Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Fundstelle: | Band 326, Jahrgang 1911, S. 126 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Die Wasserkraft-Elektrizitätswerke der Stadt Mailand im
Veltlin.
Seit dem Ablauf des Vertrages mit der italienischen Edison-Gesellschaft im Jahre 1904 hat die Stadt Mailand die Deckung ihres
Strombedarfes für die Straßenbeleuchtung selbst übernommen. Sie betreibt zu diesem
Zweck ein Dampfkraftwerk, das vorläufig 12400 KW leistet, aber später auf die
doppelte Leistung ausgebaut werden soll, und hat sich ferner im Adda-Tal eine Reihe
von Wasserkräften gesichert, die zusammen etwa 40000 PS liefern können. Einige
Angaben über diese Anlagen sind nachstehend angeführt:
Name des Werkes
Le Prese
Grosotto
Mazzo
Tirano
Roasco
Mittlere Wassermenge in cbm i. d. Sek.
3,7
6,5
9,0
6,6
0,8
Gefälle in m
176,0
317,5
45,0
79,0
491,0
Leistung der Turbinen in PS
6510
20320
4050
5210
3930
Verfügbare Leistung in KW
3960
12380
2460
3170
2930
Das erste von diesen Kraftwerken, das Werk Grosotto, ist im Oktober vorigen Jahres in
Betrieb gekommen. Es soll die Schaltanlage für den ganzen hier erzeugten Strom
erhalten, derart, daß die benachbarten Werke Mazzo und Roasco durch eine 10000
Volt-Leitung, die entfernteren Werke Tirano und Le Prese durch eine 65000
Volt-Leitung daran angeschlossen werden. Das Werk Grosotto, das ein
Niederschlagsgebiet von etwa 560 qkm ausnutzt, wird durch einen gedeckten, auf 8292
m durch einen Stollen geführten, insgesamt 11,972 km langen Oberwassergraben und
drei 500 m lange Druckrohre von 1500 mm oberer und 1100 mm unterer Weite gespeist.
Seine drei Hauptturbinen leisten bei 318 m reinem Nutzgefälle und einer
Wasserzuführung von 3,2 cbm i. d. Sek. je 10500 PS und treiben Drehstrommaschinen
von 7000 KW und 10000 Volt mit 315 Umdrehungen i. d. Minute an. Die zwischen den
Hauptturbinen aufgestellten Erregerturbinen werden aus einer Querleitung gespeist,
welche die Druckrohre miteinander verbindet.
Das Werk ist durch eine 150 km lange Fernleitung an Mailand angeschlossen, welche den
1910 m hohen Mortirolo-Paß zwischen dem Veltlin und der Valcanomica überschreitet.
Die Spannung beträgt gegenwärtig 65000 Volt, soll aber, sobald die anderen Werke im
Betriebe sind, auf 72000 Volt erhöht werden. Die Kosten des Werkes ohne Maschinen
haben 5500000 M oder auf 1 PS 198 M betragen. Hierzu kommen für die Fernleitung
3520000 M und für die Maschinen- und Transformatorenanlage 5200000 M. [Zeitschrift
des Vereines deutscher Ingenieure 1910, S. 1914.]
H.
Großer Staudamm aus Eisenbeton.
