DE29031C - Kombinirte Luftexpansions-Kühlapparate für Luft in geschlossenen Konservirräumen, sowie für Maischen und andere Flüssigkeiten - Google Patents
Kombinirte Luftexpansions-Kühlapparate für Luft in geschlossenen Konservirräumen, sowie für Maischen und andere FlüssigkeitenInfo
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
KLASSE 6: Bier, Branntwein, Wein, Essig und Hefe.
A. TH. MÜLLER in BERLIN.
Patentirt im Deutschen Reiche vom 12. Februar 1884 ab.
Der auf den beiliegenden Zeichnungen, Blatt I und II, gezeichnete Kühlapparat soll je nach
seiner Construction zwei Zwecken dienen: a) zur Abkühlung der Luft in geschlossenen Räumen,
b) zur Abkühlung von Flüssigkeiten.
Beide Constructionen beruhen auf denselben Principien und denselben physikalischen Gesetzen,
sie weichen nur in den durch den Zweck ihrer Verwendung bedingten Einzelheiten von
einander ab.
a) Der Kühlapparat für geschlossene Räume, Blatt I, ist folgendermafsen eingerichtet:
In dem Stiefel der einfachwirkenden, aus starkem Kupferblech hergestellten Furnpe ABCD
bewegt sich luftdicht der mit Leder gedichtete Kolben E. Da es von Werth ist, den Niedergang
dieses Kolbens thunlichst zu beschleunigen, seinen Rückgang aber in eben demselben Mafse
zu verzögern, so ist zwischen Kolben und Deckelplatte A B die Spannfeder W1 eingelegt.
Aufserdem befindet sich in der Mitte der Bodenplatte CD das Auslafsklappenventil a, dessen
Klappe a1 vermittelst der mit C-Z? vernieteten
Feder i gegen die Ventilöffnung α geprefst wird.
Die Spannkraft von i ist analog dem beabsichtigten Zweck zu bemessen. Das Ventil mufs
unter allen Umständen dicht schliefsen, und ist zu diesem Zweck auf ax ein Kautschukplättchen
a2 befestigt. Ein zweites ganz ebenso eingerichtetes, aber nur schwach gespanntes
und nur beim Rückgang des Kolbens sich öffnendes Saugeklappenventil ο ist in einiger Entfernung
vom Boden des Stiefels in einem an den Cylindermantel angelötheten Kasten ά ax a2 angebracht.
Schliefslich umgeben den äufseren unteren Theil von ABCD noch vier aus
dünnem Kupferblech hergestellte, als Wärmeleiter dienende ringförmige Platten c d ef.
Wird nun der Kolben E nach unten gedrückt, so gestaltet sich diese niederwärts gehende Bewegung
infolge der Mithülfe von W zu einer beschleunigten, das Klappenventil α giebt erst
bei einem gewissen Druck nach, und die zwischen Kolben und Bodenplatte befindliche Luft wird
eine gewisse Compression erleiden. Mit dieser Compression der Luft ist aber stets eine Erwärmung
derselben verbunden, und da nun die comprimirte Luft von sehr guten Wärmeleitern
(der kupfernen Wandung des Stiefels und den Wärmevertheilungsplatten c d ef) umgeben ist, so
wird sie vermittelst der erwähnten Leiter einen grofsen Theil ihres Wärmeüberschusses abgeben,
ehe das Auslafsventil α sich geöffnet hat. Hat nun die solchergestalt bereits abgekühlte Luft
das Auslafsventil α passirt, so gelangt sie in die Doppelkühlschlange G, durchläuft dieselbe
in der Pfeilrichtung und gelangt schliefslich zu dem Ventilkasten HH1 H* If3, wo ihrem weiteren
Vordringen sich ein zweites Hindernifs in Gestalt des Gewichtsventils h entgegenstellt.
