Auch wurden die Ventile so am Cylinder a angeordnet,
dass zwei derselben (und zwar je ein Ein- und Auslassventil) auf den
aufgeschliffenen, oberen Cylinderdeckel sitzen; derselbe bildet an den betreffenden
Stellen gleichzeitig den Verbindungskanal zwischen beiden Kästen a1.
Die beiden anderen Ventile sitzen, das eine im rechten, das andere im linken Kasten
a1, fast unmittelbar über dem unteren
Cylinderdeckel.
Das Oel, welches zum Schmieren des Kolbens und dessen Stange dient, füllt eine Tasche
e von ringförmigem Querschnitt zwischen dem oberen
und dem unteren Theile der Stopfbüchsenpackung. Das Röhrchen 1 (Fig. 15) führt frisches Oel aus einem
Reservoir zu.
Diese sinnreich angeordnete Oelkammer dient gleichzeitig zur Verbesserung der
Abdichtung zwischen Compressorkolbenstange und Metallpackung. Der obere Theil der
nicht ganz gefüllten Kammer e steht durch ein Rohr 2 (Fig. 15) mit der
Saugleitung in Connex. Man vermag daher Gas, welches bei der Compressionsperiode im
Cylinder a etwa in die Oelkammer e eingetreten ist, leicht aus derselben abzusaugen. Das
zu comprimirende Gas strömt; durch das Rohr f zu und
wird abwechselnd durch die Ventile b1 bezieh. c1 in den Cylinder a
gesaugt. Die comprimirte Substanz entweicht abwechselnd durch die Ventile b und c in den Stutzen f1. Beide Stutzen ff1 sind durch Ventile
absperrbar. Ebenso kann ein Druckausgleich in beiden Rohrleitungen nach Oeffnen der
aus Fig. 16
ersichtlichen Ventile gg1 erfolgen. Letztere sind durch ein Rohr mit einander verbunden.
Ventilkästen a1 und
Cylinder a werden aussen durch gusseisernen Mantel o2 verdeckt. Derselbe
schliesst sich jedoch nicht fest an den Mantel a1 bezieh. Cylinder a
an, sondern befindet sich in einem gewissen Abstande von beiden. Der zwischen a, a1 und a2 verbleibende,
ringförmige Raum nimmt das Kühlwasser auf. Bohrungen ermöglichen den Uebertritt der
Kühlflüssigkeit in den hohl gegossenen, unteren Cylinderdeckel.
Naturgemäss müssen sämmtliche Ventilgehäuse, Rohranschlüsse u.s.w., welche durch den
Mantel a2 geführt sind,
auch gegen dessen Wandung gut abgedichtet werden. Das schon eingangs erwähnte
Oelreservoir befindet sich bei h (Fig. 17).
Der Compressionscylinder steht auf einem kräftigen Gussgestell, welches in seinem
Inneren den Dampfcylinder mit den Steuerungsmechanismen und die Gleitbahn für die
schmiedeeiserne Traverse i trägt.
Die Construction derselben ist aus den Zeichnungen (Fig. 16 und 17) zur Genüge
ersichtlich. Die Traverse ist mit den beiden Kolbenstangen durch einen Zapfen
verbunden, um den sich die Traverse bei Längenungleichheit der Pleuelstangen drehen
kann.
Die Dampfvertheilung bewirkt eine Präcisionssteuerung System Still. Die Steuerung ist aus der bekannten Wheelock-Steuerung
hervorgegangen. An jedem Cylinderende befinden sich je ein Auslasschieber l und ein Einlasschieber l1. Dieselben wurden gleich den zugehörigen Gleitbahnen als Gitterschieber
ausgeführt; auch sind je zwei solche Schieber (l und
l1) in einen gemeinsamen Schieberkörper eingepasst.