Für Bewässerungszwecke ist im Tale des La Prele-Flusses. 24 km weit von der nächsten
Eisenbahnhaltestelle Douglas, Wyoming, ein Staudamm aus Eisenbeton errichtet worden,
welcher nicht allein seiner Abmessungen wegen, sondern auch wegen der Einzelheiten
seiner Konstruktion alle Beachtung verdient. Der an der Krone annähernd 100 m lange,
nach der Sohle hin auf etwa 33 m Länge abnehmende Damm besitzt eine größte Höhe von
39,62 m und besteht aus einer unter 40° gegen die Wagerechte geneigten, aus
plankenähnlichen Eisenbetonbalken zusammengesetzten Wand, deren Teile zwischen
Stützmauern von je 5,5 m Mittenentfernung eingebettet sind. Die Dicke der so
gebildeten Stautafel nimmt von der Dammsohle nach der Krone hin von 1372 mm bis auf
305 mm ab. Die Stützmauern sind an ihren unteren Enden allmählich bis auf 4,4 m
verdickt, so daß sie einen sicheren Anschluß an den Unterbau erhalten, und haben an
den oberen Enden 1180 mm Dicke. Zwischen ihnen befinden sich an geeigneten Stellen
Säulen, welche die seitliche Standfestigkeit zu erhöhen bestimmt sind. Der Damm ist
zum Teil als Ueberfall ausgebildet und trägt oben einen Fußgängersteg, unter welchem
das Wasser durchfließen kann. Durch Auflegen von Planken kann aber die Stauhöhe bis
zur Dammkrone gesteigert werden. Bemerkenswert ist auch der Unterbau, welcher auf 25
m Länge der Dammsohle nicht auf dem Felsen, sondern auf wenig tragfähigem Geschiebe
aufsitzt. Er besteht aus einer durchlaufenden Eisenbetonplatte, welche an den
schwächsten Stellen nicht unter 1,15 m Dicke besitzt und an dem Stauende durch eine
3–6 m tief hinabgeführte Mauer gegen Unterwaschungen geschützt wird. Auch an dem
Ablaufende befindet sich eine solche Sicherung, welche aber nicht bis auf den
tragfähigen Grund reicht. Durch diese Konstruktion wird die Widerstandsfähigkeit des
Dammes gegen Fortschieben durch den Wasserdruck außerordentlich erhöht. Das Ganze
bildet ein zusammenhängendes, durch zahlreiche Rundeisen verstärktes Bauwerk, das
trotz seines wesentlich geringeren Gewichtes an Sicherheit derjenigen eines
gemauerten, vollen Dammes kaum nachstehen dürfte. [Engineering News 1910, II, S.
499–500.]
H.
Zuschriften an die Redaktion.
(Ohne Verantwortlichkeit der Redaktion.)
Hochgeehrte Redaktion!
Laut Mitteilungen: „Explosionsmotoren mit Einführung verdampfender
Flüssigkeiten“ (Heft 1 und 2 d. Bd.) ist Herr Dr. K.
Schreber bestrebt, Explosionsmotoren mit hoher Kompression und entsprechend
großem wirtschaftlichen Wirkungsgrade in die Praxis einzuführen. Dasselbe habe ich
lange Jahre angestrebt. Es war und bleibt meine Ueberzeugung, daß die Praxis früher
oder später die Nützlichkeit der Wassereinspritzung in bezug auf die
Wirtschaftlichkeit und deren Unschädlichkeit auf die Dauerhaftigkeit der Maschine
erkennen und die Wassereinspritzmotoren schließlich allgemein einführen müsse. Die
Bestrebungen des Herrn Schreber rücken vielleicht meine
Voraussagung um einen Schritt der Erfüllung näher. Aus diesem Grunde begrüße
ich mit Freude die Wiederaufnahme und die neuen Erfolge der Wassereinspritzung, wie
ich auch jede Kritik meiner Arbeiten, soweit diese sachlich und der Sache fördernd
wären, begrüßen würde. In einigen Bemerkungen des Herrn Schreber finde ich jedoch einige irrtümliche Auffassungen über meine
Motoren, die einer Richtigstellung bedürfen.
Im zweiten Absatz, Punkt 13 der Schreberschen
Veröffentlichung wird mir der Vorwurf gemacht, als hätte ich bei der Ausarbeitung
der mir gestellten Aufgabe die Forderung der Theorie nicht erkannt. Der ganze
Entwicklungsvorgang meines Motors beweist aber, daß er aus theoretischen
Untersuchungen entsprungen ist. Schon im Jahre 1893 (Zeitschrift des Vereins
deutscher Ingenieure 1893, Seite 34) habe ich theoretisch nachgewiesen, daß nicht
nur der indizierte, sondern – was bishin nicht erkannt war – auch der effektive
Wirkungsgrad des
Explosionsmotors mit beliebiger Erhöhung der Kompression wächst und meines Wissens
ich das erstemal als Konstruktionsprinzip aufgestellt habe, „daß man eine aus praktischem Gesichtspunkte noch erlaubte möglichst
hohe Kompression anwenden soll“ (a. a. O. S. 39). Dieses Ergebnis
der Theorie wollte ich praktisch verwerten; bei meinen Versuchen mit hoher
Kompression bin ich jedoch bald auf die Hindernisse der Frühzündung gestoßen, die
mich auf den Gedanken der Wassereinspritzung geführt haben. Bevor ich mich jedoch
dieses Hilfsmittels bedient hätte, habe ich den Einfluß der Wassereinspritzung auf
den Wirkungsgrad theoretisch untersucht (Zeitschrift des Vereins deutscher Ing.