Die Belastung von h entspricht vollständig der Spannkraft von / beim Ventil ay Die bereits
abgekühlte Luft erleidet hier somit eine zweite Compression und giebt den sich wieder erzeugenden
Wärmeüberschufs an die Wandungen von G ab. Um den Abkühlungspfocefs zu erleichtern,
sind die Pumpe sowie in weiterer Folge die Doppelkühlschlange G und deren
Auslafsventil h in dem Ventilkasten HB1 B2 B3
in dem aus starkem Eisenblech gefertigten und mit Wasser gefüllten Behälter K, welcher mit
einem Wasserablafshahn G versehen ist, befestigt. Der Wasserbehälter ist so tief zu nehmen, dafs
das Kühlwasser die Pumpe mindestens zu drei Vierteln unter Wasser setzt und die Kühlschlange
nebst deren Ventil gänzlich bedeckt. Durch das Belastungsventil h nimmt nun die comprimirte
Luft, nachdem sie, wie dargethan, ihren gesammten durch die zweimalige Compression
erlangten Wärmeüberschufs abgegeben hat, ihren Weg nach der Auslafsöfmung im Ventilkasten
BJI1B2JI3 und tritt nun durch Vermittelung
eines dort befestigten Gümmischlauches in den mit dem Hahn O versehenen Deckel Z L1 Z2 Z3
des Kühlraumes B ein, gelangt hier in die mit Ausflufsdüsen versehene Spirale J und verbreitet
sich von dort aus gleichmäfsig von der Decke nach dem Boden des Kühlraumes B. Die
comprimirte, aus den Düsen von J strömende Luft sucht nun ihr ursprüngliches Volumen einzunehmen
und folgerichtig auch ihre Wärmeverluste zu ergänzen, was aber nur auf Kosten ihrer Umgebung geschehen kann. Sie entzieht
also der im Kühlraum befindlichen Luft ihre Wärme, und die gewünschte Abkühlung erfolgt.
Der Grad der Abkühlung richtet sich vollständig nach dem Grade der Compression.
Es genügt nun aber nicht, die in B enthaltenen Gegenstände nur abzukühlen, sondern
es sollen dieselben auch vor weiterer Erwärmung geschützt werden, und das geschieht
folgendermafsen:
Der Deckel LL1L2L3, sowie der untere
Theil des Kühlraumes JVJV1 JV2JV3 werden von
zwei Einsatzkisten gebildet, die um etwas von einander abstehen. Der dadurch gebildete
hohle Raum wird mit einem schlechten Wärmeleiter, wie gehacktes Stroh, Sägespäne etc.,
ausgefüllt, und alsdann der untere Theil des Deckels wie auch der obere Theil von JVJV1JV2JV3
mit einer ziemlich starken und entsprechend breiten Filzleiste beschlagen, so dafs beim Zusammenschrauben
von LL1L2L3 VtAtNN1N2N3
vermittelst der Schraube V ein absolut luftdichter Verschlufs vorhanden ist. An dem
unteren Theil von NN1 N2 N3 befindet sich
noch ein zweiter Hahn O, der einerseits mit dem durch ein Drahtnetz abgeschlossenen Saugrohr
O P und andererseits ebenfalls durch einen Gummischlauch mit dem Steigerohr R S und
durch dieses mit dem Saugeventil ο der Druckpumpe in Verbindung steht. Die beiden
Hähne ο werden, nachdem der Abkühlungsprocefs vor sich gegangen ist, geschlossen, der
kleine Holzkasten q r s t darüber hinweggedeckt und vermittelst des um tl beweglichen Ueberwerfers
Z fest angedrückt. Zur Controle der in B herrschenden gewünschten Temperatur ist
an dem vorderen Theil von NN1 N2 N3 noch
ein kleines, mit dem Innern communicirendes Thermometer W angebracht.
Da es im Interesse einer besseren Abkühlung liegt, der comprimirten Luft Zeit zum Abkühlen
zu lassen, so ist, wie schon am Eingange dieses gesagt worden, zwischen Kolben und Deckel
der Pumpe die cylindrische Feder W1 eingelegt.
Der sich beim Pumpen vollziehende Kreislauf gestaltet sich nun folgendermafsen:
Beim Rückgange des Kolbens E öffnet sich das Saugeventil o, und die in dem oberen
Theil von B enthaltene warme Luft tritt durch P O und O, den Gummischlauch R S
und ο in den Pumpenstiefel und wird dann beim Niedergange von E durch a G und h,
den Verbindungs - Gummischlauch mit O in L L1 L2 Z3 und die Düsen der Spirale Jnach B
zurückgetrieben.
Der vorstehend beschriebene Apparat soll in den Haushaltungen an Stelle der Eisschränke
treten, und ferner von Schlächtern, WiIdprethändlern
und ähnlichen Gewerbetreibenden zur Conservirung ihrer Waaren benutzt werden.
b) Der Kühlapparat für Flüssigkeiten ist auf Blatt II dargestellt.
Die hier zur Verwendung gelangende, aus Kupfer hergestellte Pumpe E sei doppeltwirkend,
und werde durch die Zehnradsegmente a a' und α2 α3, welche in die in eine Zahnstange F
übergehende Kolbenstange eingreifen, in Bewegung gesetzt. Die Sehne des Segmentes ist
gleich der Höhe des Kolbenhubes zu nehmen und das Segment selbst gleich einem Drittel
des vollen Zahnkreises. Die bewegende Kraft wird von der Transmissionswelle des Motors
auf die Riemscheibe G, von dort aus auf die Räder BB1B2 und schliefslich auf die Segmente
übertragen. Ich habe hier Zahnradsegmente gewählt, um zwischen jedem Vor- und Rückgange des Kolbens eine Ruhepause
eintreten zu lassen, die es der comprimirten Luft ermöglicht, ihre Compressionswärme abzugeben.
