Titel: | Schnell laufende Dampfmaschinen. |
Fundstelle: | Band 300, Jahrgang 1896, S. 194 |
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Schnell laufende Dampfmaschinen.
(Fortsetzung des Berichtes S. 169 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Schnell laufende Dampfmaschinen.
Eine umlaufende Kolbenmaschine von Alex. Kossuth in
Warschau, deren Cylinder radial gestellt und zu einem um eine wagerechte Achse
drehbaren Kranz vereinigt sind, veranschaulichen die Abbildungen (Fig. 20 und 21).
Die an ihren Lagern K drehbare und mittels Bolzen k feststellbare hohle Achse A ist in der Mitte mit einer quer laufenden Scheidewand a versehen, auf deren einen Seite ein Kanal a1, zur anderen ein
Kanal a2 für Ein-
bezieh. Ausströmung des Dampfes durch die Wandung der Achse nach aussen geht. Der
Dampf tritt durch einen Stutzen M in die Höhlung der
Welle A und nach vollbrachter Arbeit durch einen
gleichen, auf dem rechten Ende der Welle angeordneten Stutzen aus.
Der von den Cylindern B gebildete Kranz z ist auf die Achse A
drehbar aufgeschoben und gegen seitliche Verschiebungen durch Stellringe H gesichert, welche zugleich zur Abdichtung gegen die
Achse dienende, mittels Schrauben k1 je nach Bedarf angepresste Packungen i halten. Jeder einfach wirkende Cylinder B (es sind sechs vorhanden) hat in seinem Boden zwei
Oeffnungen b1b2 und enthält einen
Kolben C, an dem das Ende einer Stange D gelenkig angreift. Die anderen Enden dieser Stangen
sind mit einem den Cylinderkranz umgebenden Schwungring E gelenkig verbunden, der durch Schraubenfedern F o. dgl., welche an ihm bei f beweglich
angreifen, mit dem Cylinderkranze z gelenkig gekuppelt
ist. Den Schwungring E umgibt eine Riemenscheibe G, die durch radiale Arme mit dem Cylinderkranze fest
verbunden ist. Die Cylinder B haben zu dem Zwecke
Flanschen g, an welchen die Riemenscheibenarme
festgebolzt sind. Die Riemenscheibe kann auch durch eine Seilscheibe oder ein
Zahnrad ersetzt werden.
Zum Ingangsetzen der Maschine stellt man zunächst die Achse A in ihren Lagern K so ein, wie Fig. 20 erkennen lässt,
und lässt Dampf durch M in die Höhlung der Welle
treten. Derselbe strömt durch a1 und b1 in den rechten wagerechten Cylinder B, dessen Kolben nach auswärts drängend, so dass,
da der Schwungring E aus seiner zur Achse centrischen
Lage seitwärts so weit nach rechts geschoben wird, dass sein Schwerpunkt von der
Mitte O der Achse A um OO2 absteht, der
Cylinderkranz in Umdrehung kommt. Hiernach dreht man mittels geeigneter Vorrichtung
die Achse A im Sinne des Fig. 20 ersichtlichen
Pfeiles so weit nach links herum, bis der Kanal a1 nicht ganz um 180° verlegt ist. Während dieser
Drehung strömt stets Dampf aus dem Kanäle a1 in die folgenden Cylinder B, drängt deren Kolben nach einander auswärts und verlegt den Schwerpunkt
des Ringes in der angegebenen Weise, wodurch die Maschine in Gang bleibt.
Textabbildung Bd. 300, S. 193
Kolbenmaschine von Kossuth.
Wenn die Achse A um nahezu 180° verdreht ist, wird sie
festgestellt und es wirken dann die theilweise auch durch Expansion nach auswärts
getriebenen Kolben der Cylinder beim Durchlaufen des oberen Halbkreises hebend auf
den Schwungring ein, während die den unteren Halbkreis der Drehbewegung
durchlaufenden Kolben durch den gehobenen Schwungring und durch die Federn einwärts
gedrängt werden. Der Dampf wird dann, da inzwischen die Cylinderöffnung b2 über den
Austrittskanal a2
gekommen ist, aus den unteren Cylindern herausgetrieben.
Während die jeweilig unteren Cylinder den letzten Theil des unteren Halbkreises
durchlaufen, ist die Austrittsöffnung a2 abgesperrt und es findet Compression des Dampfes
statt. Dann erfolgt wieder, wie vordem, Dampfeintritt und es findet der beschriebene
Vorgang von Neuem statt.
