Titel: | Neues von der Druckluft. |
Fundstelle: | Band 277, Jahrgang 1890, S. 580 |
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Neues von der Druckluft.
(Schluſs des Berichtes S. 509 d. Bd.)
Neues von der Druckluft.
Die von Prof. Radinger in Paris angestellten Versuche
haben gezeigt, daſs ein ökonomischer Betrieb nur durch Anwendung stärkerer Expansion
und Vorwärmung der Luft sowie Vermischung derselben mit Wasserdämpfen zu erreichen
ist. Andererseits lassen sich in Bezug auf die Herstellung der Luftmotoren und ihrer
Vorwärmöfen wesentliche Vortheile erreichen, wenn man beide nach Art der
Kleindampfmaschine zu einem Ganzen vereinigt. Deshalb stehen Motor und Ofen auf
derselben Grundplatte. Der Ofen enthält ein doppelspiralförmig gewundenes Heizrohr,
welches von der Druckluft durchströmt wird. Die Heizgase steigen in dem durch die
Heizschlange gebildeten Cylinder in die Höhe und ziehen dann auſsen auf spiralförmig
gewundenem Wege um denselben herum nach der Esse; hierbei gerathen sie durch
eingesetzte Rippen in Wirbelungen, wodurch sie genöthigt werden, in kräftigerer
Weise, als es ohne diese der Fall wäre, ihre Wärme an die Heizfläche abzugeben. Die
Abluft vom Motor geht in die Esse und facht hier wie das Blasrohr der Locomotive den
Zug an. Die Anfachung ist desto stärker, je mehr Luft verbraucht wird, also auch
abbläst. In Folge dessen wird auch mehr Wärme im Ofen gebildet und umgekehrt. Es
entsteht also auf diese Weise eine selbsthätige Regulirung.
Als Motor ist eine Maschine mit Schwungradregulator und Hahnsteuerung nach dem
patentirten System Dörfel-Pröll in Aussicht genommen.
Dieselbe arbeitet bereits in zahlreichen Exemplaren höchst ökonomisch mit gröſserer
Geschwindigkeit (200 bis 300 Umgänge in der Minute) und zeichnet sich durch groſse
Einfachheit in allen ihren Theilen aus. Die dem System eigenthümliche groſse
Oekonomie, Ruhe des Ganges und exacte Regulirung ist eine Folge der unmittelbaren
Verstellung der Expansion durch den Regulator und Bildung sehr starker Compression,
wodurch der Einfluſs des schädlichen Raumes fast vollständig ausgeglichen wird.
Dieselbe würde bei Verwendung des Systems für Luftmaschinen insofern noch sehr
nützlich sein, als die dadurch erzeugte Wärme nicht verloren gehen, sondern bei der
darauf folgenden Luftfüllung und Expansion entsprechende Verwerthung finden würde.
Aus diesen Gründen darf bei angemessener Vorwärmung und Wassereinspritzung der Luft
verbrauch bei Maschinen dieses Systems zu etwa 10 bis 12cbm für die indicirte Pferdekraft und Stunde angenommen werden.
Die Berechnung der erforderlichen Druckluft zum Betriebe eines Luftmotors von z.B. 10
indicirten Pferdestärken mit Vorwärmung und Wassereinspritzung und der hierzu
nöthigen Wasser- und Kohlenmenge läſst sich in folgender Weise anstellen.
Nehmen wir an, daſs die auf 170° erhitzte, von 6 auf 4at Ueberdruck durch ein Reductionsventil heruntergedrosselte Luft
unvermischt mit Wasserdampf auf das fünffache Volumen expandirt,
\left(\frac{v}{v_1}=5\right), so folgt die absolute
Endtemperatur T (T = 273 +
t für t in Graden nach
Celsius) am Ende der Expansion, falls weder Wärme zu noch ab geführt wird
(adiabatische Zustandsänderung) und im vorliegenden Falle wieder v1 das Anfangs-, v das Endvolumen bedeutet, aus der Gleichung
\frac{T_1}{T}=\left(\frac{v}{v_1}\right)^{\varkappa-1}=5^{1,41-1}=1,93,
\frac{273+170}{T}=1,93,\ T=230,
also
t = 230 – 273 = – 43.