Das Saugeventil im oberen Theil von E sei bei b, im unteren Theil bei b1, das Auslafsventil
im oberen Theil von E bei c, im unteren Theil bei c1; die Wärmevertheilungsringe
am oberen Theil von E werden mit defg und am unteren Theil mit d1 e1/' g1 bezeichnet.
Die Pumpe selbst ruht auf einem gufseisernen Ständer B und ist vermittelst des Fagoneisens
//'/VW5/6/7 mit dem aus Eisenblech
hergestellten Wasserbehälter K fest verbunden. Aufserdem ist noch in den oberen Theil des
Wasserbehälters K ein cylindrisches, mit durchlöchertem Boden versehenes und zur Aufnahme
von Eisstückchen bestimmtes Gefäfs eingehängt. Das Eis soll dazu dienen, das Kühlwasser stets
auf o° zu erhalten. Beim Niedergange des Kolbens wird nun die Luft bis zu der erforder-
lichen Spannung comprimirt, giebt inzwischen ihre überschüssige Wärme ab und tritt dann
durch das Ventil bei i1 in die linksseitigen
Kästen H ein.
Die Kästen H bestehen aus einem schmiedeisernen, mit zwei Zwischenwänden, welche eine
entsprechende Durchlafsöffnung haben, versehenen Rahmen, dessen Seitentheile durch
kupferne Platten gedeckt werden, deren Stärke nach dem sie belastenden Drucke zu berechnen
ist. Aus den Kästen H, in welchen die Luft eine zweite Compression erlitten hat, tritt dieselbe,
nachdem sie ihren Wärmeüberschufs ebenfalls abgegeben, vermittelst des Verbindungsrohres
h i in den Gewichtsventilkasten L, von dort aus durch das Rohr k I nach dem Röhrensystem
M in den Kühlbottich Z, in welchem sich die abzukühlende Flüssigkeit befindet. Dieses
Röhrensystem durchläuft der Luftstrom in der Pfeilrichtung und kehrt dann durch mno p und
das Saugeventil P in die Pumpe E zurück. Die Auslafsventile erhalten überall die gleiche Belastung.
Beim Rückgange des Kolbens tritt die Luft nach Abgabe ihres Wärmeüberschusses durch
das Ventil bei c in die rechtsseitigen Kästen H, durchstreicht dieselben unter fortdauernder Abgabe
ihrer Compressionswärme, gelangt durch das Rohr hi in den Ventilkasten Z1 und von
dort aus durch k I nach der mit Düsen versehenen,
oberhalb des Kühlbottichs Z angebrachten Spirale M, von wo aus sie in ihrem abgekühlten
Zustande nach unten in die abzukühlende Flüssigkeit fällt. Das ' Saugeventil b
entnimmt den Luftbedarf vermittelst der Röhre b c2 direct aus der Atmosphäre. Die Kühlung
der im Bottich enthaltenen Flüssigkeit geschieht also in zweifacher Weise, und zwar:
1. durch innige Berührung der Flüssigkeit mit dem eisigkalten Röhrensystem, und
2. durch die aus den Düsen auf die Oberfläche der Flüssigkeit sich herabsenkende Eisluft.
Es dürfte nun behufs schnellerer Abkühlung zweckmäfsig sein, möglichst viele Massentheilchen
der Flüssigkeit mit den Kühlern in Berührung zu bringen, und es soll dieses folgendermafsen
geschehen:
An dem unteren und zu diesem Zweck verstärkten Theile einer durch die Mitte des Kühlbottichs
Z hindurchgehenden, ebenfalls von der Transmissionswelle aus in Bewegung gesetzten
stehenden Welle Q sind die sechs Schaufeln O O1 O* O3 O* O5 eingesetzt. Die Flächen der
Schaufeln sollen mit derjenigen Ebene zusammenfallen, welche ich mir schraubenförmig um den
Kern Q gelegt denke. Der senkrechte Abstand der Schaufeln von einander ist so gering als
irgend zulässig zu nehmen; ihre horizontalen Abstände von dem verdickten Theile von Q
sind so zu bemessen, dafs die unterste Schaufel dicht am inneren Theil des Bottichs vorbeigeht,
dann tritt eine derartige Verkürzung der Schaufeln ein, dafs der äufserste Punkt der obersten
Schaufel ungefähr mit der Hälfte des Bottichhalbmessers abschneidet.
