DE33168C - - Google Patents

Description

PATENTAMT. \%

Bei dieser Compressions - Eismaschine wird statt der bisher gebräuchlichen zur Verdampfung gelangenden verflüssigten Gase, als Ammoniak, schweflige Säure u. s. w., Kohlensäure verwendet.

Die Anwendung der Kohlensäure zur Kälteerzeugung hat den Vortheil, dafs die Kohlensäure ein viel intensiverer Kälteträger ist als die bisher angewendeten Gase, so dafs die Compressionspumpen bei Kohlensäure für gleiche Leistung sehr viel kleiner werden als bisher, und zwar nicht ein Sechstel so grofs als die bisher kleinsten Ammoniakpumpen. Ein weiterer durchschlagender Vortheil ist die grofse Billigkeit der Kohlensäure als Kälteträger. Die Füllung einer mit Kohlensäure arbeitenden Eismaschine kostet nicht ein Zwanzigstel so viel als die Füllung einer Ammoniakmaschine gleicher Leistung, und in gleicher Weise reduciren sich die Kosten bei auftretenden Undichtigkeiten.

Ferner ist bei Kohlensäure der Uebelstand vermieden, dafs durch die Undichtigkeiten mehr oder minder unangenehme und gesundheitsschädliche Gase in den Arbeitsraum gelangen und auch vom Eise aufgenommen werden.

Die zur Anwendung der Kohlensäure nothwendigen Einrichtungen sind wesentlich durch die erforderlichen hohen Spannungen der Kohlensäure bedingt, welche je nach der Temperatur des Kühlwassers bis zu 75 Atmosphären betragen, so dafs die bekannten Constructionen von Kaltdampfmaschinen, wie solche für Ammoniak, schweflige Säure oder Aether verwendet werden, bei der Benutzung von Kohlensäure praktisch nicht angebracht sind. Zur Vermeidung von Gasverlusten durch die Stopfbüchse bei der Comprimirung der Gase sind bereits eine Reihe von Vorschlägen gemacht, welche im wesentlichen auf die Anwendung zweier Stopfbüchsen hinauslaufen, die zwischen sich eine Kammer bilden, welche eine Sperrflüssigkeit aufnimmt, oder aus welcher das durch die innere Stopfbüchse hindurchgetretene Gas mittelst einer besonderen Pumpe beständig abgesaugt wird. Ich schlage den ersteren Weg ein, lasse jedoch nicht, wie Linde (Patent No. 1250), die Flüssigkeit unter höherem Druck als die höchste Compressionsspannung stehen, ebensowenig führe ich das entweichende Gas in den Saugraum der Pumpe zurück (Patente No. 5312 und 21971), sondern ich halte den Druck in der Kammer ungefähr gleich dem Atmosphärendruck, indem ich mit dem Gasabführungsrohre der Stopfbüchsenkammer einen Gasometer verbinde, in welchen das durch die Flüssigkeit hindurchgetretene Gas'gelangen und sich ansammeln kann, und aus welchem Gasometer die gasförmige Kohlensäure entweder unter Ausschaltung des Refrigerators von der Pumpe angesaugt oder mittelst eines durch hochgespannte Kohlensäure betriebenen Strahlapparates in den Saugraum der Pumpe eingeführt wird. Man erreichtauf diese Weise, dafs die äufsere Stopfbüchse der Pumpe nur unter ganz geringem Druck (etwa 50 mm Wasserdruck) steht, so dafs dieselbe sehr klein ausfallen kann und keine weiteren maschinellen Vorrichtungen zum Zurückführen des Gases oder Einrichtungen zum Abdestilliren der Sperrflüssigkeit etc. erforderlich sind. Anderentheils würde bei der hohen Sauge-

Spannung der Pumpe, welche 20 bis 25 Atmosphären beträgt, die directe Zurückführung der durch die innere Stopfbüchse entweichenden Gase einen so hohen Druck in der Stopfbüchsenkammer erforderlich machen, dafs für die äufsere Stopfbüchse womöglich noch dieselben Einrichtungen erforderlich wären, wie sie bei den bisherigen Compressionspumpen der Kaltdampfmaschinen nothwendig sind. Es wird also durch die zu patentirende Einrichtung die Pumpe zum Comprimiren der Gase ganz erheblich vereinfacht.