1k expandirte Luft würde
hiernach mit Berücksichtigung der specifischen Wärme bei constantem Druck cp = 0,237
1 . 0,237 . (170 + 43) = 50,5
Calorien Wärme weniger haben, als 1k der aus dem Vorwärmofen der Maschine zugeführten
Luft. Es erscheint nun zweckmäſsig, so viel Wasserdampf der Luft zuzuführen, daſs
die Auspufftemperatur 70° beträgt. Es ermöglicht uns dies auch den Vergleich mit
einem Radinger'schen Versuch, bei welchem die Luft die
angenommenen Temperaturen hatte. Hiernach würde folgen, daſs der Dampf an 1k Luft
(70 + 43) . 0,237 = 26,78 Cal.
abgeben muſs.
1k Dampf von 5at
absoluter Spannung enthält 652 Cal. Gesammtwärme, also ist die von 1k Dampf durch Condensation zu erhaltende
Wärmemenge 652 – 100 = 552 Cal. und für 1k Luft
müssen \frac{26,78}{552}=0,04851k Wasser im Ofen verdampft
werden.
Aus den Temperaturen
T = 273 + 70 = 343,
T1 =
273 + 170 = 443,
und dem Werthe
\frac{v}{v_1}=5
folgt nach der Gleichung
\frac{T_1}{T}=\left(\frac{v}{v_1}\right)^{\varkappa-1},\
\frac{443}{343}=5^{\varkappa-1}
und hieraus κ = 1,158.
Es ist bekanntlich die Gleichung der Expansionsarbeit, wenn sie die Temperaturen
enthält:
L_0=\frac{p_1\,v_1}{\varkappa-1}\,\left(1-\frac{T}{T_1}\right)=\frac{p_1\,v_1}{\varkappa-1}\,\left(1-\frac{343}{443}\right).
Es folgt somit (κ = 1,158 und
\frac{v_1}{v}=\frac{1}{5} gesetzt, Cylinderdurchmesser d und Kolbenhub l in
Meter):
L_0=\frac{1}{0,158}\,\frac{d^2\,\pi}{4}\,l\,.\,\frac{1}{5}\,.\,7\,.\,10334\,\left[1-\frac{343}443{\right]}.
Die Volldruckarbeit ist
L_1=p_1\,v_1=7\,.\,10334\,.\,\frac{v}{5}=7\,.\,10334\,.\,\frac{d^2\,pi}{4}\,\frac{l}{5}.
Die Gegendruckarbeit mit starker Compression ist
L_2=1,2\,.\,10334\,.\,\frac{d^2\,\pi}{4}\,l. Da nun die
indicirte Arbeit L = L0
+ L1
– L2 ist, so folgt:
L=10334\,\frac{d^2\,\pi}{4}\,l\,\left\{\frac{1}{0,158}\,.\,\frac{7}{5}\,.\,0,226+\frac{7}{5}-1,2\right\},
L=10334\,\frac{d^2\,\pi}{4}\,l\,\,.\,2,2.
Wenn der Luftmotor 10 indicirte entwickelt, wobei n = 200 Touren in der Minute sein soll, so folgt L für den Hub,
L=\frac{10\,.\,75\,.\,60}{200\,.\,2}=112^k,5.
Es ergibt sich also die Gleichung:
112,5=10334\,\frac{d^3\,\pi\,.\,3}{8}\,.\,2,2
und bei l=\frac{3}{2}\,d
d=\sqrt[3]{\frac{112,5\,.\,8}{10334\,.\,3,14\,.\,3}\,.\,2,2}
d = 0m,160, l = 0m,240.
Wir nehmen an, daſs durch eine bis zum Admissionsdruck reichende Compression der
schädliche Raum vollständig ausgeglichen wird, und unter dieser Voraussetzung die
berechneten theoretischen Werthe unmittelbar für die Praxis verwerthbar sind. Es
folgt dann das Volumen Luft und Dampf, welches die Maschine für den Hub verbraucht,
zu
\frac{d^2\,\pi}{4}\
\frac{l}{5}=0,0201\,.\,\frac{0,24}{5}\,\sim\,0,000965
also stündlich
=0,000963\,.\,\frac{200\,.\,3600}{30}\,\sim\,23^{cbm},1, von
170° Temperatur und 5at absolutem Druck.
