Titel: | Die Kühlmaschinen auf der Düsseldorfer Ausstellung. |
Autor: | Alois Schwarz |
Fundstelle: | Band 318, Jahrgang 1903, S. 406 |
Download: | XML |
Die Kühlmaschinen auf der Düsseldorfer
Ausstellung.
Von Prof. Alois Schwarz in
Mähr.-Ostrau.
(Schluss von S. 383 d. Bd.)
Die Kühlmaschinen auf der Düsseldorfer Ausstellung.
Die Firma Koch & Wellenstein, Ratingen, hatte
eine geschlossene Ammoniak-Kühlmaschine, nach den Patenten von George F. Knox gebaut, im Restaurant des Münchener
Bürgerbräu ausgestellt.
Textabbildung Bd. 318, S. 406
Fig. 10.
Textabbildung Bd. 318, S. 406
Fig. 11.
Diese sogenannte geschlossene Bauart ist aus Fig. 10
und 11 ersichtlich. Der Kondensator ist in einem
viereckigen gusseisernen Gehäuse untergebracht, welches gleichzeitig als Fundament
für die Maschine dient. Die Kompressoren sind auf dem Deckel dieses Gehäuses
montiert und zwar auf einem geschlossenen Kasten, in welchem sich der
Antriebsmechanismus befindet. Die Kurbelwelle mit aussen freisitzendem Schwungrad
und andererseits der Kurbelscheibe versehen, ist auf dem einen Ende an dem
Kondensatorkasten angebracht und treibt mittels der Pleuelstange einen Balanzier an,
der in dem Kasten unter den beiden Kompressoren sich befindet. Von diesem aus werden
die Kolben durch Kolbenstangen bewegt, welche innerhalb derselben mittels
Kugelgelenk befestigt sind. Kurbelwelle, Pleuelstange, Kurbel und Hauptlager für den
Balanzier befinden sich in einem geschlossenen Gehäuse, welches mit Oel halb gefüllt
ist, so dass sämtliche bewegten Teile dauernd in einem Oelbad laufen. Der Raum unter
den Kompressoren steht mit derSaugleitung in Verbindung, und ist die Stelle in
dem Gehäuse durch eine Stopfbüchse abgedichtet, in der sie eine oszillierende
Bewegung ausführt.
Textabbildung Bd. 318, S. 406
Fig. 12.
Das Patent der Maschine beruht auf einer Einrichtung zur Abscheidung von Oel und etwa
mitgerissenem flüssigen Ammoniak, darin bestehend, dass 2 Kammern rechts von dem
Kompressor angeordnet sind, deren eine für das angesaugte Ammoniak, die andere für
das komprimierte Ammoniak bestimmt ist. Beide sind durch eine Zwischenwand getrennt,
so dass ein Uebertritt der Wärme aus dem komprimierten in das angesaugte Ammoniak
stattfindet, wodurch einerseits eine Trocknung der angesaugten Dämpfe, andererseits
eine Kühlung der komprimierten Dämpfe erreicht werden soll, wodurch das Abscheiden
von Oel und mitgerissenem Ammoniak befördert werden soll. Die Kammer für das
komprimierte Ammoniak ragt ausserdem in das Kühlwasser des Kondensators hinein,
wodurch eine weitere Kühlung erzielt wird. Eine weitergehende Trocknung des
Ammoniaks soll nach dem D. R.-P. 118285 auch noch dadurch erzielt werden, dass die
aus dem Verdampfer angesaugten Dämpfe, wie in Fig. 12
dargestellt, durch eine im ' Kondensator angebrachte Rohrschlange R1 angesaugt
werden.
Diese Dämpfe nehmen aus dem Kondensatorwasser Wärme auf, wodurch sie getrocknet,
resp. überhitzt werden.
Textabbildung Bd. 318, S. 407
Fig. 13.
Textabbildung Bd. 318, S. 407
Fig. 14.
Auch bei der ausgeführten Konstruktion (Fig. 10 und
11) ist diese Einrichtung vorgesehen, indem das
Saugrohr zunächst in einer Windung durch den Kondensator geführt wird und dann erst
in die Saugabteilung der Trockenkammer eintritt.
Für den automatischen Antrieb der Maschine ist einRegulator angeordnet, dessen
patentierte Konstruktion aus Fig. 13 ersichtlich
ist.
Der Regulator oder Expansionsdruckregler ist ein Reduzierventil, welches nach
einmaliger Einstellung vollständig automatisch den Expansionsdruck regelt und sich
nach Stillstand der Maschine selbsttätig schliesst.