Bei der Ueberführung der comprimirten Kohlensäure aus dem gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand ist es erwünscht, die Temperaturen möglichst niedrig zu erhalten, da mit steigender Temperatur der Druck, bei welchem die Condensation eintritt, erheblich wächst und die zum Comprimiren aufzuwendende Arbeit demnach bedeutend zunimmt.

So wird z. B. die Kohlensäure bei o° schon unter einem Druck von 36 Atmosphären flüssig, während bei 30⁰ etwa 73 Atmosphären erforderlich sind, um die gasförmige Kohlensäure in den flüssigen Aggregatzustand überzuführen.

Um beim Betrieb der Maschine eine thunlichst grofse Abkühlung der comprimirten Kohlensäure zu erzielen und die Spannung möglichst gering zu halten, schalte ich zwischen dem Condensator und Refrigerator einen Apparat ein, in welchem die aus dem Refrigerator kommende Kohlensäure als Kühlmittel für die comprimirte Kohlensäure benutzt wird. Dieser Apparat ist gleichzeitig so eingerichtet, dafs er als Vorrathsraum für ein gröfseres Quantum fertig gekühlter, flüssiger Kohlensäure dient.

Eine mit diesen Einrichtungen versehene Eismaschine ist auf beiliegender Zeichnung durch Fig. 1 in ihrer Gesammtanordnung veranschaulicht, und zwar bezeichnet A die Compressionspumpe, B den Condensator, C den Kühler, D den Refrigerator und E den Gasometer zum Aufsammeln des aus der Stopfbüchsenkammer entweichenden Gases. Der Körper der Pumpe A, Fig. 2 und 3, wird zweckmäfsig von einem Behälter ^ zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit umgeben und mufs auch der Pumpenkolben durch Kühlflüssigkeit, welche durch Rohr χ in das im Innern des Kolbens K angebrachte Rohr y eingeführt wird und durch Rohr u austritt, gekühlt werden.

Die Stopfbuchsenkammer 0 steht durch ein U-förmig gebogenes Rohr r mit dem Behälter b zur Aufnahme der Schmierflüssigkeit und durch ein Rohr h mit dem Innern des Gasometers E in Verbindung, so dafs die an der inneren Stopfbüchse s entweichende Kohlensäure durch Rohr h nach E gelangt und sich hier ansammelt.

Da die Spannung in der Kammer 0 nur gleich der Atmosphäre ist oder dieselbe nur um ein weniges übersteigt, so kann die äufsere Stopfbüchse t sehr einfach constrain sein.

Anstatt den Stopfbüchsendeckel als Kammer zur Aufnahme der Schmierflüssigkeit auszubilden, kann die zu diesem Zwecke dienende Kammer 0 auch aus einem Kasten A¹, Fig. 2 a, 3a und 3 b, bestehen, der an den Flantsch C¹ des Pumpencylinders angeschraubt wird und den Deckel B¹ der Hauptstopfbüchse umgiebt. Es wird durch diese Einrichtung erreicht, dafs die sonst an dem äufseren Umfange der Hauptstopfbüchse bei a¹ entweichende Kohlensäure nicht verloren gehen kann, sondern auch aufgefangen wird.

Behufs Anziehens des Hauptstopfbüchsendeckels B¹ oder Auswechselns des Gummiringes mufs dann der Kasten A¹ entfernt werden, was aber wenig Mühe macht.

Als Sperrflüssigkeit für den Gasometer wird zweckmäfsig OeI oder Glycerin angewendet. Die in der Druckpumpe A comprimirte, hoch erhitzte Kohlensäure gelangt durch Rohr α, Fig. ι, nach dem Röhrencondensator B bekannter Construction und aus diesem durch Rohr c nach dem Kühler C, dessen Einrichtung aus Fig. 4 speciell ersichtlich ist. Das Rohr c geht zunächst in eine Schlange m über, die durch Rohr η mit dem oberen Theil des Behälters F verbunden ist.

Von dem unteren Ende desselben führt das Rohr d. mit Ventil oder Hahn e nach dem Refrigerator bekannter Construction. Hier wird die flüssige Kohlensäure in den gasförmigen Zustand übergeführt und entzieht hierbei der Kälteflüssigkeit Wärme. Die noch sehr kalte, gasförmige Kohlensäure tritt alsdann durch Rohr / zum Kühler C zurück, woselbst sie die Schlange ρ durchstreicht, welche zwischen dem Behälter F und der Schlange m angeordnet ist.