Das Gewicht dieses Gemisches ist angenähert gleich demjenigen reiner Luft, weil der
Betrag an Dampf sehr gering ist (etwa 5 Proc). Es berechnet sich sonach das Gewicht
G nach der Gleichung
G=0,034165\,\frac{p\,V}{T}, worin p die absolute Spannung des Gemisches in Kilo für 1qm, V das berechnete
Volumen in Cubikmetern und T die absolute Temperatur =
273 + 170 = 443 ist. Wir erhalten also
G=\frac{0,034165\,.\,5\,.\,10334\,.\,23,1}{443}=9^k,20
Hierin stecken noch 9,20 . 0,0485 = 0k,44 Dampf.
Das Gewicht der pro i und Stunde
verbrauchten Druckluft berechnet sich also zu 9,20 – 0,44 = 8k,76, welche bezogen auf atmosphärische Pressung
und eine Rohrtemperatur von 10° ein Volumen von
V=\frac{G\,T}{0,034165\,.\,p}=\frac{8,76\,.\,283}{0,034165\,.\,1\,.\,10334}=7,04\,\sim\,7^{cbm}
einnimmt.
Radinger hat bei Luftmaschinen in Paris, die mit
demselben Anfangsdruck und denselben Temperaturen arbeiteten, wie in der Rechnung
vorausgesetzt, für die stündliche Pferdekraft einen Luftverbrauch von 14,8 bezieh.
14cbm ermittelt. Es bestand also hier noch ein
bedeutender Verlust, der wahrscheinlich seinen Grund in einer mangelhaften
Ausführung der Maschinen, geringeren Expansion u.s.w. gehabt hat. Neueren
Nachrichten zufolge sollen Versuche mit besseren Maschinen ein wesentlich
günstigeres Ergebniſs gehabt und auf einen Verbrauch von 10cbm pro i und Stunde geführt haben, was von unserem berechneten theoretischen
Grenzwerth schon nicht mehr so sehr abweicht.
Erfahrungsgemäſs verbrauchen kleine rotirende Motoren sehr viel Luft, wie die
Untersuchungen von Prof. Radinger gezeigt haben, bis 60
oder 70cbm für die Stunde und gebremste
Pferdestärke; dieses Ergebniſs steht in Uebereinstimmung mit den schlechten
Erfahrungen, die man auch im Dampfmaschinenbau mit rotirenden Maschinen gemacht hat.
Pröll wählte daher auch für die Entwickelung
kleinerer Kräfte eine Kolbenmaschine eigenartiger Construction, bei der ebenfalls
ein sparsamer Betrieb zu erwarten ist. Der Motor besteht aus einer einfach wirkenden Woolf'schen Maschine mit zwei Cylindern. Die hin und
her gehende Bewegung der ein zusammenhängendes Stück bildenden Kolben wird durch
eine Kreuzschleife oder auch durch eine Schubkurbel in eine rotirende umgesetzt. Das
Gehäuse, in welchem sich diese befindet, ist zweitheilig und keinem Drucke
ausgesetzt. Die seitlich heraustretende Welle trägt einerseits ein Schwungrad mit
Riemen oder Seiltrieb, andererseits ist dieselbe mit einem excentrischen Zapfen
versehen, der einen Schieber bewegt, wodurch der Zu- und Abgang der Luft nach und
von beiden Cylindern gesteuert wird. Die Luft strömt zunächst in den oberen
Hochdruckcylinder, um dann im unteren Niederdruckcylinder durch Expansion zu wirken.
