Kondensations-Einrichtungen auf der Weltausstellung in Brüssel 1910. Von Dipl.-Ing. Fritz L. Richter in Chemnitz. (Schluß von S. 755 d. Bd.) Kondensations-Einrichtungen auf der Weltausstellung in Brüssel 1910. Meß-Instrumente. Bei dem hohen Vakuum, welches heute in Kondensationsanlagen hergestellt werden muß, ist die absolute Kondensatorspannung die wichtige Meßgröße, weil die ihr entsprechende Sättigungstemperatur in ihrer Lage zu den Kühlwassertemperaturen für den erzielten Unterdruck von ausschlaggebender Bedeutung ist. Die üblichen Federvakuummeter messen den Unterdruck gegenüber der atmosphärischen Spannung entweder in der technischen at (kg/qcm) oder in der physikalischen Spannungseinheit 760 mm Quecksilbersäule. Diese Federmanometer sind für die kleinen Spannungsdifferenzen, auf die es bei hohem Vakuum ankommt, meist nicht zuverlässig genug. Außerdem benötigt man noch den äußeren Luftdruck, dessen Schwankung durchaus nicht mehr vernachlässigt werden darf und für dessen zuverlässige Messung man durchaus nicht immer eine Gelegenheit vorfindet. Textabbildung Bd. 325, S. 774 Fig. 34. Textabbildung Bd. 325, S. 774 Fig. 35. Die Firma J. C. Eckardt, Stuttgart-Cannstatt, bringt deshalb Federvakuummeter auf den Markt, die gleichzeitig mit einem Federbarometer ausgerüstet sind, und zwar in zwei verschiedenen Ausführungen. Bei der Ausführung System Naumann nach Fig. 34 zeigt der Barometerzeiger auf dem schrägen Schlußstrich den Luftdruck an, er ist in der Stellung für 760 mm gezeichnet. Für den Vakuumzeiger ist die Nullinie radial, die Linie für die Angabe des Barometerstandes, die vom Radius abweicht, gilt für 100 v. H. Vakuum. Die schrägen Linien zwischen der Anfangs- und der Schlußlinie geben auf jedem der konzentrischen Kreise eine gleichmäßige Einteilung. Der Barometerzeiger gibt den konzentrischen Kreis an, der für die Ablesung des Vakuummeterzeigers zu benutzen ist. Auf diesem gibt der letztere unter Benutzung der angegebenen Teilung dann unmittelbar das Vakuum in Prozenten des jeweiligen Luftdruckes an, indem die Veränderung des Luftdruckes durch das Instrument selbst berücksichtigt wird. Bei der Ausführung nach System Frerichs (Fig. 35) trägt der Barometerzeiger die Skala für den Vakuummeterzeiger, so daß diese mit dem Barometerzeiger verdreht wird. Ein Pfeil auf dieser Skala bildet im Verein! mit einer feststehenden Skala das Barometer, das bei der Figur 737 mm anzeigt. Der Vakuummeterzeiger wird durch den Unterdruck beeinflußt. Zufolge der Verschiebung der Skala in Abhängigkeit von dem äußeren Luftdruck, ist der Unterdruck, der von dem Vakuummeterzeiger gemessen wird, gleich der jeweils herrschenden atmosphärischen Spannung, wenn derselbe den Strich 100 v. H. auf der bewegten Skala eingeholt hat. Er würde dann also die absolute Spannung 0 messen. Der Abstand von dieser Stellung gibt an, wie weit der Unterdruck noch von dem äußeren Luftdruck entfernt ist. Als Differenz der Barometer und Vakuummetermessung gibt das Instrument unmittelbar die absolute Spannung im Vakuumraum an. Es erscheint deshalb nicht richtig, die Skala mit einer Teilung zu versehen, die v. H. des Luftdrucks angibt. Daß dies falsch ist, macht man sich am besten aus der Tatsache klar, daß für diese Skala der Vakuumzeiger immer auf 0 stehen müßte, wenn seine Feder unter der atmosphärischen Spannung steht. Nun bewegt sich dieser Vakuumzeiger nicht bei Veränderung des Luftdrucks, wohl aber die Skala. Es ist also unmöglich, daß er immer auf dem Nullpunkt der Skala steht, wenn seine Feder an atmosphärische Spannung angeschlossen ist. Vorsichtshalber ist deshalb auf der bewegten Skala der Nullpunkt nicht mit aufgenommen. Richtig ist es, auf der Skala das