Nach Inbetriebsetzung des in solcher Weise construirten Rührwerkes wird die im Bottich:
enthaltene Masse infolge der durch die eigenthümliche Schaufefanlage angegebenen Directive
sich trichterförmig nach unten ziehen, dann hart gegen die Wandungen des Bottichs geprefst,
und wird, an denselben hinaufsteigend, sich im Bogen in die trichterförmige Vertiefung ergiefsen.
Es ist wohl unzweifelhaft, dafs in dieser Weise nicht allein die Massentheilchen der zu kühlenden
Masse in die innigste Berührung mit dem eisigkalten Röhrensystem M gerathen, sondern
auch die aus den Düsen der Spirale M sich herabsenkende, ebenfalls abgekühlte Luft auf
das Innigste mit der im Bottich enthaltenen Masse gemischt wird.
Die ι oben beschriebene Construction soll im Brauerei- und Brennereibetriebe zur schnelleren
Abkühlung der Maische, wie überhaupt überall da zur Anwendung kommen, wo es sich um
eine thunlichst beschleunigte Abkühlung stark erwärmter Flüssigkeit handelt.
Claims (6)
1. Die Einlage der Feder W1 zwischen
Kolben und Deckelplatte A B, damit infolge des durch den Federwiderstand von W1 verzögerten Kolbenrückganges
der comprimirten Luft Zeit gegeben wird, ihren Wärmeüberschufs abzugeben.
2. Die Anbringung der ringförmigen Wärmevertheilungsplatten
ede/ am unteren Theil des Stiefels ABCD zur besseren
Ableitung der Compressionswärme.
3. Die Anwendung der Doppelschlange G als Abkühlungsreservoir für die eine
zweite Compression erleidende Luft.
4. Die Vereinigung sämmtlicher zur Beseitigung der Compressionswärme dienender
Vorrichtungen, also der ringförmigen Vertheilungsplatten c d e f und somit
auch'der Pumpe ABCD, sowie der Doppelkühlschlange G in einem und
demselben mit Kühlwasser angefüllten Gefäfs K.
5. Die Anwendung der mit Ausflufsdüsen versehenen Spirale J, welche bezweckt,
die comprimirte, ihres Ueberschusses an Compressionswärme beraubte Luft gleichmäfsig über den abzukühlenden
Raum bezw. die abzukühlenden Massen auszubreiten und solchergestalt, wie be-
schrieben, eine vollständig gleichmäfsige Abkühlung herbeizuführen.
6. Die Ueberdachung sämmtlicher aus dem Kühlraum H hervorragender Metalltheile,
also der beiden Hähne O und des vermittelst eines Metallrohres
mit H communicirenden Thermometers W vermittelst dicht schliefsender
Holzkästen, um den Eintritt der Aufsenwärme in den Kühlraum H zu
verhindern.
b) Bei dem Kühlapparat für Flüssigkeiten:
1. Die Verwendung der Zahnradsegmente α al und α2 α3, welche, wie dargethan,
ebenfalls der comprimirten Luft Zeit lassen, sich der überschüssigen Compressionswärme
zu entledigen.
2. Die Anbringung der ringförmigen Wärm evertheilungsplatten defg am oberen
und von d*elflgl am unteren Theile
der Doppelpumpe E zur besseren Ableitung der Compressionswärme.
3. Die Benutzung von mit drei oder mehreren Abtheilungen versehenen Kästen H
als Reservoir für die zum zweiten Male comprimirte Luft, sowie als Ableiter für die infolge der zweiten Compression
sich wiederum bildende Compressionswärme.
4. Die Vereinigung der zur Beseitigung der Compressionswärme dienenden Einrichtungen,
der' Doppelpumpe E mit ihren ringförmigen Wärmevertheilungsplatten
defg und d'e'f'g1, sowie
der Kästen H in einem urid demselben mit Kühlwasser gefüllten Gefäfs.
5. Die gleichzeitig erfolgende zweifache Abkühlung der im Bottich Z befindlichen
flüssigen Massen, welche dadurch bewirkt wird, dafs einerseits die dem Röhrensystem M entzogene Luft
(im unteren Theil von E und in den linksseitigen Kästen H comprimirt und
ihrer überschüssigen Compressionswärme beraubt), in das Röhrensystem M wieder eintretend, bei dem Bestreben,
ihr ursprüngliches Volumen einzuhehmen und ihre Wärmeverluste zu ergänzen,
den das Röhrensystem umgebenden flüssigen Massen ihre Wärme entzieht, und dafs andererseits aus den Düsen
der Spirale M ein auf eben dieselbe Art und Weise im oberen Theil von E
und in den rechtsseitigen Kästen H gebildeter Luftstrom im fein vertheilten
Zustande sich auf die durch das Rührwerk in quirlförmige Bewegung versetzten Massen herabsenkt und so
in die innigste Berührung mit ihnen geräth.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
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