Das flüssige Ammoniak tritt, nachdem es mittels eines aus dem Refrigerator
zurückkommenden Rohres K vorgekühlt ist, den kleinen
Schmutzabscheider L passiert hat, durch das ⅜ zöllige
Rohr A in den Regulator ein, wo es durch die von der
Spindel C gebildete Oeffnung expandiert.
Die Spindel C steht mit dem Hebel D in Verbindung, und kann mittels der Spindel B, die in der Mitte auf den Hebel D wirkt, genau eingeteilt werden. Der andere Arm des
Hebels D ist durch ein Zwischenstück fest mit der
Stahlmembranplatte F verbunden, die wiederum mittels
einer Spindelschraube H mit Feder J einfürallemal eingestellt ist.
Der Arbeitsvorgang ist nun folgender:
Der flüssige Ammoniak tritt mit einem Drucke von 7 bis 9 Atm. in den Regulator ein,
expandiert dort und wird dort, je nach Einstellung der Spindel C auf gewünschten Druck reduziert und aufgesaugt.
Bei Stillstand der Maschine wird in den ersten Sekunden vielleicht noch etwas
Ammoniak expandiert; sobald aber infolgedessen der Niederdruck zu steigen beginnt,
wird die Membranplatte F nach oben gedrückt, was eine
Bewegung des Hebels D zur Folge hat und gleichzeitig
die Schliessung der Expansionsöffnung durch Herunterdrücken der Spindel C bewirkt.
Nachdem die Maschine wieder in Betrieb und einige Umdrehungen gemacht hat, hebt sich
die Spindel C wieder vollständig selbsttätig in
demselben Augenblick, wo der eingestellte Expansionsdruck wieder erreicht ist. Durch
Verstellung des Drehpunktes nach auf- oder abwärts kann die Wirkung der Vorrichtung
derart vermindert werden, dass für die Temperatur das gerade notwendige
Ammoniakquantum automatisch eingelassen wird. Es kann daher auch nach längerem
Stillstand die Maschine in Betrieb gesetzt werden, ohne dass ein Ventil an den
Ammoniakleitungen geöffnet werden muss, was für den Betrieb von kleineren
Kühlanlagen bei ungeübter Bedienung von grossem Werte ist.
Die Kälteakkumulatoren D. R.-P. No. 126185 sind insofern charakteristisch, als
sie in Form von Wellblech oder glatten Röhren einfach über die Expansionsrohre
geschoben und beiderseitig mittels Stopfbüchsen abgedichtet werden. Um nun eine
möglichst schnelle Abkühlung der im Innern befindlichen Chlormagnesiumlösung zu
bewirken, sind die Expansionsröhren excentrisch nach oben durchgeführt, wodurch eine
tatsächliche Zirkulation im Innern des Bassins stattfindet; denn die abgekühlte
Lösung sinkt zu Boden, während die wärmeren Partien nach oben steigen. Die
Einrichtung und Anordnung eines solchen Kälteakkumulators ist aus der Skizze (Fig. 14) S. 407 ersichtlich.
Auf der Ausstellung ist die Maschine in dem Restaurant des Münchener Bürgerbräu am
Panorama Caub aufgestellt, wo sie zur Kühlung des Bierkellers und des Vorratsraumes
für Lebensmittel verwandt wird. Die Uebertragung der Kälte in die Luft erfolgt in
diesen Räumen durch die erwähnten Verdampfrohre (Fig.
14), in denen das Ammoniak direkt verdampft und welche von
Salzwasserbehältern zur Aufspeicherung der Kälte umgeben sind. Die Disposition der
vorbeschriebenen Kühlanlagen ist in Fig. 15
dargestellt.
Textabbildung Bd. 318, S. 408
Fig. 15. a Bierrestaurant; Bierkühlraum; c Elektromotor; d Kühlmaschine; e
auszementierter Kanal für Verbindungsleitungen.