anzugeben, was das Instrument tatsächlich mißt. Das ist tatsächlich auch die wichtigste Meßgröße, nämlich die absolute Vakuumspannung. Der Nullpunkt liegt für dieselbe dort, wo jetzt die Zahl 100 v. H. steht- Wenn man dann als Maßeinheit das mm Quecksilber benutzt, so muß bei Anschluß der Vakuummeterfeder an die atmosphärische Spannung der Vakuumzeiger denselben Barometerstand angeben wie der Zeigerstrich am Barometerzeiger. Für den Gebrauch in der Maschinentechnik ist es aber zweifellos richtiger, die Skala für den absoluten Druck in kg/qcm zu eichen, was dann zweckmäßig auch auf die Barometerskala übertragen wird. Schließlich erscheint es noch angebracht, für den Vakuumzeiger auch eine feste Skala zu schaffen, auf der man den Unterdruck in kg/qcm ablesen könnte. Dieselbe ergibt lediglich eine Verlängerung der bereits vorhandenen Barometerskala, wenn man den Barometerzeiger mit dem jetzigen 100 v. H. Strich zusammenfallen läßt. Zweifellos ist dieses Instrument eine sinnige Ausführung, die nur eine andere Skala verlangt. Das Instrument nach Fig. 34 halte ich für weniger geeignet, da es auf den prozentualen Unterdruck weniger ankommt. Wenn das Instrument nach Fig. 35 mit einer unzutreffenden Skala auf den Markt gebracht ist, so liegt das daran, daß sich die Manometerfabriken nach den Wünschen ihrer Kundschaft richten und kein Interesse daran haben, dieselbe über Richtigkeit der Messungen zu belehren. Textabbildung Bd. 325, S. 775 Fig. 36. In beiden Fällen ergibt sich die Vakuummessung als geringe Differenz zweier an sich hoher Werte. Soll die Messung deshalb wirklich richtig sein und nicht nur scheinen, so müssen die beiden Einzelmessungen verhältnismäßig sehr genau sein. Es müssen die beiden Federwerke, die in jedem der beiden Meßinstrumente enthalten sind, äußerst zuverlässig sein. Aus diesem Grunde werden für die Unterdruckmessung häufig Quecksilberinstrumente angewandt, wenngleich es nicht zu verkennen ist, daß die Anwendung des Quecksilbers manche Unbequemlichkeit bringt. Im allgemeinen wird der Unterdruck gemessen und aus der Differenz mit dem besonders gemessenen Barometerstand der absolute Druck berechnet. Es handelt sich wieder um die geringe Differenz zweier an sich hoher Werte, die deshalb einzeln sehr genau bestimmt sein müssen. Beispielsweise dürfen die Temperaturen des Quecksilbers, welches zur Messung des Unterdrucks dient, nicht mehr vernachlässigt werden, weil sonst ein geringerer absoluter Spannungswert bestimmt wird, als er in Wirklichkeit herrscht. Man ist deshalb bestrebt, unmittelbar die absolute Vakuumspannung zu messen. Ein hierfür bestimmtes Quecksilberinstrument wird von der Firma Schäffer & Budenberg, Magdeburg, gezeigt und ist in Fig. 36 dargestellt. Es ist ein verkürztes Heberbarometer, dessen verschlossener Schenkel luftleer gemacht ist. Der Schenkellänge entsprechend beginnt das Instrument erst anzusprechen, wenn eine absolute Spannung von 0,35 kg/qcm in dem angeschlossenen Raum herrscht. Das genügt für den Bedarf der Kondensation. Da es auf den Abstand der beiden Quecksilberspiegel ankommt, und beide sich verschieben, so muß man im allgemeinen bei dem Instrument zwei Ablesungen vornehmen, die je nach der Skala addiert oder subtrahiert werden müssen. Wählt man für beide Skalen die Stelle als Nullpunkt, die sich ergibt, wenn beide Spiegel in einer Höhe stehen, so sind zwei gleiche Werte zu addieren; man kann sich dann damit begnügen, nur den einen Spiegel abzulesen, und diese Werte der Ablesung mit zwei zu multiplizieren. Diese Multiplikation mit zwei kann unmittelbar durch die Skala selbst erfolgen, indem sie im halben Maßstab aufgetragen wird. Dies ist mit der äußeren festen Skala erfolgt. Ihre