Unter dem Boden des Niederdruckcylinders, wo die mit der Expansion verbundene
Kältebildung hauptsächlich vor sich geht, befindet sich eine Heizquelle, bestehend
in einer Gasflamme mit Luftzutritt nach Wobbe'scher
Construction zur Erlangung gröſster Heizkraft. Um den Heizherd läuft ein Kanal, den
die Druckluft durchströmt, bevor sie in den oberen kleineren Cylinder gelangt. Sie
nimmt dabei eine gewisse Menge Wärme auf, welche gestattet, sie bereits im kleinen
Cylinder durch frühzeitigeren Abschluſs etwas expandiren zu lassen, worauf sie dann
in den groſsen Cylinder tritt, um hier weiter zu expandiren. Ein Federregulator
verstellt ein Regulirventil, welches den Zutritt der Druckluft beherrscht. Auſserdem
verstellt derselbe einen Regulirhahn im Zuleitungsrohre der Gasflamme, da bei
gröſserer Belastung des Motors und dementsprechend gröſserem Verbrauche von
Druckluft auch die Gasheizung stärker werden muſs und umgekehrt. Es wird auf diese
Weise nicht mehr Gas verbraucht, als dem jeweiligen Belastungszustande des Gasmotors
entspricht.
Vorstehend beschriebener Motor ist zur Entwicklung von ¼ bis 2 bestimmt.
Nehmen wir an, daſs derselbe mit 3at Ueberdruck und
dreifacher Expansion arbeitet und die Anfangstemperatur der Luft 160° beträgt, so
berechnet sich bei Annahme eines Exponentialwerthes κ =
1,41 die Temperatur der Auspuffluft zu 4°, sie liegt also noch genügend hoch über
Null.
Läſst man diese Kaltluft im Sommer in den Raum strömen, in welchem sich die Arbeiter
aufhalten, so würde beispielsweise in einer Werkstatt von 5m Tiefe, 3m,5
Höhe und 15m Länge, in der sechs Mann bequem
arbeiten können, die Lufttemperatur um 4 bis 5° herabgezogen werden, was zum
Wohlbefinden der Arbeiter in heiſsen Sommertagen wesentlich beitragen würde, zum
Mindesten wohl ebenso viel, als eine Erwärmung des Raumes im Winter um denselben
Betrag.
Die Luftcompressoren drücken die verdichtete Luft in fünf Windkessel von je 13m Länge und 2m,5
Durchmesser. Aus diesen gelangt sie in die Rohrleitung, welche bis zur ersten
Verbrauchsstelle 500mm Durchmesser hat. Bei der
früher berechneten Luftmenge ergibt sich hierbei während des stärksten Betriebes
eine Geschwindigkeit der Luft von 11m,5 in der
Secunde. Zufolge der in Paris angestellten Beobachtungen ist hierbei selbst auf
gröſsere Längen hin ein erheblicher Druckverlust durch Reibung oder Undichtigkeit
(gute Construction und Ausführung selbstverständlich vorausgesetzt) nicht zu
befürchten. Nach Darcy (vgl. Reuleaux's Constructeur 4. Auflage, S. 999), ebenso nach Weißbach, ergibt sich bei der angeführten
Geschwindigkeit und 3km Rohrlänge höchstens ein
Druckverlust von 1at. Da derselbe aber
proportional dem Quadrate der Geschwindigkeit ist, so wird bei geringerem Betriebe,
also während des gröſsten Theiles des Tages, ein viel geringerer Druckverlust
auftreten, was durch die Beobachtungen in Paris auch bestätigt wird. Der Hauptstrang
der Rohrleitung, welcher doppelt ist, hat Sicherheitsvorrichtungen gegen das
plötzliche Entweichen einer gröſseren Luftmenge, falls an irgend einer Stelle ein
Bruch eintreten sollte.
Der verhältniſsmäſsig geringe Verlust, welcher zwischen der Arbeit in der
Centralstation und derjenigen vom Luftmotor ausgegebenen besteht, und der nach Riedler bei vorstehend beschriebener als rationell
angelegt zu betrachtender Anlage durch die Vorwärmung der Luft vollständig
ausgeglichen werden kann, rechtfertigt in jeder Beziehung die Anlagen elektrischer Centralen und deren
Betrieb durch Druckluft. Der Wegfall hoher Schornsteine, jeder Rauch- und
Ruſsbelästigung, die Möglichkeit, die Luftmaschinen ebenso geräuschlos und sparsam
arbeiten zu lassen, als gut ausgeführte Dampfmaschinen, sie überall leicht
aufstellen zu können, wo nur die Rohrleitung hingelegt werden kann, und die
Thatsache, daſs man nicht wie beim Betriebe von Condensationsmaschinen an das
Vorhandensein genügender Wassermassen zum Betriebe der Condensation gebunden ist,
gewährt groſse Vorzüge vor dem Betriebe von Dampfanlagen im Weichbilde der Stadt,
falls solche überhaupt zugelassen werden.