Es sind also nur zwei solcher Körper m vorhanden, von
denen jeder sauber in die an der betreffenden Stelle entsprechend konisch
ausgebohrte Wandung des Dampfcylinders eingeschliffen ist. Jeder Schieberkörper m trägt an seinem äusseren Ende sämmtliche zu den
beiden in ihn eingesetzten Schiebern ll1 gehörigen Bewegungsmechanismen. Auch bildet der
Schieberkörper gleichzeitig den Durchlasskanal für den ein- bezieh. ausströmenden
Dampf. Ferner sind die beiden Drehkörper m so am
Cylinder angeordnet, dass ein gemeinsamer Dampfzuleitungskanal u (Fig. 17) beiden den
frischen Dampf aus dem Rohre u1 (Fig. 16) zuführt. Ein
gleichfalls für beide Schieber gemeinsamer Kanal v
(Fig. 17) leitet
den Auspuffdampf nach dem Rohr v1. Die beiden Kanäle u
und v sind als flache Kästen direct an den Cylinder
angegossen und dort, wo die Rohre u1 und v1 angeschlossen werden sollen, entsprechend mit
Flanschen versehen. Die Details der Schieber sind aus den Fig. 17 bis 17a ersichtlich. Die Schieber haben eine geradlinige,
hin und her gehende Bewegung, erzeugt durch Curvenkanäle m1 in einem von dem Excenter in
oscillirende Bewegung versetzten Ring n (Fig. 16). Dieser Ring
befindet sich an dem äusseren Ende jedes Schieberkörpers m. Die Schieberstangen sind mit Gleitbacken verbunden, auf denen
Stiftschrauben angebracht sind. An diesen befinden sich konische Rollen o, welche genau den Curvenkanälen m1 des Ringes n angepasst sind.
Textabbildung Bd. 301, S. 111
Case's Kühlmaschine von der Buffalo Refrigerating Machine Company.
Der Auslasschieber l enthält, da er dauernd mit der
Gleitbacke verbunden ist, eine positive und directe Bewegung. Der Einlasschieber t1 ist durch eine auf
der Gleitbacke befindliche Sperrklinke p mit der
Schieberstange des Einlasschiebers verbunden. Die Functionen der Klinke ähneln
derjenigen an den Corlis-Steuerungen, jedoch ist die Ausführungsform der
vorliegenden Klinken sehr verschieden von jener. Die Auslösung der Klinke erfolgt
durch einen kleinen Hebelarm q (Fig. 17b), dessen eines
Ende drehbar mit dem Curvenringe verbunden ist und sich mit diesem bewegt. Am losen
Ende des Hebels sitzt eine Rolle q1, welche auf dem vom Regulator beeinflussten
Regulirringe r gleitet. Letzterer ist an einer
bestimmten Stelle mit einer abgerundeten Nase r1 versehen; wenn nun die Rolle diese Stelle trifft,
so wird der Hebelarm gehoben und dadurch auch das Ausheben der Sperrklinke
hervorgerufen. Nach vollendetem Ausheben der Klinke wird der Schieber durch den auf
die Schieberstangenfläche wirksamen Dampfdruck rasch und unter Mitwirkung des
Luftpuffers s (Fig. 17a)
auch geräuschlos in seine Schlusslage zurückgebracht.
Textabbildung Bd. 301, S. 111
Fig. 17a.Case's Kühlmaschine von der Buffalo Refrigerating Machine
Company.
Der Regulirring n bewegt sich vollständig ohne
Schleifen, und mittels Verrücken desselben durch den Regulator werden die
Füllungsgrenzen nach Bedarf gelindert. Des weiteren ist jeder Ring mit einer
Sicherheitsvorrichtung versehen, welche, im Falle der Regulatorriemen zerreissen
sollte, die Klinke des Dampfschiebers aushakt und so denselben geschlossen
erhält.
Die Uebertragung der Regulatoreinwirkung auf die Ringe n
erfolgt durch den Hebelmechanismus z1 (Fig. 17) und das
Zahnsegment z. Die Zähne dieses letzteren greifen in
diejenigen des Ringes auf dem oberen Schieber m. Ein
Gewicht, welches auf einem Hebel sitzt, der auf die Drehachse des Segmentes z gekeilt ist, balancirt das Gewicht der Stangen z1z2 aus, von denen
letztere die erhaltene Bewegung auf den Ring des unteren Schiebers überträgt.
Amerikanische Ammoniakdruckventile.
Von einem guten Druckventile verlangt man eine genaue und leichte Einstellung und
vollkommenes Dichthalten, wenn geschlossen.