In der Molkerei Sanitas der Ausstellung Düsseldorf ist in einem besonderen Pavillon
der Firma C. Senssenbrenner in Düsseldorf-Oberkassel
eine Absorptions-Eis- und Kühlmaschine neuester Konstruktion, Patent und System August Osenbrück ausgestellt mit einer stündlichen
Leistung von 12000 Kalorien oder 100 kg Eis i. d. Stunde. Eine Dampfmaschine von
etwa 5 PS treibt die Molkereimaschine an. Der Abdampf dieser Dampfmaschine dient zur
Beheizung des Isolierkessels der Kühlmaschine und an direkter
Betriebskraftwerden etwa ½ PS gebraucht. Der Arbeitsvorgang ist der bei den
Absorptionsmaschinen übliche mit dem Unterschiede, dass die Bedienung eine besondere
Aufmerksamkeit nicht erfordert, weil die Maschine sich selbst reguliert. Zur
Beheizung wird kein direkter Dampf erfordert. Wie die ausgestellte Maschine zeigt,
ist die Aufstellungsmöglichkeit überall da gegeben, wo Abdampf vorhanden ist und
werden in der Regel für eine stündliche Leistung von je 100 kg Eis oder 12000
Kalorien etwa 70 kg am Abdampf gebraucht. Der überschüssige Abdampf geht bei der
ausgestellten Maschine durch eine Heizschlange im Warmwasserbassin, wärmt das in der
Molkerei nötige Spülwasser an und wird vollständig kondensiert. Die erzeugte Kälte
wird benutzt zur Milchkühlung auf dem Berieselungskühler, zur Kühlung des
Butterlagers, zur Erzeugung von gefrorener; Milch, zu Speiseeis (Vanilleeis etc.)
und zu gewöhnlichem Blockeis. Gegendruck erfährt die Dampfmaschine nicht, was durch
eine Abdampfleitung (Zweigleitung) ins Freie bewiesen wird. Trotzdem nämlich das ins
Freie führende Ventil der Abdampfleitung geöffnet wird, strömt kein Abdampf ins
Freie aus.
Die Maschinenbauanstalt Humboldt in Kalk a. Rh. stellte
keine vollständige Kühlanlage aus, wohl aber einen neuartigen Ammoniakkompressor mit
federnden Klappen, Patent Professor Gutermuth, welche
Konstruktion als neues Abschlussorgan für Kompressoren, Gebläse und Pumpen verwendet
ist, um die Zulässigkeit hoher Tourenzahl bei vollständig sicherem und geräuschlosem
Spiel der Klappen vor Augen zu führen.
Die Anlage besteht aus einer liegenden Dampfmaschine von 260
mm-Zylinderdurchmesser, 520 mm Hub, mit vom Regulator beeinflusster
Expansionsschiebersteuerung, System Rider, deren durch
den hinteren Zylinder deck ei laufende Kolbenstange einen Luftkompressor von
ebenfalls 260 mm Zylinderdurchmesser direkt betreibt.
Von einer am hinteren Ende der Schwungrad welle aufgesetzten Kurbel kann ausserdem
ein kleiner Ammoniakkompressor von 180 mm Kolbendurchmesser und 440 mm Kolbenhub
angetrieben werden.
Die Dampfmaschine zeigt die normale Konstruktion der von dem Werke in zahlreichen
Ausführungen hergestellten kleineren Dampfmaschinen mit Schiebersteuerung, auf deren
Einzelheiten hier nicht näher eingegangen werden soll.
Die beiden Kompressorzylinder zeigen als Neuheit zwei verschiedene Anordnungen der
federnden Klappen, Patent Gutermuth, nebst ihren
Sitzen, welche in Nachstehendem näher beschrieben sind.
Der Hub der Klappe ist unabhängig von deren Federspannung und nur durch Form und
Dicke des im Sitz fertig gebildeten Flüssigkeitsstrahles bedingt. Die grösste
Durchflussgeschwindigkeit hängt nur vom Sitzquerschnitt und der
Kolbengeschwindigkeit ab, während die Federspannung darauf keinen massgebenden
Einfluss nimmt. Die Klappe legt sich einfach auf den im Sitz fertig gebildeten
Strahl auf und nähert sich für die Schlussbewegung in dem Masse dem Sitze, wie die
austretende Flüssigkeitsmenge mit der Kolbengeschwindigkeit gegen Hubende sich
vermindert.
Ein Zurückbleiben der Klappe ist dabei ausgeschlossen, sie muss dem mit abnehmender
Flüssigkeitsmenge sich abschwächenden Strahle folgen und daher rechtzeitig sich
schliessen.
Die Federspannung ist nahezu unabhängig von dem, für die Durchflussgeschwindigkeit
erforderlichen Ueberdruck und hat wesentlich nur die Beschleunigungskraft, welche
für die Klappenbewegung nötig ist, zu liefern.
Werden die Sitze aus genügend schmalen Gittern konstruiert, so können die Klappen aus
so dünnen Blechen hergestellt werden, dass selbst für 50 Atm. und darüber 1
mm-Blechstärke ausreichen würde. Durch grössere Blechdicke an der Auflagefläche der
Klappe oder garnieren derselben mit dünnen Blechen ist ausserdem beliebig hohen
Drucken zu begegnen.