Es möge eine elektrische Centrale für 600 effective Pferdestärken angenommen werden,
bestehend aus drei Zwillingsmaschinen. Die Admissionsspannung der Druckluft betrage
6at. Um bei einer so groſsen Kraftanlage auch
die Vor Wärmapparate der Luft zu sparen, welche schon eine beträchtliche Heizfläche
erhalten müſsten, wird nach der Idee des Betriebsingenieurs Fischinger der Firma O. L. Kummer und Co.
eine Vereinigung von Luftmaschine und Gasmaschine beabsichtigt. Erstere zeigt in
Bezug auf Temperaturveränderungen das entgegengesetzte Verhalten wie letztere.
Während bei der Gasmaschine in Folge der im Cylinder stattfindenden Gasexplosion
eine groſse Verbrennungswärme frei wird, welche durch intensive Kühlung des
Cylinders beseitigt werden muſs, macht die Kältebildung bei der Expansion der
Druckluft eine Vorwärmung derselben nöthig. Durch die Vereinigung beider
Maschinenarten und eine entsprechende Leitung der Druckluft bezieh. Verwendung der
Verbrennungsproducte der Gasmaschine kann der gröſste Theil der jetzt bei der
Gasmaschine verloren gehenden Wärmemenge für den Arbeitsprozeſs der
Druckluftmaschine nutzbar gemacht werden. Durch die Construction wird die Vorwärmung
der Luft in die Maschine verlegt. Es bedarf also keiner Heizanlage, und die damit
verbundenen Uebelstände kommen vollständig in Wegfall.
Für den Gascylinder ist das System Benz gewählt, weil
dasselbe im Zweitakt arbeitet und auſserdem die hierzu erforderliche Druckluft
unmittelbar zur Verfügung gestellt werden kann. Die Arbeit im Zweitact verleiht der
Maschine auch eine gröſsere Gleichförmigkeit im Gange.
Slaby fand in einer Gasmaschine von 4,46 e
= 5,11 i:
Bezeichnung der Wärmemengen.
Calorien
InProcenten
Nach Ver-suchen vonBrooks undSteward
inProcenten
1) Gesammte durch Verbrennung von 2cbm,02 Gas freigewordene
Wärme
9847
100
100
2) In indicirte Arbeit umgesetzte Wärme3) Vom Kühlwasser
absorbirte Wärme4) Mit den Verbrennungsproducten
abgehende Wärme
162650413183
16,6 50,1 33,3
17 52 31
Sa.
9850
100,0
100
In der Druckluft stecken bei Annahme eines Verbrauches von 14cbm pro i und Stunde, wobei wir nach den vorherigen Berechnungen sehr sicher gehen
und uns allein auf die Versuche mit unvollkommenen Maschinen in Paris stützen (1cbm = 1k,27)
160° Anfangstemperatur cp = 0,237.
14 . 1,27 . 0,237 . 160°
= 674
Cal.
–––––––––––
In der Abluft von 2°, 14 . 1,27 . 0,237 . 2
∽ 9
Cal.
Verlust durch Strahlung und Undichtigkeiten
35
„
In indicirte Arbeit umgesetzt
\frac{75\,.\,60\,.\,60}{428}
∽ 630
„
–––––––––––
Sa. 674
Cal.
Nach den Versuchen von Slaby kommen auf eine indicirte
Pferdestärke der Gasmaschine an Wärme, umgesetzt in indicirte Arbeit:
\frac{1626}{5,11}=318 Cal. und von Kühlwasser absorbirte und
in den Verbrennungsproducten enthaltene Wärme:
\frac{5041+3183}{5,11}\,\sim\,1610\
\mbox{Cal.}
Für die Erwärmung der Druckluft von 10° im Rohre auf 160° in der Maschine sind 14 .