Da der frei bewegliche Schwungring direct auf die Kolben einwirkt, versieht er den
Dienst eines astatischen Regulators, welcher die Geschwindigkeit der Maschine
regelt.
Um die Maschine in wechselnder Richtung laufen zu lassen, ist nur nöthig, die
Ausströmungsöffnung a2
symmetrisch zur Einströmung a1 anzuordnen.
Eine Dampfturbine, bei welcher nicht nur die lebendige Kraft des gespannten Dampfes,
sondern auch die viel wirksamere Spannkraft desselben zum Antriebe ausgenutzt wird,
hat Franz Kamper in Wien unter Nr. 84156 vom 21.
Februar 1895 in Deutschland patentirt erhalten.
Die Turbine kann mit innerer oder äusserer Beaufschlagung arbeiten. Im ersteren Falle
tritt der Dampf, wie Fig. 22 und
23 ersichtlich,
durch die hohle Welle W in das Leitrad L, um von hier durch im Mantel desselben angeordnete
Aussparungen a in den Stoss des Dampfes aufnehmende
Säcke s und behufs Abgabe seiner Spannkraft in an die
letzteren anschliessende Kanäle k geleitet zu werden.
Nachdem der Dampf die spiralförmig gewundenen Kanäle k
durchströmt und die Drehung des Cylinders c bewirkt
hat, verlässt derselbe bei o das Rad.
Textabbildung Bd. 300, S. 194
Dampfturbine von Kamper.
Um den gleichmässigen Gang des Laufcylinders zu erzielen, sind die von den Säcken s ausgehenden Kanäle gleichmässig nach rechts und links
gerichtet, so dass kein seitlicher Druck die Achslager belastet.
Zu den Dampfausströmungen a (Fig. 23) führen die aus
Klappen gebildeten Leitflächen ll1. Die Klappe l ist
gelenkig mit der Kurbel u und einer im Innern der
hohlen Welle W liegenden kleinen Welle w verbunden, welche auf ihrem äusseren Ende einen
Handhebel h trägt. Durch Verstellung des letzteren wird
die bewegliche Klappe l der festen Klappe l1 mehr oder weniger genähert, so dass auf diese Weise,
da die Klappen so breit sind als das Laufrad hoch ist, die Regulirung der
ausströmenden Dampfmenge möglich wird. Die Klappe l
wird zweckmässig aus einem elastischen Material – aus einer grossen Anzahl dicht an
einander gepresster Stahl- oder Messingdrähte o. dgl. – gebildet.
Das Leitrad sitzt fest auf der unbeweglichen Welle W,
während der Laufcylinder c, den Kranz des ersteren mit
Ringen r umfassend, um die Welle rotirt und zur
Verminderung der Reibung zwischen ihm und dem Leitrade möglichst auf den seitlichen
Lagern A aufruht.
Die Einstellung der Bewegung des Laufrades geschieht durch Absperrung der an den
Rohrstutzen t zu befestigenden Dampfleitung.
Die mit äusserer Beaufschlagung arbeitenden Turbinen sind mit einem äusseren Leitrad,
sowie einem Lauf- und Rücklaufcylinder versehen, welcher auf der festen (hier
massiven) Welle rotirt und von zwei selbständigen, über einander liegenden, Spiralen
Hohlgangsgruppen durchsetzt ist. Das Leitrad ist zur selbständigen Speisung jeder
Hohlgangsgruppe in zwei Abtheilungen geschieden.
Die Hohlgänge können auch in Schraubengängen, deren Windungen über einander gelegt
sind, oder in anderen, den jeweiligen Verhältnissen entsprechenden Formen angeordnet
sein.
Louis Bollmann in Wien treibt zum Zwecke verminderter
Umdrehungsgeschwindigkeit und möglichster Ausnutzung des Dampfes durch Expansion das
Turbinenrad nicht direct mit Dampf, sondern überträgt die während der Ausströmung
des letzteren entwickelte lebendige Kraft auf eine Gewichtsmenge von Luft, welche
viel grösser als jene des Dampfes ist und dann mit massiger Geschwindigkeit auf
die Turbinenschaufeln wirkt (D. R. P. Nr. 84908 vom 15. Januar 1895).
In Fig. 24 sind A und B kreisrunde Platten einer als 5pferdig bezeichneten
Dampfturbine, welche zwischen sich einen Spalt bilden, dessen Weite mittels des
Handrades d genau nach Bedarf eingestellt werden kann.