1898, S. 893). Erst nachdem diese Untersuchungen zu dem Resultate geführt haben, daß
bei Explosionsmotoren die Gase während der Kompression ohne nennenswerte Einbuße des
Wirkungsgrades gekühlt werden dürfen, habe ich als nach meinem Dafürhalten die
einfachste, verläßlichste und vollkommen entsprechende Ausführung das Ansaugen von
Wasserstaub gewählt.
Meine Maschinen sind auch für Gasbetrieb verwendet worden und ist daher nicht nötig
einen in bezug auf Wasserverbrauch ohnehin unstatthaften Vergleich zwischen
Maschinen anzustellen, von denen die eine mit Gas, die andere mit Benzin betrieben
wurde.
Ueber Versuche mit Gas berichtet Prof. Schimanek in der
Zeitschrift des Vereins deutscher Ing. 1903, S. 81. Aus der Zahlentafel 4 (S. 87)
stellt sich für die untersuchte 16 PS-Gasmaschine bei Vollbelastung ein
Wärmeverbrauch von \frac{6,9227\,\times\,5000}{17,03}=2032 WE
heraus. Laut einer Bemerkung des Prof. Schimanek
(Mitteilungen über Forschungsarbeiten Heft 13, S. 80) verringert sich der
Gasverbrauch um 3,4 v. H. bei Anwendung eines entsprechenden Mischventils. Der
Wärmeverbrauch war also bloß 1955 WE.
Die bisherigen Versuche des Herrn Schreber haben nicht
bewiesen, daß die komplizierte Art der Wassereinspritzung während der Kompression
gegenüber der einfachen Art, des von mir bevorzugten Ansaugens irgendwelche Vorteile
hätte. Im Gegenteil, ich vermute, daß die erforderliche innige Mischung mit
Wasserstaub, bei großen Zylinderabmessungen bei der Einspritzung während der
Kompression Schwierigkeiten machen dürfte.
Was die bei meinen Motoren benötigte Wassermenge anbelangt, bemerke ich, daß mit dem
Wasser sehr gespart werden kann und daß bei den Versuchen nicht auf einen geringen
Wasserverbrauch geschaut wurde. Es wäre übrigens an der Versuchsmaschine durch
Anbringung eines guten Wasserzerstäubers an der Saugleitung leicht festzustellen ob
und um wieviel größere Wassermenge zur Erzielung desselben Effektes nötig wäre als
die bei den bisherigen Versuchen verbraucht wurde. Der Unterschied kann keinesfalls
so groß sein, daß daraus auf die Dauerhaftigkeit der einen und auf die Zerstörung
durch Rost und Kesselstein der anderen Maschine gefolgert werden könnte. Wäre diese
Gefahr bei meinen Maschinen vorhanden, so bliebe davon die Schrebersche Maschine auch kaum verschont. Ich kann aber Herrn Schreber beruhigen, daß diese Gefahr nicht vorliegt,
denn sonst könnte ich mich nicht auf mehrere Wassereinspritzmotore berufen, die seit
zehn bis zwölf Jahren fortwährend im Betrieb und deren Zylinder noch rund und sauber
sind. Nur sandiges und sehr hartes Wasser nebst Gebrauch von schlechtem Schmieröl
sind für die Zylinder schädlich. Ein solches Wasser kann den Zylinder in unglaublich
kurzer Zeit zugrunde richten. Aus einigen solchen vorgekommenen Fällen ist der
Schlachtruf entstanden, womit man so erfolgreich gegen meinen Motor ins Feld zog,
und womit es gelungen ist, eine gute Sache tot zu machen. Die Geschichte dieses
vernichtenden Feldzuges gehört aber nicht hierher in das Blatt des technischen
Schaffens, ich habe darauf überhaupt nur hingewiesen, um die richtige Antwort auf
die Frage zu geben, die Herr Schreber aufgeworfen hat,
warum meine Maschinen auf dem Markte sich nicht halten konnten.
Hochachtungsvoll
Donát Bánki.
Sehr geschätzte Redaktion!