Die Schlangen ρ und m, sowie der Behälter F sind von einer Salzlösung umgeben, so dafs die durch ρ streichende, noch sehr kalte Kohlensäure der durch m und jFfliefsenden comprimirten bezw. flüssigen Kohlensäure unter Vermittelung der Salzlösung noch bedeutende Mengen Wärme entzieht und auf diese Weise eine erhebliche Temperaturerniedrigung und Druckabnahme eintritt.

Infolge dessen wird durch Anwendung dieses Kühlers die Compressionsarbeit auf ein Minimum reducirt.

Die in dem Kühler C thätig gewesene Kohlensäure wird durch Rohr g dem Saugraum der Pumpe A wieder zugeführt.

Die in dem Gasometer E sich aus der Hauptstopfbüchse s ansammelnde Kohlensäure ist zeitweise wieder in den Kreislauf der Ma-

Claims (2)

schine einzuführen, und kann dies auf zweierlei Weise geschehen. Es wird entweder die Verbindung zwischen Kühler C und Refrigerator D durch Schliefsen des Hahnes oder Ventils e im Rohr d unterbrochen, die Spannung im Saugrohr g durch die Thätigkeit der Pumpe A herabgedrückt, bis einfache Atmosphärenspannung in demselben herrscht, und dann mittelst des das Rohr g mit dem Gasometer E verbindenden Rohres i mit Hahn k nach Oeffnung des letzteren die Kohlensäure einfach aus dem Gasometer aufgesaugt und der letztere leer gepumpt, worauf k wieder geschlossen und e geöffnet wird, oder es erfolgt das Einführen der in E angesammelten Kohlensäure ohne Unterbrechung des Betriebes mittelst eines in das Rohr i eingeschalteten Strahlapparates q, der mittelst hochgespannter Kohlensäure von circa 60 Atmosphären gespeist wird. Diese Kohlensäure kann durch Rohr ν mit Hahn w aus dem Druckrohr α entnommen werden, Fig. 1, jedoch mufs in diesem Falle die directe Verbindung dieses Rohres i mit dem Rohr g unterbrochen sein, zu welchem Zwecke ein Hahn / dienen kann. Die Füllung der Maschine mit Kohlensäure erfolgt in der Weise, dafs man dem Saugraum der Pumpe durch ein Ventil Kohlensäure von beliebiger Spannung zuführt: Zum Ersatz der im Betriebe verloren gegangenen Kohlensäure läfst man, wenn flüssige Kohlensäure zur Verfügung steht, solche in dem Saugraum der Pumpe expandiren. Hat man indessen nur Kohlensäure von atmosphärischer Spannung zur Verfügung, so läfst man diese in den Gasometer eintreten und verfährt wie oben angegeben. Obschon in vorhergehendem stets nur von Kohlensäure gesprochen ist, so liegt es doch auf der Hand, dafs die beschriebenen Einrichtungen auch beim Betriebe der Maschinen mit anderen Arbeitsflüssigkeiten anwendbar sind. Patenτ-Ansprüche:

1. Bei Kaltdampfmaschinen die Einrichtung zur Verminderung der Gasverluste an der Stopfbüchse der Compressionspumpe,. bestehend aus der Verbindung der mit einer Sehmierflüssigkeit gefüllten Kammer ο mit dem Gasometer E durch Rohr h, in welchem Gasometer das aus der Stopfbüchse entweichende Gas sich ansammelt und aus dem es zeitweise der Pumpe A entweder durch einfaches Ansaugen unter Ausschaltung des Refrigerators oder unter Benutzung eines Strahlgebläses mittelst hochgespannter Kohlensaure wieder zugeführt wird.

2. Bei Kaltdampfmaschinen ein zwischen Condensator und Refrigerator eingeschalteter Kühler mit Vorrathsbehälter F zum Aufsammeln der Arbeitsflüssigkeit, in welchem Kühler die im Behälter F und dem Röhrensystem m befindliche Arbeitsflüssigkeit von der aus dem Refrigerator kommenden, das Röhrensystem ρ durchströmenden expandirten, gasförmigen Arbeitsflüssigkeit unter Vermittelung einer schwer gefrierbaren Flüssigkeit (Salzlösung) abgekühlt wird, zum Zwecke, in der Maschine die Spannung in möglichst niedrigen Grenzen zu halten und die aufzuwendende Arbeit auf ein Minimum zu reduciren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.