Zu dem Zwecke ist A mit einer Hülse a versehen, in welche ein Zapfen b der Platte B eingepasst
ist, der sich mittels der durch eine Stopfbüchse gehenden Spindel D mit zwei Gewinden von verschiedener Steigung mittels
des Handrades d ein- oder auswärts schieben lässt. Die
Hülse b ist innen cannelirt, um einen Weg für den durch
das Rohr E eintretenden Kesseldampf in den Spalt zu
bilden. Der Dampf strömt in Form einer sehr dünnen Platte (0,09 mm dick) in den
Mischungsraum (zwischen den Platten k1 und k2), in welchen Luft
theils vom Centrum und theils durch Seitenöffnungen einströmt. Letztere können
mittels drehbarer, rostartig durchbrochener runder Schieber behufs Regulirung der
von beiden Seiten zuströmenden Luftmenge mehr oder weniger geöffnet werden. Nächst
dem Spalte entsteht nämlich eine Luftverdünnung, welche die Luft energisch
einsaugt.
Textabbildung Bd. 300, S. 194
Fig. 24.Turbinenrad von Bollmann.
In Folge der eigenthümlichen Wirkung der Platten AB
expandirt Dampf von 10 at Spannung im Spalte bis auf 0,29 at und vermindert dabei
seine Temperatur von 180° auf 68° C. Der aus dem Spalte mit etwa 1084 m in der
Secunde strömende Dampf mischt sich sofort innig mit der im Verhältniss 1 : 40
zuströmenden Luft, so dass, wenn letztere zum Beispiel eine Temperatur von 10° C.
hat, das Gemisch von Luft, Dampf und condensirtem Wasser etwa 30° haben wird. Die
Luft wurde daher erwärmt und ausgedehnt, somit ein weiterer Theil des Dampfes
condensirt. Hierdurch wird das Volumen des Gemisches vergrössert und ein weiterer Theil der
Dampfwärme in lebendige Kraft umgesetzt, welche die Geschwindigkeit der Strömung des
Gemisches noch weiter beschleunigt.
Textabbildung Bd. 300, S. 195
Fig. 25.Turbinenrad von Bollmann.
Die Turbine besteht in der vorliegenden Anordnung aus drei Laufrädern T1T2T3 und ebenso vielen
Leitringen L1L2L3, wodurch bei dem
angenommenen Verhältniss des Gewichtes des ausströmenden Kesseldampfes zu jenem der
zuströmenden Luft von 1 : 40 die Tourenzahl 820 in der Minute wird. Die Form und
Anordnung der Schaufeln sind Fig. 25 im Schnitt durch
den mittleren Schaufelkreis dargestellt.
Das Gemisch strömt von H durch die feststehenden
Leitschaufeln L1 in die
Laufradschaufeln T1,
dann in den zweiten Leitkranz L2, worin die Stromrichtung wieder umgekehrt und das
Gemisch in das nächste Laufrad T2 geleitet wird. Vom letzten Laufrade T3 strömt die Mischung
in den kreisförmigen Raum S und dann durch das
Abzugsrohr S1 nach
aussen.
Das dreifache Laufrad ist am Ende der Welle W befestigt,
welche in der Nabe des Ständers H und rechts in einem
geeigneten Lagerbock geführt ist. Der Ring L, welcher
die drei Reihen Leitschaufeln enthält, ist zweitheilig und am Ständer H befestigt.
Eine besonders wesentliche Eigenthümlichkeit der Erfindung besteht darin, dass der
dünne Dampfstrahl sich scheibenförmig in radialer Richtung gleichförmig ausbreitet,
wodurch einerseits die Uebertragung seiner lebendigen Kraft auf die Luft gefördert
wird, andererseits das Gemisch direct und gleichmässig in die Turbinenschaufeln
eintritt. Anstatt scheibenförmig kann der Strahl auch mehr oder weniger kegelförmig
gebildet werden, wenn man die Platten AB und K1K2 entsprechend
ausbildet. Auch kann derselbe aus einer Anzahl feiner, radialer oder kegelförmiger
Strahlen bestehen; ebenso können auch zwei oder mehrere solcher flachen Strahlen
gemeinschaftlich wirken.
Eine mehrstufige Dampfstrahlturbine von Henry Alonzo
House in East Cowes (England) und Robert Rintoul
Symon in London veranschaulichen Fig. 26 und 27.
