DE179870C

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Publication number: DE179870C
Application number: DENDAT179870D
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVI 179870 KLASSE 17«. GRUPPE

.Kälteerzeugungsmaschine. Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. März 1904 ab.

Es ist bekannt, daß die Kältemenge, welche aus ι kg in einer Kälteerzeugungsmaschine umlaufenden Kältemittels gewonnen wird, vermehrt werden kann dadurch, daß man das Drosselventil, das das Kältemittel vom Kondensatordruck auf den Verdampferdruck entspannt, ersetzt durch einen' Expansionszylinder. Die Regelung der umlaufenden Kühlmittelmenge ist bei der Anwendung eines

ίο Expansionszylinders schwierig, und um so schwieriger, je weniger bei dieser Expansion von einer Vergrößerung des Flüssigkeitsvolumens gesprochen werden kann. Deshalb soll nach vorliegender Erfindung die Entspannung der Flüssigkeit vom Kondensatordruck auf den Verdampferdruck durch eine Turbine (Flüssigkeitsdruck - Entspännungsturbine) geschehen, welche (im idealen Falle) gestattet, das vor der Turbine als unterkühlte Flüssigkeit ankommende Kältemittel nach dem unter Arbeitsleistung vor sich gehenden Druckabfall möglichst vollkommen als Flüssigkeit dem Verdampfer zuzuschicken, so daß in diesem die ganze oder möglichst die ganze Verdampfungswärme ausgenutzt werden kann zur Kälteerzeugung, während bei der Entspannung durch ein Regelventil unter allen Umständen ein erheblicher Teil verdampft vor Eintritt in den Verdampfer. In letzterem Falle wird nach einer Kurve gleichen Energieinhaltes entspannt, die" ziemlich rasch in das Gebiet des nassen Dampfes eintritt, in ersterem Falle nach einer Adiabate, die möglicherweise vollkommen im Gebiete der unterkühlten Flüssigkeit verläuft.innerhalb der gewählten Druckgrenzen.

Der zur Entspannung nach der Adiabate schon früher benutzte Expansionszylinder hat den Nachteil ungleichförmiger Zufuhr des Mittels zum Verdampfer. Außerdem ist durch Hub und Durchmesser das Endvolumen gegeben,, während dasselbe je nach der umlaufenden Menge und je nach den 'Druckverhältnissen verschieden sein müßte. Diese beiden Nachteile kommen bei der Flüssigkeitsdruck-Entspannungsturbine nicht in Betracht. Die Zufuhr ist gleichmäßig fließend, das Endvolumen der Flüssigkeit kommt außer Wirkung, da lediglich die Durchflußgeschwindigkeiten geregelt zu werden brauchen durch Düsenregelung und Wahl der Druckstufen (ähnlich wie bei anderen Turbinen).

Es erscheint zweckmäßig, diese Flüssigkeitsdruck-Entspannungsturbine in Verbindung zu bringen mit einem Kreiseldruckverdichter, welcher die Stelle . des Zylinderkompressors der Kälteerzeugungsmaschine ersetzt. Man kann diesen Verdichter auf eine gemeinschaftliche Welle neben die Turbine setzen und hat, um wirtschaftlich zu arbeiten, dabei zu beachten, daß die Aneinanderreihung der Maschinenteile so geschieht, daß zwischen den Turbinen- und Verdichterräumen

keine gegen große Temperaturunterschiede zu isolierende Wände und keine gegen große Druckunterschiede abzudichtende Wellendurchgänge vorhanden sind.
Fig. i. t ist die Druckentspannungsturbine, die hier beispielsweise von außen beaufschlagt wird (Riedlerturbine) und die infolgedessen in einem Raum mit niederem Druck und niederer Temperatur läuft. / ist

ίο die Lagerung und zugleich Abdichtung der Welle w. Die Lagerung und Abdichtung kann sehr einfach ausfallen, wenn α der Ansaugeraum des Druckverdichters h ist. Da α Dämpfe von niederem Druck und niederer Temperatur enthält, braucht die Wand nicht isoliert zu werden und sie hat keinen nennenswerten Überdruck auszuhalten.

Fig. 2. Ist k der Achsialdruckäusgleichkolben (s. Parsonsturbine) für den Verdichter, so muß η der unter Saugdruck gehaltene Niederdruckraum, ν der unter höherem Druck gehaltene Raum sein, sofern I eine Lagerung ohne Stopfbüchse und m eine unbelastete Wand ohne Wärmeisolierung sein soll. In den Fällen 1 und 2 ist die Lagerung kühl gehalten dadurch, daß zu beiden Seiten Räume mit niedriger Temperatur anstoßen.

Fig. 3 und 4 zeigen die gleichen Anordnungen wie Fig. 1 und 2, nur mit dem Unterschied, daß die Welle w auf Seite der Turbine t durch eine Stopfbüchse s nach außen geführt ist, wobei der Vorteil besteht, daß durch i· nur der niedrige Druck der entspannten Flüssigkeit abzudichten ist.
• ■ . Es versteht sich von selbst, ■ daß diese Vorrichtungen bei jeder Gattung von Kompressions-Kälteerzeugungsmaschinen Anwendung finden können, z. B. auch bei der mit flüssiger Luft arbeitenden Kälteerzeugungsmaschine Pictets, zur Erzeugung von neuer flüssiger Luft behufs Gewinnung reinen Sauerstoffes. Bei dieser Maschine würde die Turbine (zum Unterschiede von dem Patente 115421, Kl. 17a) dazu dienen, den Druck der schon verflüssigten Luft zu entspannen auf den Verdampfungsdruck.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Kälteerzeugungsmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil oder der Flüssigkeitsexpansionszylinder durch eine Turbine (Flüssigkeitsdruck-Entspannungsturbine) ersetzt wird, durch welche man die Flüssigkeit vom Kondensato'rdruck auf den Verdampferdruck · unter Arbeitsleistung entspannt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine in Verbindung gebracht wird mit dem als Kreiselverdichter ausgebildeten Druckverdichter der Kälteerzeugungsmaschine.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine auf gemeinsamer Welle mit dem Kreiselverdichter der Kälteerzeugungsmaschine sitzend so an diesen gerückt wird, daß der Turbinenauspuffraum an Räume stößt, die vom Verdichter unter Saugdruck gehalten werden.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung der gemeinsamen Welle in der die Turbine von dem Verdichter trennenden Wand ohne Anwendung einer Stopfbüchse erfolgt und in einem gewöhnlichen Lager besteht.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der neben den Turbinenauspuffraum gerückte Raum unmittelbar der Saugraum des Kreiselverdichters ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der neben den Turbinenauspuffraum gerückte Raum die Niederdruckseite eines dem Kreiselverdichter oder der Turbine beigegebenen Achsialdruckausgleichkolbens ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.