Titel: | POLYTECHNISCHE RUNDSCHAU. |
Fundstelle: | Band 326, Jahrgang 1911, S. 445 |
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POLYTECHNISCHE RUNDSCHAU.
Polytechnische Rundschau.
Der Westinghouse-Oelmotor. Die Westinghouse-Bremsen-Gesellschaft in London baut kleine stehende
Oelmotoren, welche im Viertakte ähnlich dem Diesel-Motor
arbeiten, bei denen also der Brennstoff unter Druck in die Zylinder eingespritzt und
durch die bei der Kompression freiwerdende Hitze entzündet wird. Eine besondere
Zündvorrichtung ist deshalb nicht nötig.
Textabbildung Bd. 326, S. 445
Fig. 1.
Fig. 1 stellt einen teilweisen Querschnitt durch
einen solchen Motor dar; im Zylinderkopf befinden sich die Verbrennungskammer a und die Kammer b mit
seitlichen Erweiterungen, die vom Motorkolben am Ende seines Aufwärtshubes
überlaufen werden.
Bei dem ersten Abwärtshube des Viertaktes saugt der Kolben Luft ein, die beim
folgenden Aufwärtshube in den Kammern b und a komprimiert wird. Am Schlusse dieses Aufwärtshubes
verdrängt der Kolben die Luft teilweise aus b nach a und komprimiert die gepreßte Luft in a noch weiter, worauf hier Oel in Form eines
feinzerteilten Strahles eingespritzt wird. Das so erzeugte brennbare Gemisch
entzündet sich, wenn die Kompression eine gewisse Höhe überschreitet, infolge der
freiwerdenden Wärme, und der Arbeitshub beginnt. Wenn der Kolben hierbei einen
kleinen Weg zurückgelegt hat, gibt er den seitlichen Raum von b frei, die darin verbliebene gepreßte Luft strömt in
den Zylinder und verlängert den Verbrennungsprozeß.
Beim anschließenden Aufwärtshube werden die verbrannten Gase durch das rechts unten
in b befindliche, mechanisch gesteuerte Auspuffventil
ausgestoßen. Beim Anlassen des Motors wird ein kleiner, seitlich mit Rippen
versehener Ansatz der Verbrennungskammer a durch eine
Gebläselampe, welche auf der links sichtbaren Stütze ruht, geheizt, was etwa fünf
Minuten dauert, dann wird Oel eingespritzt und beim Ankurbeln springt der Motor an.
Um das Ankurbeln zu erleichtern, ist auf der Steuerwelle d ein Steuernocken für halbe Kompression vorgesehen; nach einigen
Umdrehungen des Motors wird die Steuerwelle verschoben und der richtige Steuernocken
tritt in Tätigkeit. Während des Anlassens des Motors wird der Luftzufluß zum
Einlaßventil in a durch einen in Fig. 1 oben angedeuteten Schieber abgeschlossen,
damit die Zylinderwände nicht zu stark abgekühlt werden. Wenn der Motor angesprungen
ist und mit Belastung läuft, wird der Schieber geöffnet. Bei halber Belastung des
Motors bleibt der Schieber teilweise geschlossen.
Die Anordnung des Oeleinspritzventils ist aus Fig. 1
links oben zu ersehen. Die Menge des eingespritzten Oels und damit die Tourenzahl
des Motors wird geregelt durch einen Regulator, der auf der Steuerwelle d sitzt, die mit halber Geschwindigkeit läuft; von der
Steuerwelle aus wird die kleine Plungerölpumpe, deren Hub vom Regulator verstellt
wird, angetrieben und liefert Oel unter Druck nach dem Einspritzventil. Der Motor
wird angehalten, indem der Oelzufluß abgeschnitten wird.