Die Lager der Kraftwelle A bestehen aus nabenähnlichen,
auf Böcken A2 montirten
Angüssen A1 des als
Cylinder für die Turbinenkörper dienenden Gehäuses I1. Die Turbinenkörper sind bei der dargestellten
Ausführungsform als ein einziger, auf der Welle A
befestigter, aus mehreren Abtheilungen bestehender Körper B gegossen, von denen die mittlere Abtheilung den grössten Durchmesser
besitzt, während die anderen, symmetrisch zu beiden Seiten der letzteren liegenden
Abtheilungen paarweise gleiche, aber stufenweise abnehmende Durchmesser haben. Auf
dem äusseren Umfange jeder Abtheilung sind Schaufeln angeordnet, von denen
diejenigen C der mittleren Abtheilungen den kleinsten
Rauminhalt besitzen, während die Schaufeln DE... der
anderen Abtheilungen, von der mittleren ausgehend, an Rauminhalt in gleichem
Verhältniss zunehmen, wie die Durchmesser der Kranzabtheilungen abnehmen. Diese
Zunahme kann entweder durch radiale Vertiefung oder axiale Verbreiterung der Kammern
bewirkt werden. Selbstverständlich sind die Kammern der einzelnen Abtheilungen
gegen die der anderen durch besondere Cylinderwandungen (F1G1) abgeschlossen.
Textabbildung Bd. 300, S. 195
Dampfstrahlturbine von House.
Der bei M2 zuströmende
Dampf gelangt zunächst mit voller Spannung in die Schaufeln C, und zwar je nach Stellung der Zweiwegehähne M durch die Kanäle C2 entweder in der einen oder anderen Richtung,
welche wenig von der Tangente zu dem Umfange der Schaufel, d.h. aus der Senkrechten
zu den Trennungswänden der einzelnen Schaufeln nach dem Centrum hin abweicht. Der
Dampf entweicht alsdann aus den Kammern, welche unter den Zuleitungskanälen hinweg
getrieben werden, in die von den Cylinderwandungen gebildeten Ringkanäle O und expandirt. Mit seiner jetzigen, geringeren
Spannung strömt der Dampf dann durch die in den Wandungen F1 vorgesehenen Oeffnungen F und durch die Bohrungen H2 weiterer Hähne in die an Inhalt
grösseren Kammern D der an Durchmesser kleineren
Turbinen. Hier wird er in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, als
Betriebsmittel ausgenutzt, um dann in die Ringkammern G
auszupuffen. Nach weiterer Expansion in den letzteren strömt der Dampf durch die in
den Wandungen G1
vorgesehenen Oeffnungen und die Bohrungen K weiterer
Hähne in die Kammern E. Nach seiner Ausnutzung strömt
der Dampf schliesslich in Ringkanäle J, aus welchen er
durch die Rohre K1 nach
dem Condensator oder in die Atmosphäre entweicht.
Um den Dampf gegen sämmtliche Schaufeln immer im gleichen Sinne strömen zu lassen,
müssen sämmtliche Hähne M durch eine gemeinsame
Vorrichtung gleichzeitig in demselben Sinne gedreht werden können. Dies wird durch
den die ganze Maschine umhüllenden Eisenmantel N
bewirkt, welcher, um die Angüsse A1 des Cylinders drehbar, mittels eines geeignet
angeordneten Handgriffes bewegt werden kann. Diese Bewegung wird dann auf die durch in dem Mantel
vorgesehene Schlitze greifenden Hebel M1 sämmtlicher Hähne M
übertragen.
Aus Vorstehendem ist erklärlich, dass dem Dampfe, seinem Expansionsgrad entsprechend,
immer grössere Flächen zur Wirkung geboten werden und die jeweilige Wirkung an einem
Hebelende geltend wird, welches geeignete Umlaufsgeschwindigkeit besitzt.
Ueber Versuche an Dampfturbinen, System de Laval (1894
293 * 204, 1895 296 * 25),
welche in Deutschland bekanntlich von der Maschinenbauanstalt Humboldt in Kalk bei Köln gebaut werden, berichtet Compère, Director der Pariser Gesellschaft zur
Ueberwachung von Dampfkesseln in den Mémoires de la Société
des ingénieurs civils, October 1895.
Die Versuche betreffen zunächst eine von der Firma Bréguet in Paris erbaute Dampfturbine mit Condensation, welche bei einer
Dampfspannung von 8 at normal eine Leistung von 100 entwickelt und auf der
Ausstellung in Bordeaux zum Betreiben von Dynamomaschinen der elektrischen
Centralstation diente.
Die von der Turbine mittels Riemen betriebenen beiden Luftpumpen des Condensators
können, wenn die Turbine ohne Condensation arbeiten soll, ausgeschaltet werden.