1,27 . 0,237 (160 – 10) = 632 Cal. nöthig. Wenn Luft von 160° ohne Zu- und Abfuhr
von Wärme (adiabatisch) auf das fünffache Volumen expandirt, so ergibt sich nach der
schon früher benutzten Formel:
\frac{T_1}{T}=\left(\frac{v}{v_1}\right)^{\varkappa-1}=5^{1,41-1}=1,93,
\frac{273+160}{T}=1,93,
woraus
T=\frac{433}{1,93}=223
und die Endtemperatur
t = 223 – 273 = – 50° folgt.
Damit dieselbe nur 2° betrage, müssen also während der Expansion 50 + 2 = 52°
zugeführt werden, also im Ganzen 14 . 1,27 . 0,237 (150 + 52) ∽ 851 Cal.
Dies bezieht sich auf 1 i.
1 i der Gasmaschine liefert 1610 Cal.
für die Vorwärmung der Druckluft (welchen Werth wir allerdings, da in ihm die sonst
vom Kühlwasser und in den Abgasen enthaltene Wärme steckt, als Maximalwerth zu
betrachten haben), also kommt auf 1 i der Luftmaschine \frac{851}{1610}=0,528\ HP_i der
Gasmaschine, welchen Werth wir mit Rücksicht auf gewisse unvermeidliche Verluste
nach unten auf 0,5 abrunden.
120 i der combinirten Maschine setzen
sich somit zusammen aus
80 i von Druckluft
und
40 i von Gas.
Hiernach besteht folgende Wärmebilanz pro i:
Verausgabte Wärmemenge.
1) In indicirte Arbeit der Luftmaschine umgesetzte
Wärme
=630\,.\,\frac{2}{3}
= 420
Cal.
2) In der Abluft enthaltene Wärme
=\ \ \ 9\,.\,\frac{2}{3}
= 6
„
3) Verlust durch Strahlung und Undichtigkeit
=\ \ 35\,.\,\frac{2}{3}
∽ 24
„
4) In indicirte Arbeit der Gasmaschine umgesetzte
Wärme
=318\,.\,\frac{1}{3}
= 106
„
––––––––––
Summa
556
Cal.
Disponible Wärmemenge.
1) In der Druckluft enthaltene Wärmemenge
14\,.\,1,27\,.\,0,237\,.\,10\,.\,\frac{2}{3}
= 28
Cal.
2) Im Gas enthaltene Wärme
\frac{9847}{5,11}\,.\,\frac{1}{3}
= 642
„
––––––––––
Summa
670
Cal.
Aus dieser Gegenüberstellung folgt, daſs in der combinirten Maschine
\frac{(420+106)\,100}{670}=78,5\
\mbox{Proc.}
der disponiblen Wärme in mechanische Arbeit umgesetzt werden,
ein jedenfalls sehr günstiges Resultat.
Eine elektrische Anlage von 600 kann etwa 6000 Glühlampen von 16
Kerzenstärken speisen.
Die Kosten der Erzeugung einer gleichen Lichtstärke mittels Gas würde bei dem
üblichen Preise von 15 Pf. für 1cbm bei Anwendung
von 16 Kerzen-Schnittbrennern etwa 135 M. für die Stunde betragen. Dieser Betrag
ergibt sich aus folgender Berechnung: Ein 16 Kerzen-Schnittbrenner verbraucht für
die Stunde etwa 150l Gas. Von 1cbm Gas gewinnt man danach
\frac{16\,.\,1000}{150}=\sim\,107 Kerzen, welche nach Obigem
15 Pf. kosten. Es kosten demnach 6000 . 16 = 96000 Kerzen
\frac{96000}{107}\,.\,15\,\sim\,135 M.
Die Rentabilität einer nach vorbeschriebenem Systeme ausgeführten elektrischen
Centralanlage würde sich wie folgt berechnen:
Eine Zwillingsgasluftmaschine von 200 effectiven Pferdestärken würde bei 120 Umgängen
in der Minute und fünffacher Expansion einen Druckluftcylinder von 400mm Durchmesser, 750mm Kolbenhub und einen Gascylinder (nach Zweitact-System) von 225mm erhalten müssen. Die Kosten einer solchen
Zwillingsmaschine können auf
24000
M.
geschätzt werden. Hierzu käme eine Dynamomaschine
20000
„
––––––––––
Summa
44000
M.