Ablesung hat also eine ganz bestimmte Füllung des Instrumentes zur Voraussetzung. Diese äußere Skala ist aber insofern unzulässig, als man mit dem Instrument, welches unmittelbar die absolute Vakuumspannung mißt, nicht den prozentualen Unterdruck feststellen kann. Es gilt für diese Skala das bereits erwähnte, daß die Manometerfirma rücksichtslos den Wünschen ihrer Kundschaft folgt. Um das absolute Vakuum zu messen, dient eine zweite Skala und diese ist die einzige, deren Anwendung für das Wesen des Instruments richtig ist. Diese Messung erfolgt, wie es für den Bedarf der Technik zweckmäßig erscheint, in Hundertsteln der Einheit 1 kg/qcm. Auch hier ist gleich bei der Skala der Einzelwert mit zwei multipliziert. Um aber einen Fehler durch unrichtige Füllung beseitigen zu können, befindet sich die Skala auf einem in der Mitte angebrachten Schieber. Diesen kann man unter Benutzung der festen Skala auf den richtigen Nullpunkt einstellen, das heißt auf die Stelle, auf die sich beide Quecksilberspiegel einstellen würden, wenn der Spannungswert Null erreicht würde. Diese Einstellung erfolgt nie und man kann sie sich nur aus zwei beliebigen Ablesungen an den festen Skalen berechnen. Stimmen hier die beiden Ablesungen überein, so liegt jener Nullpunkt bei dem übereinstimmenden Zahlenwert 100. Besteht ein Unterschied, beispielsweise die Ablesung 70 an der linken und 75 an der rechten Skala, so würde der Nullpunkt an den Skalen auch um denselben Unterschied fünf verschieden liegen, das heißt bei 97,5 an der linken und den zu denkenden Wert 102,5 an der rechten Skala. Auf jeden beliebigen so vorliegenden Nullpunkt kann der Nullpunkt der beweglichen Skala eingestellt werden und dann unter Benutzung des linken Quecksilberspiegels allein die absolute Vakuumspannung abgelesen werden. Es erscheint naheliegend, die Skala auf den Schieber im einfachen Maßstab auszuführen und bei jeder Messung durch Verschieben derselben beide Quecksilberspiegel zu benutzen. Dies hat praktische Schwierigkeiten, da es sich empfiehlt, das Instrument mit dem offenen Schenkel nicht unmittelbar an den Vakuumraum anzuschließen, es vielmehr unter eine Glasglocke zu setzen, die ihrerseits an den Vakuumraum angeschlossen ist. Dadurch werden plötzliche Schwankungen von dem Instrument ferngehalten und ein sich bildender Wasserniederschlag gelangt nicht in die Meßröhre, wodurch die Messung in unbequemer Weise beeinflußt werden würde. Es kann überhaupt nicht genug darauf hingewiesen werden, daß zuverlässige Instrumente bei Vakuummessungen durchaus noch nicht zu einer zuverlässigen Messung führen. Dieselben müssen auch noch sehr zuverlässig angebracht sein. Es muß dafür gesorgt werden, daß sich nicht in der Verbindungsleitung vom Vakuumraum zum Instrument eine Wassersäule bilden kann, die bereits bei geringer Länge für das heute meist vorliegende hohe Vakuum eine unzulässige Beeinflussung der Messung hervorruft. Die Verbindungsleitung ist nie mit Luft, sondern stets mit Wasserdampf gefüllt. Sobald ein Spannungsanstieg also eine Vakuumverringerung vorliegt, steigt die Temperatur. Die gesamten Wände der Meßleitung müssen auf die höhere Temperatur gebracht werden. Sie entnehmen die Wärme durch Kondensation einer entsprechenden Dampfmenge, stellen so eine Kondenswassermenge her, die sehr leicht eine störende Wassersäule bildet. Diese ist oft gänzlich unmeßbar. Sie wird häufig dadurch unangenehm, daß Wasser in die Meßröhren der Quecksilberinstrumente gelangt und nur sehr mühsam wieder aus denselben entfernt werden kann. Sorgfältige und zuverlässige Vakummessungen sind sehr schwierig anzustellen und bedürfen einer vielseitigen scharfen Aufmerksamkeit. Es ist zweifellos schwierig, erscheint