Den Arbeitsdampf lieferte ein Babcock-Wilcox-Wasserröhrenkessel von 132 qm
Heizfläche. Die Länge der 70 mm weiten, auf ihrer ganzen Länge mit einer
Wärmeschutzmasse umhüllten Dampfleitung vom Kessel zur Turbine betrug 34,20 m.
Die Ergebnisse der am 20. und 24. August vorgenommenen Versuche sind in der
nachfolgenden Tabelle zusammengestellt:
Versuch 1.Normal-leistung
Versuch 2.HalbeLeistung
Dauer des Versuches in Stunden
7
8
Gesammter Speisewasserverbrauch in k
6371
4392
Condenswasser aus der Leitung in k
85,45
96,10
Gesammter Dampfverbrauch der Turbine in k
6285,55
4295,50
Dampfverbrauch in der Stunde in k
897,94
537
Kesselspannung in at
10,5
11,0
Dampfspannung über dem Regulator- ventil in at
8,05
8,06
Dampfspannung unter dem Regulator- ventil in
at
7,85
7,88
Luftleere am Ausgang der Turbine in cm
67
65,88
„ im Condensator in cm
70,50
68,76
Minutliche Umdrehungszahl der Dynamo
1278
1297,5
„ „ „
Turbine
12780
12975
Gesammtleistung in Watt
61318,69
29304,2
Dampfverbrauch für 1 Kilo-Watt in k
14,65
18,32
„ „ 1 elektr. in k
10,78
13,48
Leistung der Turbine in
98
49,6
Dampfverbrauch für 1 /Stunde in k
9,16
10,82
Weitere Untersuchungen, welche Compère an einer
75pferdigen, theils mit einer ganz geringen Luftleere arbeitenden Turbine anstellte,
liessen erkennen, dass der Dampfverbrauch der Turbine nur von der Höhe der
Dampfspannung und dem Querschnitte der Dampfdüsenöffnungen, keineswegs jedoch von
der Austrittsspannung des Dampfes abhängt. Durch letztere wird lediglich die
Kraftwirkung des Dampfes in der Turbine beeinflusst.
Um deshalb bei geringerer Leistung möglichst ökonomisch zu arbeiten, muss man die
Dampfdüsen entsprechend einstellen und eine Herabminderung der Spannung des
Arbeitsdampfes durch Drosselung vermeiden.
Diese Thatsache wird auch von Vinçotte, Director der
belgischen Gesellschaft zur Ueberwachung von Dampfkesseln, welcher bezügliche
Versuche an einer 10pferdigen Dampfturbine anstellte, bestätigt.
Die Düsenöffnungen können je nach der von der Turbine verlangten Leistung durch die
aussen mit Handrad versehene Spindel, welche im Düsengehäuse in eine konische Spitze
ausläuft, mehr oder weniger geöffnet bezieh. ganz geschlossen werden.
In neuerer Zeit verwendet de Laval zur Regulirung des
Kraftverbrauches von Dampfturbinen, namentlich des Verbrauches beim Leerlauf oder
bei nur geringen Leistungen der Turbine, das Fig. 28
ersichtliche Mundstück (D. R. P. Nr. 81783). In dem mit A bezeichneten Mundstück ist eine Spindel B
derart angebracht, dass ein divergirender, für die Expansion des Dampfes berechneter
Kanal zwischen der inneren Wandung des Mundstückes und der Spindel entsteht. Die
Spindel ist nach vorwärts und rückwärts beweglich, wodurch der kleinste Querschnitt
des genannten Kanals geändert und dieser somit dem verschiedenen Kraftbedarfe
angepasst werden kann. Entspricht letzterer nur der Leergangsarbeit der Maschine, so
versperrt die Spindel den Kanal vollständig, indem ein Ansatz B1 derselben gegen die
Kante A1 des
Mundstückes zu liegen kommt. Die Spindel ist mit einem divergirenden Kanal versehen
und bildet dadurch selbst ein Dampfmundstück, dessen Dimensionen für den kleinsten
Kraftbedarf der Maschine (beim Leergang) ermittelt sind.
Textabbildung Bd. 300, S. 196
Fig. 28.de Laval's Turbinenmundstück.
Den obigen Ausführungen scheint die Wirkung des auf ein Drosselorgan arbeitenden
Regulators entgegenzustehen, doch ist demgegenüber zu bemerken, dass letzterer nur
zum Ausgleich geringerer Schwankungen in der Umdrehungszahl der Turbine dienen und
eventuell das Durchgehen derselben verhindern soll.