Zur Erzeugung von 600 e wären drei solcher Maschinenpaare und drei
Dynamomaschinen nöthig, so daſs sich die Kosten derselben stellen
würden auf
132000
M.
Dazu noch ein Schaltbrett
15000
„
Diversa
6000
„
Leitung im Blocksystem für 6000 Glühlampen, 25 M. pro
Lampe
150000
„
––––––––––
Gebäude
57000
„
Summa
360000
M.
––––––––––
Es würden 4 Proc. Zinsen hiervon betragen
14400
M.
7 Proc. Amortisation
25200
„
Unkosten an Personal
15000
„
––––––––––
Summa
54600
M.
Von 100 e entsprechend 100 . 1,2 = 120
i werden nach vorhin
angestellter Berechnung 80 durch Druckluft und 40 durch Gas
erzeugt. Rechnen wir einen Verbrauch an Druckluft von 14cbm und einen solchen an Gas von 0cbm,8
pro i und Stunde, wie in der
Berechnung des Wärmeeffectes der combinirten Maschine vorausgesetzt, was beides als
sehr ungünstig zu betrachten ist, so würden sich bei einem Einheitspreise von 0,7
Pf. für 1cbm Luft (welche Annahme durch die
späterhin folgende Rentabilitätsberechnung als gerechtfertigt begründet werden soll)
und 12 Pf. für 1cbm Gas, die Kosten der Druckluft
für 100 e = 120 i und Stunde wie folgt stellen:
Kosten an Druckluft
80 . 0,007 . 14
= 7,84
M.
„ „ Gas
40 . 0,8 . 0,12
= 3,84
„
„ „ Oel o. dgl. und zur Abrundung
= 2,32
„
–––––––––––––––––––––––––
Summa
14,00
M.
––––––––––––––––––––
Bei 600 e und
800 Stunden betrügen sonach die Betriebskosten
14 . 6 . 800
= 67200
M.
wozu die vorhin aus Verzinsung, Amorti- sation und
Personal-Unkosten berech- nete Summe von
54600
„
––––––––––––––––––––
käme, also betrügen die Gesammtunkosten
121800
M.
Auf die Brennstunde kämen als \frac{121800}{800}\,\sim\,150 M.,
gegenüber 135 M. bei Gasbeleuchtung.
Es kostet demnach die Glühlampenstunde
\frac{150\,.\,100}{6000}=2,5 Pf.
Wird sonach dieselbe an die Consumenten, wie es jetzt üblich ist, zum Preise von 4
Pf. abgegeben, so bleibt dem Unternehmer noch ein entsprechender Verdienst, und die
Verhältnisse liegen keineswegs ungünstiger als bei elektrischen durch Dampfkraft
unmittelbar betriebenen Centralen.
Zur Feststellung der Rentabilität lassen wir nunmehr folgen eine
Rentabilitätsberechnung.
a) Anlagekosten.
Mark
10 Maschinen je 750 i je 70000 M.
700000
Deren Aufstellung und Armaturen
30000
20 Compressoren je 10000 M.
200000
5 Windkessel je 12000 M.
60000
15 Kessel von 200qm.
Heizfläche je 20000 M.
300000
4 Generatoren je 15000 M.
60000
Einmauerung der Kessel
30000
Rohrleitung, Reparaturwerkstätte, div. Pumpen im
Maschinenhaus und Hilfsmaschinen, sowie Maschinen zur elektrischen
Beleuchtung
100000
Maschinen- und Kesselhaus mit Inspektor-
und Maschinistenhaus und 3 Essen
500000
Terrainerwerbung
200000
Rohrleitung, 20km.
1400000
Bauleitung, Versicherung u.s.w.
200000
Insgemein für Unvorhergesehenes
220000
–––––––
Summa
4000000
b) Einnahme.
Bei einer Abgabe von rund 200 Millionen Cubikmeter Luft jährlich, wie früher
berechnet, und einem durchschnittlichen Preise derselben von 0,7 Pf. für 1cbm würde sich die Einnahme jährlich auf 1400000
M. belaufen.
c) Betriebskosten.