aber nicht unausführbar, zuverlässige Instrumente in solcher Weise mit dem Vakuumraum zu verbinden, daß durch die Art der Anordnung und Ausbildung des Instrumentes diese Schwierigkeit überwunden ist, so daß der Beobachter sich auf seine Ablesung verlassen kann. Dies erscheint ein erstrebenswertes Ziel. Rückkühlung. Textabbildung Bd. 325, S. 776 Fig. 37. Die Rückkühlung des bei den verschiedenen Einzelkondensationen erwärmten Wassers erfolgt in den bekannten hölzernen Kühltürmen mit natürlichem Zug. In der internationalen Maschinenhalle ist ein Kühlturm von Achille Hamon in Brüssel aufgestellt, der für 500 cbm/Std. Umlaufwasser bestimmt ist. Der Kühlturm ist unten etwa 19 m lang und 6 m breit. Eine plötzliche Verengung oberhalb des Rieselsystems ist nicht vorgenommen. Die Wasserverteilung erfolgt durch Spritzteller (siehe Fig. 38). Einzelne dicke senkrecht fallende Wasserstrahlen treffen auf horizontale Bleche und werden hier auseinander gestäubt. In der Deutschen Halle arbeitet ein Kühlturm von Eugen Blasberg in Düsseldorf. Der Kühlturm ist ebenfalls für eine Umlaufwassermenge von 500 cbm/Std. bestimmt. Er ist unten etwa 12 m lang und etwa 6,5 m breit. Der Aufbau ist prismatisch, so weit der Rieselbau reicht, und ist dann konisch fortgesetzt, ohne daß ein schneller Sprung im Querschnitt besteht. Der von Blasberg angewandte Rieseleinbau ist aus Fig. 37 ersichtlich. Die versetzt liegenden Tropfplatten haben unten eine doppelte Abtropfnase. Die Verteilung ist durch einzelne Verteilungsrinnen vorgenommen, aus denen durch Einkerbungen, die gleichmäßig über die Rinne verteilt sind, das Wasser abfließt. Blasberg hat einen Teil des Turmes mit Spritztellern nach Fig. 38 ausgeführt. Diese Verteilung wird wegen billigerer Erstehungskosten heute zumeist angewandt. Durch die gleichzeitige Anordnung soll gezeigt werden, daß die Rinnen eine gleichmäßigere Verteilung liefern als die Spritzteller. Ein Urteil läßt sich diesbezüglich indessen nicht fällen. Wie auf jeder Ausstellung befinden sich die Kühltürme nicht in ordnungsmäßigem Betriebszustand. Obwohl die Maschinen zumeist leer laufen, lassen die Maschinenfabriken möglichst viel Wasser durch ihren Kondensator hindurchgehen, da das Publikum wohl die Angabe der Vakuummeter, nicht aber die Wassermenge und den Kraftbedarf der Kondensation sieht. Als Folge hiervon wird auf jeder Ausstellung der Kühlturm mit unverhältnismäßig viel Wasser beschickt, das aber nur um unverhältnismäßig geringen Wert abzukühlen ist. Die winzige Abkühlung ist nicht die Folge einer schlechten Wirkung des Turmes, sondern wird demselben unmittelbar durch die verschiedenen beteiligten Kondensationsanlagen aufgezwungen. Für den Turm ist es nur wesentlich, in welcher Temperaturhöhe er diese Abkühlung bewirkt. Diesbezüglich können indessen die ganz abnormalen Verhältnisse, bei denen außerordentlich viel Wasser um einen winzigen Betrag abgekühlt werden, nicht als maßgeblich herangezogen werden. Textabbildung Bd. 325, S. 776 Fig. 38. In Verbindung mit jedem Kühlturm steht ein Pumpwerk, welches das warme Wasser aus einem tief liegenden Gefäß entnimmt und auf die Wasserverteilung fördert. Dieses ist notwendig, weil die Naßluftpumpen der verschiedenen angeschlossenen Mischkondensationen das Wasser nicht gegen Förderhöhe zu liefern vermögen. Diese Pumpwerke bestehen in normalen Niederdruckkreiselpumpen, die unmittelbar mit einem Elektromotor gekuppelt sind. Wesentlich neues ist auf dem Gebiete der Rückkühlung nicht zu finden. Alle einzelnen Darstellungen zusammengefaßt bietet die Weltausstellung in Brüssel auf dem Gebiete der Dampfkondensation ein ziemlich vollständiges Bild dessen, was heute ausgeführt und benutzt wird.