Nach Ansicht von Compère lässt sich übrigens der
Dampfverbrauch der Turbinen noch weiter vermindern, sobald ohne Gefährdung der
Sicherheit eine grössere Centrifugalkraft möglich ist. Bei den jetzt gebauten
Dampfturbinen beträgt die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades nur etwa drei Viertel
der theoretischen Dampfgeschwindigkeit, welche sich aus der Neigung der
Dampfzuleitungsdüsen ergibt.
Ueber Abmessungen und Dampfverbrauch von de Laval'schen
Turbinen, welche mit einer Spannung des Einströmdampfes von 6 at arbeiten, finden
sich Revue industrielle, 1894 S. 244, folgende
Angaben:
Leistung der Turbine
Pferdestärken
5
10
15
30
Gesammtes Gewicht in k
130
200
235
410
Gewicht für 1 in k
26
20
16
14
Länge in m
0,795
0,915
1,000
1,135
Breite in m
0,365
0,485
0,485
0,620
Höhe in m
0,730
0,880
0,880
1,020
Minutliche Umdrehungen
3000
2400
2400
2000
Dampf verbrauch für 1 /Stunde:
a) mit Auspuff
22,5
22,5
22,5
22,5
b) mit Condensation
16,3
15,9
15,5
15,5
Die Maschinenfabrik Oerlikon bremste nach der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1895 S.
1192, eine Turbine von 5,5 und fand bei 3stündigem Betrieb 15,7 k für 1
effective und Stunde, was bei einer so kleinen Maschine als sehr günstiges
Ergebniss zu bezeichnen ist.
In Stockholm, dem Wohnorte des Erfinders, bremsten Prof. J.
E. Cederblom, Inspector Gust. Uhr und
Assistent Erik Andersson eine 50pferdige Dampfturbine
und stellten einen Verbrauch von 8,95 k und 1,21 k Kohle für 1 effective und
Stunde fest.
Die Maschinenbauanstalt Humboldt in Kalk bei Köln,
welche, wie bereits bemerkt, die de Laval'schen
Dampfturbinen in Deutschland baut, garantirt für 100pferdige Turbinen 8,3 k, für
200pferdige 7,5 k für 1 effective W und Stunde, wenn
Dampf von 10 at und Condensation benutzt werden. In Frankreich und Schweden
(Stockholm) besteht eine eigene Actiengesellschaft, Société
de Laval, welche bis Ende 1893 schon etwa 180 Stück Dampfturbinen geliefert
hatte.
Die bisher gewonnenen Versuchsergebnisse lassen erkennen, dass die de Laval'sche Dampfmaschine hinsichtlich des
Dampfverbrauches den besten Kolbendampfmaschinen zur Seite gestellt werden kann.
Theoretisch muss der Dampfverbrauch derartiger Turbinen kleiner sein als der unserer
Kolbenmaschinen, da namentlich die schädlichen Einflüsse der Cylinderwandungen in
Fortfall kommen und auch der Verwendung hoch überhitzten Dampfes geringere
Hindernisse im Wege stehen.
Zum Betreiben elektrischer Lichtmaschinen dient die Fig.
29 im Grundriss ersichtliche liegende Verbunddampfmaschine von Smit und Co., die nach den Engineering entnommenen Mittheilungen in Revue
industrielle vom 11. Januar 1896 S. 19 mit 200 minutlichen Umdrehungen und
einer anfänglichen Spannung des Arbeitsdampfes von 8,5 bis 10 k arbeitet.
An dem kastenförmigen Maschinenbett sind die Cylinder von 230 bezieh. 340 mm
Durchmesser für 300 mm gemeinschaftlichen Kolbenhub hinter einander liegend, und
zwar der Niederdruckcylinder freischwebend befestigt.
Textabbildung Bd. 300, S. 197
Fig. 29.Verbunddampfmaschine von Smit und Co.
Die in zwei nachstellbaren Lagern geführte Kurbelwelle trägt drei Riemenscheiben von
je 1400 mm Durchmesser und 225 mm Breite. Ein einziges Excenter bethätigt die zur
Dampfvertheilung dienenden Flachschieber beider Cylinder. Zu dem Zwecke ist die
Excenterstange, wie bei amerikanischen Schnelläufern gebräuchlich, mit einer
Schwinge verbunden, welche mittels kurzer Lenkstange an die Spindel des zum
Hochdruckcylinder gehörigen Schiebers angeschlossen ist, während eine noch
angreifende längere Schubstange eine zweite Schwinge bethätigt, durch welche mittels
Lenkstange die Spindel des zum Niederdruckcylinder gehörigen Schiebers hin und her
bewegt wird.