Die Führung des Flüssigkeitsstromes erfolgt bei der Klappe in der einfachsten und
vollkommensten Art, ohne empfindliche Richtungswechsel und Kontraktionsverluste.
DieDurchflussgeschwindigkeiten können daher ein mehrfaches der seither üblichen
betragen, ohne grössere Gesamtdruckhöhenverluste zu erzeugen, als bei Ventilen mit
rechnerisch geringen Durchflussgeschwindigkeiten. Die Sitzquerschnitte lassen sich
bedeutend kleiner und die Sitze daher widerstandsfähiger als bei Ventilen
ausführen.
Das Klappenspiel ist infolge des Fortfalles von Führungen ein absolut zuverlässiges
und ein Klemmen oder Hängenbleiben des Organs ist vollständig ausgeschlossen.
Infolge der Herstellung der Abschlussplatte und Feder aus einem einzigen
Blechstreifen ist nicht nur das denkbar billigste Abschlussorgan geschaffen, sondern
sind auch die Grundbedingungen erfüllt, welche hinsichtlich kleinstmöglicher Masse
der Abschlussorgane, Zuverlässigkeit des Spieles und Einfachheit der
Strömungsverhältnisse, die Beherrschung beliebig hoher Umrechnungszahl stellt.
Infolge dieser Verhältnisse ist das Spiel der Klappen vollkommen stossfrei und
geräuschlos. Die Erreichung einer gewissen Umdrehungszahl bei Pumpen, Kompressoren
und Gebläsen ist nicht mehr wie seither von der konstruktiven Ausbildung der
Abschlussorgane abhängig, sondern bei Anwendung der federnden Klappen nur vom
Maschinentriebwerk.
Textabbildung Bd. 318, S. 409
Fig. 16a.
Textabbildung Bd. 318, S. 409
Fig. 16b.
Textabbildung Bd. 318, S. 409
Fig. 16c.
In der Skizze Fig. 16a-c ist die Anwendung der federnden Klappen dargestellt:
a) Für den ausgestellten Luftkompressionszylinder, bei
welchem unterhalb des Zylinders 2 Klappensitze von leicht konischer Form in
entsprechende, beiderseits mit Deckeln verschliessbare Oeffnungen eingesetzt sind.
Jeder Sitz trägt eine Garnitur Saug- und Druckplatten, welche aus dünnen
Stahlblechen hergestellt sind. Das hintere Ende ist spiralförmig gewickelt und auf
einen mit Längsnute versehenen Rundstab gesteckt; welcher ermöglicht, die
Federspannung je nach Bedürfnis einzustellen.
Wie ersichtlich, folgt die Durchströmung der Sitze ohne wesentliche Ablenkung des
Luftstrahles, die Klappen schweben frei über demselben und schliessen sich mit
abnehmender Geschwindigkeit des Stromes sicher und geräuschlos;
b) für den ausgestellten Ammoniakkompressor; in diesem
Falle sind die Klappensitze behufs Erzielung möglichst kleiner schädlicher Räume in
die Zylinderdeckel verlegt und die Klappenspindeln senkrecht angeordnet. Besondere
kleine Deckel, welche zu beiden Seiten des Zylinderdeckel angebracht sind,
ermöglichen eine bequeme Zugänglichkeit der Klappen.
Die dritte Skizze c veranschaulicht die Verwendung der
federnden Klappen an einer Wasserhaltungsmaschine.
Die Gesellschaft für Lindes Eismaschinen, Wiesbaden, hat für
die Ausstellung der Sektkellerei von Deinhard & Co., Koblenz, eine
Kühlmaschine und zugehörige Apparate zum Betriebe eines Degorgierapparates
geliefert.