Zu meinem größten Bedauern hat Herr Prof. Banki meine
Kritik seiner ausgeführten Maschine mit einer Kritik seiner theoretischen Arbeiten
verwechselt. Ich sage an der von Herrn Banki
angeführten Stelle wörtlich: „Banki hat, wie ich
schon damals ausgeführt, zwar den richtigen Gedanken gehabt, ihn aber nicht
vollständig durchgearbeitet.“ Die Sätze meiner theoretischen Arbeit (dieses
Journal 320), auf welche ich mich berufe, lauten: (l. c. S. 33, Spalte 2) „. . .
ist die Wassereinspritzung in die Explosionsmaschinen immer und immer wieder
aufgetaucht, bis auf den unten zu besprechenden Vorschlag von Banki, aber jedesmal ohne jedwedes Verständnis für
die Eigenschaften der Gase und Dämpfe“ und (l. c. S. 34 Spalte 2) „Der
einzige, welcher diesen Wert der Wassereinspritzung [gemeint ist das
Unschädlichmachen der Kompressionswärme durch das eingeführte Wasser] erkannt
hat ist Banki, und deshalb ist auch die von ihm
entworfene Maschine die einzige von den vielen mit Wassereinspritzung
arbeitenden, welche bisher Erfolg gehabt hat“.
Ich meine, diese Sätze beweisen hinreichend, daß ich das Verdienst Bankis niemals unterschätzt, sondern stets freudig
anerkannt habe.
Die Forderung, mit möglichst wenig Wasser auszukommen, findet sich aber in Bankis Veröffentlichungen nirgends; sie ist zuerst von
mir aufgestellt worden. Hier habe ich die Theorie weiter ausgebildet, und diesen
Punkt meine ich mit den Worten: „Banki hat den
richtigen Gedanken zwar gehabt, ihn aber nicht vollständig durchgearbeitet“. Nur so kommt ja überhaupt ein
Fortschritt zustande, daß die Nachfolgenden auf den Schultern ihrer Vorgänger
stehen.
Dieser Fortschritt in der Theorie ist äußerst wichtig. Die Thermodynamik ergibt ihn
als so selbstverständlich, daß ihn Herr Banki
jedenfalls ohne weiteres anerkennt, vielleicht selbst schon, ohne es zu sagen,
gekannt hatte, ehe ich ihn veröffentlicht habe. Auch aus der Zahlentafel I des Herrn
SchimanekZeitschr. d. V. d. I. 1903, S. 82 oben. ist er leicht
herauszulesen.
Die Versuche bestätigen ihn. Die Versuchsergebnisse mit den verschiedenen Banki-Maschinen wurden um so günstiger, je weniger
Wasser eingespritzt. Ich gebe in der nachfolgenden Tabelle aus den mir bekannt
gewordenen Versuchen mit Banki-Maschinen für die
jedesmalige Maximalbelastung den auf die Pferdestärke bezogenen Wasser- und
Wärmeverbrauch, und schließe meine Versuchsresultate an.
PS
Wasserverbrauch
Wärmeverbr.
Meyer
25
1,30 kg
2430 WE
Jonas
26
1,07 „
2250 „
Schimanek
17
0,61 „
2032 „
Schreber
10
0,10 „
2026 „
Man erkennt, wie mit abnehmendem Wasserverbrauch die Wärmeausnutzung besser wird. Die
angegebenen Zahlen sind allerdings nicht ohne weiteres zu vergleichen. Die ersten
beiden sind im Betrieb mit Benzin, die letzten beiden im Betrieb mit Leuchtgas
gewonnen. Doch ist dieser Unterschied nicht so schlimm, da Benzin-Luft und
Leuchtgas-Luft gemischt nahezu gleich zündfähig sind, also theoretisch ungefähr
gleiche Wassermenge gebrauchen. Der Hauptunterschied liegt in der verschiedenen
Größe der Maschinen, die immer kleiner werden. Kleine Maschinen gebrauchen aber,
wenn sonst alles dasselbe ist, mehr Wärme als große. Es ist also in Wirklichkeit die
Verbesserung der Wärmeausnutzung bei kleiner werdender Wassermenge noch erheblicher,
als sie die Zahlen unmittelbar ergeben. Bei der letzten Reihe kommt noch hinzu, daß
die Maschine nur zu dreiviertel ihrer Stärkstleistung belastet war, während die
übrigen die Maximalleistung aufweisen; dadurch erscheint die letztere noch wieder
ungünstiger gegen die anderen. Die Versuche bestätigen also die aus der
Thermodynamik abgeleitete und von mir zum ersten Mal veröffentlichte Forderung: möglichst wenig Wasser.