Behufs Entlastung der Schieber sind dieselben von Gehäusen umgeben, welche, in die
betreffenden Schieberkasten eingepasst, die ersteren mittels je einer Feder auf die
Gleitflächen der Cylinder drücken und verhüten, dass der Arbeitsdampf auf den Rücken
der Schieber wirken kann, deren Inneres, wie gewöhnlich, mit dem Auspuffkanale in
Verbindung steht.
Zur Schmierung der Schieber dient eine Oelpumpe mit sichtbarer Tropfenbildung, welche
mittels Sperrklinkenmechanismus von der erstgenannten Schwinge aus bewegt wird.
Textabbildung Bd. 300, S. 197
Fig. 30.Verbunddampfmaschine von Raworth.
Ein Tangye-Regulator bewirkt das selbsthätige Abschneiden des Einströmdampfes beim
Reissen des Treibriemens.
Eine einfach wirkende Verbunddampfmaschine mit Drehschiebersteuerung von John Smith Raworth in Streatham (England) ist Fig. 30 dargestellt.
Der am Ende des Schieberkastens d eintretende Dampf
strömt durch den schwingenden Vertheilungsschieber g
und den Kanal d1 in den
von einem Dampfmantel a1 umgebenen Hochdruckcylinder a. Nähert sich
der Kolben m dieses Cylinders seiner höchsten Stellung,
so überschreitet er die im Kreise angeordneten Bohrungen a3, wodurch ein Ausgleich zwischen Cylinder a
und Aufnehmer l geschaffen wird. Letzterer steht durch
Oeffnungen l1 (Fig. 31 und 32) mit den Räumen l2 des Schieberkastens
in Verbindung. Vor Beendigung des Aufwärtshubes wird durch den Niederdruckschieber
h der zwischen Hoch- und Niederdruckcylinder
liegende Kanal e2
geöffnet, bis bei etwa ½ bis ¾ des Kolbenhubes die Absperrung erfolgt, worauf der im
Hochdruckcylinder verbleibende Dampf durch Oeffnungen l3 in den Aufnehmer l strömt.
Auch der Niederdruckkolben überschreitet bei seinem Abwärtshube im Kreise angeordnete
Bohrungen b1, durch
welche der Dampf nach erfolgter Expansion schliesslich in den Auspuffraum k und in den Auslasstutzen k gelangt. Während dieser Zeit strömt der Dampf aus dem Hochdruckcylinder in den
Aufnehmer über, dessen Druck unverändert bleibt, weil er mit der oberen Seite des
Hochdruckkolbens beständig in Verbindung steht.
Beim Heben des Niederdruckkolbens n wird für den über
dem Kolben zurückbleibenden Dampf ein Ausweg durch das Rohr i und die Ausströmhöhlung des Schiebers h,
welch letztere die beiden Kanäle e2e3 überragt, geschaffen.
Die Schieber g und h werden
durch an den Enden ihrer Spindeln befestigte Hebel mittels Excenter und Stangen
bewegt.
Textabbildung Bd. 300, S. 198
Verbunddampfmaschine von Raworth.
Zur Regelung der Geschwindigkeit dient ein von der Kurbelwelle getragener
Kugelregulator, welcher das Excenter entsprechend einstellt, doch kann auch ein auf
die Dampfeinströmung wirkendes Drosselventil gewöhnlicher Art benutzt werden.
Während des Niederganges des Hochdruckkolbens gelangt der Dampf aus dem Aufnehmer l über den Kolben m. Bei
Maschinen ohne Condensation kann die Verbindung durch Löcher im Deckel a4 constant erhalten
bleiben, bei solchen mit Condensation ist es zweckmässiger, diese Verbindung durch
die Bohrungen a3 zu
einer unterbrochenen zu machen.
Der Mantel a1 wird durch
eine mit dem Schieberkasten d in Verbindung stehende
kleine Bohrung mit Frischdampf gespeist und das Condensationswasser bei jedem Hube
in einer kleinen Aushöhlung des Niederdruckschiebers gesammelt, um, durch eine
ähnliche Bohrung und die Bewegung des Schiebers rund herumgeführt, durch einen
kleinen, in die Auspuffhöhlung e5 führenden Kanal auszutreten.
In den Deckel des Niederdruckcylinders ist, um Wasser oder übermässigen Dampfdruck
nach dem Aufnehmer ll2
abzulassen, ein Entlastungsventil eingesetzt.