Die Wirkungsweise der ausgestellten kleinen Kühlmaschine beruht auf der Verdampfung
und Wiederverdichtung von reinem, flüssigen Ammoniak. Der Kompressor, eine
eigenartig konstruierte Saug- und Druckpumpe, saugt immerwährend die in den
Verdampferspiralen sich bildenden Dämpfe an, presst diese Dämpfe in die aus einem
Stück geschweisste Kondensatorspirale, wo sich dieselben unter Einwirkung des
Druckes und des Kühlwassers wieder zu flüssigem Ammoniak verdichten. Diese ganz in
Kühlwasser liegende Kondensatorspirale ist in dem geschlossenen gusseisernen Gefässe
untergebracht, an welchem der Kompressor angeschraubt ist. Aus diesem Kondensator
gelangt das flüssige Ammoniak von neuem in die Verdampferspirale, welche sich in dem
nach dem Walfardschen Verfahren konstruierten
Degorgierapparat befindet, und kühlt dort durch sein Verdampfen eine nicht
gefrierende Flüssigkeit auf 15 bis 20° C. unter Null ab. In dieses Kältebad werden
die Schaumweinflaschen, in deren Halse sich die bei der Flaschengährung abgesonderte
Hefe unmittelbar über dem Kork abgelagert hat, mit dem Hals nach unten gekehrt, so
tief eingetaucht, dass die Kälteflüssigkeit etwa 1-2 cm
über dem Halswulst steht. Nach einigen Minuten gefriert der im eingetauchten
Halsteil befindliche Wein unter Bildung eines kleinen Eispfropfens. Man kann nun die
Flasche ruhig mit dem Halse nach oben aufrichten, ohne dass der Hefeabsatz (Trub),
welcher sich zwischen dem Kork und dem Eispfropfen befindet, wieder in den Wein
hinabzusinken vermag. Löst man nun die Ueberschnürung resp. Agraffe, so wird der in
Folge der Kälte stark zusammengeschrumpftesusammengeschrumpfte Kork mit dem Hefeabsatz und dem kleinen Eispfropfen durch den in der
Flasche herrschenden Gasdruck aus dem Flaschenhals hinausgetrieben. Auf diese Weise
wird die Hefe mit vollständiger Zuverlässigkeit, Reinlichkeit und ohne nennenswerten
Verlust an Kohlensäure und Bouquet aus den Flaschen entfernt.
Soweit die kleine Kühlmaschine nicht für den Degorgierapparat gebraucht wird, dient
dieselbe noch zum Kühlhalten eines unter dem Büffet stehenden Flaschenschrankes und
zum Kühlhalten von Brunnenwasser, welches über einen kaskadenartigen Bau
herunterfliesst. Die Disposition dieser Anlage ist in der Skizze (Fig. 17) dargestellt.
Die Firma Kleine, Neuschäfer & Co., Schwelm in
Westf. hat eine Ausstellungsanlage, welche zur Kühlung der Vorratsräume des
Hauptrestaurants dient.
Die gekühlten Vorratsräume, die Maschinenanlage, derFleischverarbeitungsraum und
ausserdem noch andere Vorratsräume sind in einem Holzbau untergebracht. Es sind zwei
Kühlräume mit einem kleinen Vorraum eingerichtet, welche mit Röhrenkühlung versehen
sind.
Textabbildung Bd. 318, S. 410
Fig. 17.
In den Kühlröhren wird die Kohlensäure direkt zur Verdampfung
gebracht und kühlt dadurch die Luft ab. In dem kleineren Raum ist die Kühlfläche
verhältnismässig viel grösser gemacht, wie in dem grösseren Kühlraum, und kann darin
infolgedessen eine Temperatur unter Null hergestellt werden. Der kleine Raum wird
zur Aufbewahrung von Wild, Geflügel und Fischen benutzt, während in dem grösseren
Kühlraum das frische Fleisch, Gemüse und Obst aufgestapelt wird.
Zwischen dem Kühlraum und dem Maschinenraum ist die Fleischerei angeordnet und werden
deren Arbeitsmaschinen vom Transmissionsvorgelege der Kühlanlage gleichzeitig
angetrieben.
Die Kühlmaschine besteht aus einem Kohlensäure-Compressor, einem runden
Tauchkondensator, einem Eisgenerator, der im Maschinenhaus mit aufgestellt ist und
den beiden Verdampfern mit direkter Expansion in den beiden Kühlräumen.
Der Antrieb der gesamten Anlage erfolgt durch einen Elektromotor, welcher das
Vorgelege an der Decke antreibt.
Der Kompressor hat einen Zylinder von 55 mm
Durchmesser und 160 mm Hub. Er leistet normal bei 85
Touren 6000 Cal. in der Stunde. Derselbe ist in Fig.
18 photographisch abgebildet.
Textabbildung Bd. 318, S. 411
Fig. 18.
Die Saugleitungen von den drei Verdampfersystemen sind nach einem Siebtopf geführt,
welcher als Sammelstück dient und aus welchem der Kompressor die gebildeten
Kohlensäuredämpfe ansaugt.
Die Regulierung der dem Verdampfer zuströmenden flüssigen Kohlensäure erfolgt durch
drei getrennte Regulierventile.