Diese Bedingungen werden von dem de la Vergne'schen
Ventile (besser Hahn) in vollem Umfange erfüllt. Die genaue und leichte Einstellung
desselben wird durch die Anwendung von Schnecke und Schneckenrad, sowie seiner
dreieckigen Ausschlussöffnung erreicht. Eine Spiralfeder presst das Küken auf seinen
Sitz.
Das in Fig. 18
gezeichnete Ventil ist aus Gusseisen gefertigt. Der Ventilteller a hat oben und unten je einen ringförmigen Ausschnitt
a1, der mit Zinn
oder einem anderen weichen Metall, welches von Ammoniak nicht angegriffen wird,
ausgefüttert ist. Ein geringes Anpressen des Ventiltellers an den oberen bezieh.
unteren Ventilsitz genügt zur Erzielung einer guten Abdichtung. Diese Construction erlaubt nach
Abnützung eine Erneuerung des Weichmetalls. Durch Hinaufschrauben des Ventiltellers
a lässt sich eine Dichtung nach oben erzielen, und
es kann während des Antriebes eine neue Asbestschnurpackung in die Stopfbüchse b eingesetzt werden, ohne dass Luft in das Ventil ein-
oder Gas aus demselben ausströmen kann. Dieses Ventil wird von der Ice and Cold Machine Co., St. Louis, Mo., auch noch an
anderen Theilen der Kühlmaschinen als Absperrventil angewendet und zeigt sich gerade
dort der eben angedeutete Vortheil als sehr werthvoll, da man beim Auswechseln der
Packungen nichtgezwungen ist, die Maschine zu stoppen.
Textabbildung Bd. 301, S. 112
de la Vergne's Ammoniakdruckventil.
Fig. 19 zeigt das Ventil
der Frick Co. in Waynesboro, Pa., Nordamerika. Hier
sind Gehäuse und Spindel von Stahl, alles Uebrige von Guss. Als Stopfbüchsenpackung
dienen Asbestringe.
Das in Fig. 20 skizzirte
gusseiserne Ventil dürfte als Muster gerade nicht hingestellt werden. Bei demselben
ist die Ueberwurfsmutter a aus schmiedbarem Guss, die
Stopfbüchse c aus Gusseisen und auch der Spindelaufsatz
aus Guss gefertigt. Die schmiedeeiserne Spindel wird durch Asbestschnüre b abgedichtet. Ein Gummiring dichtet das Ventilgehäuse
gegen den Spindelaufsatz ab.
Die Verbindung der Ammoniakleitungsröhren mit den Ventilen erfolgt auf verschiedene
Art.
So taucht die de la Vergne Refrigerating Machine Co. in
New York das Rohrende in geschmolzenes Zinn, schraubt eine Flansche an und befestigt
dieselbe mit Schrauben an das Ventil. Eine Bleischeibe dient als Dichtungsmittel
zwischen den Flanschen. Die Flansche am Rohre hat am Rücken eine Nuthe. Diese wird
mit Zinn ausgegossen und dasselbe alsdann festgehämmert, so dass die Schraube
vollständig eingebettet ist. Um eine gute Verbindung zwischen Zinn und Flansche zu
haben, fertigt man letztere aus schmiedbarem Guss.
Die Frick Co. benutzt ein kürzeres Verfahren. Das
Rohrende wird mit einem Gemisch aus Bleiglätte und Glycerin bestrichen und in das
Ventil geschraubt. Dieses Gemisch trocknet dann und dichtet vollständig ab. Haben
nun beide Theile gut und scharf geschnittene Gewinde, so ist nicht die geringste
Gefahr des Leckens zu befürchten. Das eben beschriebene Verfahren wird auch von
einigen anderen Fabriken angewendet; wieder andere bringen, wie dies Fig. 18 zeigt,
Stopfbüchsen an den Röhren an. Es wird dann ein Gummiring c durch eine Brille mit einem sechseckigen Kopfe in die Büchse und damit
auch an die Pfeife gedrückt, und so eine zweite Abdichtung erzielt. Bei dem
Frick-Ventile dient das doppelschwere ½zöllige Rohr, dessen Ende zugespitzt ist, als
Ventilsitz.
(Schluss folgt.)