Eckpfeiler: Kompressoren für Kälteanlagen

Frick Ammoniakzylinder-Kälteanlage, montiert auf einem bestehenden vertikalen Dampfmaschinenrahmen, 1882.

Nach den frühen Erfolgen der Kältemaschinen von De La Vergne und der Ice and Cold Machine Co. von Charles Ball stiegen bald mehrere andere Unternehmen in die Entwicklung und Herstellung von Kältekompressoren ein. Das bekannteste unter ihnen war die Frick Company, ein etablierter Hersteller von Dampfmaschinen und Landmaschinen aus Waynesboro, Pennsylvania, der 1853 von George Frick gegründet wurde.

Die Kälteanlagenabteilung der Frick Company entstand um 1881, als entweder ein Herr Jariman oder ein Herr Ferguson aus Baltimore, Maryland, George Frick einen Maschinenplan vorlegte. Daraufhin wurden in der Stadt Anlagen für verschiedene Auftraggeber errichtet. Im folgenden Jahr entwickelte Herr Ferguson einen neuen Kompressor mit Ammoniakzylinder, der als Kältemaschine eingesetzt werden sollte. Auch die Pläne hierfür wurden Herrn Frick präsentiert.

1882 stieg Frick in den Markt für Kältemaschinen ein, indem das Unternehmen einen Ammoniakkompressorzylinder konstruierte. Dieser wurde auf dem Rahmen einer bestehenden vertikalen Dampfmaschine montiert, die von einer direkt gekoppelten horizontalen Dampfmaschine angetrieben wurde (siehe Abb. 1). Frick fertigte einige dieser Maschinen für Ferguson und begann 1883 mit der Eigenproduktion. Die erste vollständige Kältemaschine von Frick (siehe Abb. 2) besaß zwei Ammoniakzylinder mit 305 mm Bohrung und 406 mm Hub, zwischen denen sich ein Dampfzylinder befand. Sie lief mit 50 bis 55 U/min und erzeugte eine Kälteleistung von 25 Tonnen. (Eine Kältetonne entspricht der Kühlleistung, die durch das Schmelzen einer Tonne Eis innerhalb von 24 Stunden erzielt wird.) Der Erfolg der ersten Ammoniakkompressoren führte zu einer steigenden Nachfrage, und die Frick Company entwickelte Mitte der 1880er-Jahre eine ganze Reihe großer Kältemaschinen, die von den neuen Corliss-Dampfmaschinen von Frick angetrieben wurden.

First Frick Kältemittelkompressor .

Etwa zur gleichen Zeit, im Jahr 1882, entwickelte und baute die Weiser & Vilter Manufacturing Co. aus Milwaukee, Wisconsin, einen horizontalen, doppeltwirkenden Kältekompressor. Weiser & Vilter war 1867 von Peter Weiser gegründet worden. Ernst Vilter trat dem Unternehmen 1871 bei, und es entwickelte sich bis Anfang der 1880er-Jahre zu einem bedeutenden Hersteller von Dampfmaschinen. Weiser erkannte die Vorteile eines horizontalen, doppeltwirkenden Kompressors zu einer Zeit, als fast alle damals gebauten Maschinen einfachwirkende Vertikalkompressoren waren. Die erste Maschine wurde in der Cream City Brauerei in Milwaukee installiert. Weiser & Vilter wuchs rasant durch die Produktion von dampfbetriebenen Kältekompressoren und Corliss-Dampfmaschinen für Eiswerke, Molkereien, Brauereien sowie die Fleisch- und Fischverarbeitungsindustrie. Nachdem Vilters Söhne Weisers Anteile erworben hatten, wurde das Unternehmen als Vilter Manufacturing Company neu organisiert. Neben dem Bau großer Maschinen entwickelte Vilter um 1889 auch eine Kältemaschine „kleiner Bauart“, die von einer Schieberdampfmaschine auf demselben Gestell gegenüber dem Kompressor angetrieben wurde (siehe Abb. 3). Diese kompakten Maschinen mit 80 bis 100 Umdrehungen pro Minute, Ammoniakzylinderdurchmessern von 127 bis 203 mm und Hüben von 203 bis 254 mm dienten der Kühlung kleinerer Betriebe.

York patentierte 1892 den St. Clair-Ammoniakkompressor.

1885 patentierte der australische Ingenieur W. G. Lock aus Sydney einen Ammoniak-Verdichter mit zwei nebeneinander angeordneten, einfachwirkenden Hoch- und Niederdruckstufen. Patente zu diesem Konzept wurden bereits 1867 erteilt, doch die Lock-Technologie, kombiniert mit einer Maschine der York Manufacturing Co., stellte eine bedeutende Verbesserung dar. York patentierte diese Maschine 1892 unter dem Namen St. Clair (siehe Abb. 4). Die York Manufacturing Co. war 1874 in York, Pennsylvania, gegründet worden und baute 1885 ihre erste Eismaschine für einen Kunden in Mississippi. Bis 1897 hatte York alle anderen Produktlinien verkauft oder eingestellt und sich ausschließlich auf Eismaschinen und Kälteanlagen konzentriert. Später entwickelte sich das Unternehmen auch zu einem führenden Anbieter von HLK-Anlagen.

Obwohl York, Frick, Vilter, De La Vergne und Ball's Ice and Cold Machine Co. zu den ersten und bekanntesten Herstellern von Kältekompressoren zählten, entstanden in den 1880er Jahren zahlreiche weitere Hersteller, um die stark steigende Nachfrage nach Eismaschinen und Kälteanlagen in Brauereien, Fleischverarbeitungsbetrieben, Molkereien, Hotels, Restaurants, auf Dampfschiffen und vielen anderen Branchen zu decken. Bereits 1891 enthielt die Fachzeitschrift „Industrial Refrigeration“ Anzeigen von nicht weniger als 30 US-amerikanischen Herstellern von Eismaschinen und Kälteanlagen.

York patentierte 1892 den St. Clair-Ammoniakkompressor.

Ende der 1890er-Jahre stieg die Nachfrage nach kleineren Kältekompressoren mit leichteren Bauteilen und höherer Drehzahl für Kälteanlagen mittlerer Kapazität in Hotels, Restaurants, Krankenhäusern und verschiedenen Industrieanlagen. Da Dampfkraft nicht immer verfügbar war, wurden alternative Antriebsarten eingeführt. Fricks erster direkt angeschlossener, elektrisch mit Gleichstrommotor betriebener Kompressor wurde Anfang des 20. Jahrhunderts gebaut. Diese anpassungsfähigen Maschinen ebneten den Weg für die breite Akzeptanz der mechanischen Kältetechnik.