Die Thermodynamik verlangt zur Erzielung des gesuchten Effektes, d.h. zur Vermeidung
von Selbstzündungen eine ganz bestimmte Wassermenge. Jedes Tröpfchen, welches mehr
eingespritzt wird, schadet sowohl, wie eben gezeigt, wärmetechnisch als auch nach
der Meinung der Praktiker noch mechanisch. Ich freue mich, von Herrn Banki zu hören, daß mehrere seiner Maschinen schon zehn
bis zwölf Jahre laufen, ohne daß das zuviel eingespritzte Wasser den Schaden
angerichtet hat, der ihm allgemein vorgeworfen wird, und bedauere, daß er diese
Mitteilung erst jetzt macht und nicht schon längst gemacht hat. Sicherlich wären mir
dadurch meine Versuche sehr erleichtert worden. Mir ist eben auch von vielen Seiten
unter Berufung auf die „Erfahrungen“ an Banki-Maschinen der Einwurf gemacht worden, daß das eingespritzte Wasser Anlaß
zu Kesselstein- und Rostbildung gäbe. Um diesem Einwurf entgegenzutreten, war ich
gezwungen, auf die Bedeutung des Unterschiedes der in der Banki-Maschine nötigen Wassermenge auch in dieser Beziehung aufmerksam zu
machen, mehr jedenfalls, als wenn jenes Gerücht über die Banki-Maschine nicht im Umlauf wäre.
Erreicht man die beabsichtigte Kompression mit der thermodynamisch unbedingt nötigen
Wassermenge, so muß sämtliches Wasser im Raum verdampfen, ohne daß irgend ein
Tröpfchen an die Wandung gelangt; es kann kein Kesselstein abgesetzt, kein Rost
gebildet, kein Schmieröl in seiner Wirkung verhindert werden, vergl. Nr. 14 meiner
Arbeit. Je mehr Wasser eingespritzt wird, um so größer ist die Möglichkeit, daß
Tröpfchen an die Wandung fliegen und dort schädlich wirken. Man darf es keinem
Ingenieur verdenken, wenn er die Möglichkeit eines solchen Schadens voraussetzt, und
es ist Aufgabe der Verfechter des Gedankens der Wassereinspritzung, zu beweisen, daß
ein solches Mißtrauen unberechtigt ist. Ich habe diese Aufgabe zu lösen versucht,
indem ich auf die äußerst geringe Menge Wasser hinwies, mit der mir der stoßfreie
Betrieb meiner Maschine möglich ist. Wenn selbst bei den großen Wassermengen, welche
die Banki-Maschinen nötig haben, diese so lange Jahre
unzerstört laufen, um so besser für mich, dann ist der Betrieb bei mir erst recht
ungefährlich.
Selbstverständlich ist, daß man, um mit so geringen Wassermengen auszukommen, eine
ganz besonders vollkommene Zerstäubung des Wassers nötig hat. Meine Arbeit während
der Versuche hat im wesentlichen darin bestanden, eine Zerstäubungsvorrichtung zu
finden. Ich habe sie jetzt und kann jeden noch so großen Raum vollständig
gleichmäßig kühlen. Ich habe meine Versuche nicht eher abgeschlossen, als bis ich
dieses Ziel erreicht hatte.
Zur Zeit, als ich DiagrammeDa in den Diagrammen
der Maßstab an der Atmosphärenlinie beginnt, so kann der Anschein erweckt
werden, als ob die Entfernung des Maßstabes von der Explosionslinie die
Größe des Kompressionsraumes darstellen solle. Ich benutze diese
Gelegenheit, nachträglich darauf aufmerksam zu machen, daß das nicht der
Fall ist, daß vielmehr jene Entfernung ganz willkürlich getroffen ist, und
die Atmosphärenlinie so weit verlängert wurde, daß die Lage des Nullpunktes
erkannt werden konnte. von der Form Fig. 2 bekam, hatte ich eine
derartige Zerstäubungsvorrichtung noch nicht, und ich vermute, daß diese Form
zustande gekommen ist, weil ein Teil des Gemisches gar nicht und der andere zu sehr
gekühlt ist, so daß in beiden die Zündgeschwindigkeit merkliche Unterschiede zeigt.
Diagramme 3 und 4 beweisen vollständig gleichmäßige Kühlung des ganzen Gemisches.
Beachtet man die von der Theorie gestellte Forderung des richtigen Zeitpunktes für
den Beginn des Einspritzens, so kann man mit meiner Vorrichtung, wie schon gesagt,
beliebig große Räume vollständig gleichmäßig kühlen.
Ihr ergebenster
Dr. K. Schreber.