Dieselben bestehen aus 2 Theilen: den Kosten für Kohlen zum Betriebe der
Centralstation, die wir vorhin zu 300000 M. berechneten, und den Unkosten für
Direktion, Bedienung, Reparaturen u.s.w., die mit Bezug auf maschinelle Anlagen
ähnlicher Art als die geplanten, aber dem Projecte angepaſst, mit 200000 M.
angesetzt werden können (vgl. die Betriebskosten des Dresdner Wasserwerkes).
Demnach würde sich ergeben
d) Gewinn
von 900000 M. Verwendet man diesen zu einer Verzinsung von 5
Proc. des Anlagekapitals, und zu Abschreibungen in Höhe von selbst 10 Proc. also in
Summa zu einer Ausgabe von 600000 M., so bliebe noch ein Betrag von 300000 M. übrig,
was die Vertheilung einer Super-Dividende von 7,5 Proc. ermöglichen würde.
e) Ungünstigere Annahmen.
Setzen wir den ungünstigen in erster Zeit gewiſs eintretenden Fall voraus, daſs in
den ersten vier Jahren in Folge zu geringer Zahl von Consumenten nur die Hälfte von
Druckluft zu liefern wäre, so würde sich die Rentabilität wie folgt stellen:
Einnahmen
aus der Abgabe von 100 Millionen Cubikmeter Luft
700000 M.
Ausgaben
an Kohlen für den Betrieb der halben Anlage
150000 M.
Sonstige Unkosten
190000 „
––––––––
340000 „
–––––––
bleiben
übrig Summa
360000 M.
Gewinn.
Verzichtet man in den ersten vier Jahren auf höhere Abschreibungen als 2 Proc. so
würden für
4 Proc. Verzinsung des Kapitals
160000
M.
2 Proc. Abschreibung
80000
„
–––––––––––
Summa
240000
M.
benöthigt werden, also noch 120000 M. zur Vertheilung einer
Super-Dividende von 3 Proc. übrig bleiben.
Aus der Rentabilitätsberechnung folgt auch der Nachweis für die Richtigkeit der
Behauptung des Herrn Prof. Riedler In seinem kürzlich
in Offenbach a. M. gehaltenen Vortrage, daſs es sehr wohl möglich sei, die Druckluft
zum Preise von 0,4 Pf. für 1cbm zu erzeugen, was
angenähert auch bei der Druckluftanlage in Birmingham statt hat, wo der Cubikmeter
Druckluft, bezogen auf atmosphärische Spannung und Temperatur, 0,5 Pf. kostet.
Der Pariser Einheitssatz von 1,2 Pf. für 1cbm
Druckluft erscheint für die Beurtheilung des Werthes einer städtischen
Druckluftanlage in Deutschland gar nicht maſsgebend und ist nur geeignet, dieselbe
in Miſscredit zu bringen und ihre Bedeutung gegenüber anderen Arten der
Kraftvertheilung herabzusetzen.
Die Kosten einer Druckluftanlage von 6000 ind. mit einer Rohrleitung von
24k
zu
400mm
Durchmesser und
10k
„
50mm
und 100mm Durchmesser
sind s. Z. von Herrn Ingenieur Francois (vgl. dessen Schrift: Transport et
distribution de la force motrice par l'air comprimé dans la ville de Paris
1888) auf 4000000 M. abgeschätzt worden.
In unserer Berechnung sind nur insgesammt 20km
Rohrleitung von 500mm Durchmesser bis herunter zu
50mm Durchmesser angenommen worden.
Andererseits stellten sich die Kosten einer Anlage von 6000 in Birmingham
nur auf total 3000000 M. (vgl. den Bericht des kgl. Regierungsbaumeister Fränkel in Cöln über die Anlage in Birmingham in der
Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure,
1888). Die hier angefühlte Summe von 300000 M. ist nicht richtig und beruht auf
einem Drückfehler. In der betreffenden Originalabhandlung von Sturgeon sind die Kosten zu 150000 Pfd. Sterl. =
3000000 M. angegeben.