Die Cylinder werden von einem hohlen, kegelstutzförmigen Rahmen t getragen, dessen Durchbrechungen durch einen
Blechmantel t1 verdeckt
sind, welcher ein Ansammeln des Spritzöles in das die Kurbel umschliessende Gehäuse
x ermöglicht.
Die Lager der Kurbelwelle werden durch Keile und Anzugsschrauben geschlossen
gehalten.
Fig. 33 und 34 veranschaulichen
Einzelheiten einer schnell laufenden stehenden Dampfmaschine mit zwei Hochdruck- und
zwei Niederdruckcylindern von Charles Brown und Emile Mertz in Basel, bei welcher je ein Niederdruck-
und ein Hochdruckcylinder über einander angeordnet sind.
Die Kolben B bezieh. B1 des einfach wirkenden Hoch- bezieh.
Niederdruckcylinders (AA1) jeder Maschinenseite sind auf gemeinschaftlicher Stange C befestigt, deren unteres Ende mit einem zwischen zwei
Lappen d des Maschinengestelles geführten Kreuzkopf D verbunden ist, an dessen Enden Lenkstangen E angreifen, deren andere Enden mit dem Arme f je eines Winkelhebels F
gelenkig verbunden sind. Die Winkelhebel F sind auf
zwei im Maschinengestelle G drehbar gelagerte Zapfen
F1 aufgesteckt und
die zweiten Arme f1
derselben durch Pleuelstangen H mit den beiden um 180°
zu einander versetzten Kurbelzapfen ii1 der Welle I
verbunden.
Die Kolben der beiden Cylinderpaare arbeiten jeweilen nur in dem einen
abwärtsgehenden Sinne, und zwar abwechselnd, d.h. wenn das eine Paar seinen
Arbeitshub vollzieht, vollführt das andere seinen Leerhub, so dass die Maschine wie
eine doppelt wirkende arbeitet, die Organe derselben jedoch immer nur in dem einen
Sinne beansprucht werden.
Die Steuerung der Maschine geschieht durch Kolbenschieber, die für jedes Cylinderpaar
von gleichem Durchmesser und auf derselben Stange L
angeordnet sind. Der Arbeitsdampf strömt durch das geöffnete Ventil P, den Drehschieber Q und
die Leitung R in die beiden Schieberkasten K, deren Kolbenschieber die Steuerung derart besorgen,
dass jedes Cylinderpaar AA1 wie eine Verbunddampfmaschine arbeitet und die Kolben BB1 des einen
Cylinderpaares ihren aufwärts gehenden Leerhub vollziehen, während jene des anderen
Cylinderpaares ihren abwärts gehenden Vollhub ausführen und umgekehrt.
Jede Schieberstange L ist durch ein passendes
Excentergelenk mit den Enden eines gleicharmigen Hebels M verbunden, der auf einem am Maschinengestell G befestigten Zapfen m lose aufgesteckt ist.
Der eine Arm dieses Hebels ist ferner durch die Stange N mit einem auf der Welle I befestigten
Excenter O verbunden, wodurch die abwechselnde Auf- und
Abwärtsbewegung der beiden Stangen L mit ihren
Kolbenschiebern erreicht wird.
Textabbildung Bd. 300, S. 198
Dampfmaschine von Brown und Mertz.
Um etwaige Stösse in den Organen LMNO zu vermeiden, ist
noch an der Verlängerung der einen Schieberstange L ein
Cylinder S mit seitlichen Oeffnungen s zum Eintreten von Luft befestigt, in welchen ein am
Maschinengestell G angeordneter Kolben T hineindringt. Durch die beim Abwärtsgange der Stange
L und des Cylinders S
erfolgte Comprimirung der zwischen Kolben T und
Cylinderboden vordem eingesaugten Luft wird dieser und der Aufwärtsbewegung der
anderen Stange L ein Widerstand entgegengesetzt,
welchen das Excenter O immer nur während der einen und
derselben Hälfte seiner Rotation zu überwinden hat.
Der in einem Gehäuse Q1
untergebrachte Schieber Q ist ebenso wie dieses mit
seitlichen Oeffnungen q versehen, welche behufs
Regulirung des Dampfzutrittes je nach der mittels Stange z und Hebel y vom Regulator bewirkten Drehung
des Schiebers mehr oder weniger geschlossen werden.
Das im unteren Theile des geschlossenen Maschinengestelles befindliche Schmieröl
dient zur selbsthätigen Schmierung der Maschine.
(Schluss folgt.)