Wie oben erwähnt, sind zwei Lufteinlaßventile vorhanden, das eine befindet sich in
der Spitze der Verbrennungskammer a, das andere ist
hängend rechts in b angeordnet. Am Schlusse des
Auspuffhubes öffnen diese Ventile, und die einströmende frische Luft verdrängt aus
a und b alle
zurückbleibenden verbrannten Gase. Der eingespritzte Brennstoff findet also nur
reine Luft im Zylinder vor. Unter normalen Bedingungen sind Versager des Motors
ausgeschlossen; sie können höchstens infolge Abkühlung der Zylinderwände durch zu
viel Zusatzluft oder Undichtheit zustande kommen. Die Schmierung des Triebwerks wird
durch Eintauchen des Kolbenstangenkopfes in das im Kurbelkasten vorhandene Schmieröl
und Umherschleudern desselben bewirkt. Der Kompressionsdruck des Motors beträgt 10
at, der höchste Druck nach der Zündung 11,5–20 at je nach der Menge des
eingespritzten Oeles. Die Verbrennung ist infolge der oben erläuterten
Zusatzluftzuführung sehr vollständig; der Auspuff farblos und fast geruchlos. Der
Motor läuft normal mit 600–700 Umdr. i. d. Min., und kann bei Leerlauf bis auf 100
Umdr. reguliert werden. Der Brennstoff ist Rohöl vom spez. Gewicht 0,880, das aus
Teerrückständen usw. gewonnen wird. Der Brennstoffverbrauch beträgt etwa 290 g für
die Bremspferdestärkenstunde. [Engineering 1911, 1, S. 112–113.]
Renold.
–––––
Dampfturbinen kleinerer Leistungen. Kleine Dampfturbinen
finden vielfache Verwendung, namentlich zum Antrieb von Hilfsmaschinen für
Kondensationen, für kleinere Lichtmaschinen. Auf Schiffen pflegt man den Abdampf
dieser Turbinen meist einer Druckstufe der Hauptmaschinen zuzuführen, und kann sich
dann mit einer geringeren Oekonomie der kleinen Turbine begnügen. Im allgemeinen hat
man die ökonomische Seite dieser kleinen Turbinen etwas vernachlässigt. Die Kienast-Turbine sucht eine einfache Bauart mit einer
guten Dampfausnutzung zu verbinden. Die erste Versuchsturbine wurde von der Firma
Beige & Künzli in Taucha-Leipzig gebaut; sie ist
eine partiell
beaufschlagte Gleichdruckturbine mit Druck- und Geschwindigkeitsstufen, die durch
wiederholte Rückführung des Dampfstrahles auf dasselbe Rad wie bei der Elektra-Dampfturbine gebildet werden; nur ist hier die
Beaufschlagung radial. Bei Kondensationsbetrieb wird die Turbine mit mehreren
Druckstufen, bei Auspuff- oder Gegendruckbetrieb mit einer Druckstufe ausgeführt.
Gewöhnlich werden drei bis vier Geschwindigkeitsstufen in jeder Druckstufe
angeordnet. Nun müssen aber die Querschnitte der Umleitkanäle mit abnehmender
Dampfgeschwindigkeit zunehmen. Zu diesem Zwecke werden die Kanäle in der Höhe
zunehmend gemacht; in gleichem Maß müßten auch die Schaufeln in ihrer Höhe zunehmen,
was natürlich bei einem einzigen Schaufelkranz nicht möglich ist; doch ist der
Schaufelkranz durch Querstege in mehrere konzentrische Kreuze unterteilt, die
nacheinander (nach jeder Umleitung des Dampfstrahles) durchströmt werden. Beim
Austritt des Dampfes aus der Düse wird zuerst das äußerste Feld durchströmt; nach
dem Durchgang durch den ersten Umleitkanal das erste und zweite Feld u.s.f.
Infolgedessen kann die Breite der Umleitkanäle ziemlich die gleiche bleiben, was auf
die Stetigkeit der Dampfströmung von Einfluß ist.
Die Ausführung einer 50 PS-Turbine zeigt ein zentrisch an den Lagerbock
angeschraubtes Gehäuse ohne weitere Unterstützung. Das Rad ist fliegend auf die
Welle gesetzt und besteht aus zwei Blechscheiben, die durch die Nabe und außen durch
den Schaufelkranz in gewisser Entfernung gehalten und damit vernietet sind. Bei
Kondensationsturbinen mit mehreren Rädern sitzt noch ein weiteres Lager vorn am
Gehäuse. Das Rad läuft mit großem radialen Spiel (50–100 mm) im Gehäuse, das
achsiale Spiel beträgt 4 mm; es kommen aber gegebenenfalls nicht die Schaufeln,
sondern die Blechscheiben des Rades zum Anstreifen mit dem Gehäuse. Welle und
Schaufeln sind aus Chromnickelstahl hergestellt. Die Stopfbüchsen der Wellen
besitzen Graphitringe, die durch Schlauchfedern leicht gegen die Welle gepreßt
werden. Die Lager haben Ringschmierung; außerdem wird von der Welle durch Löcher Oel
aus dem Oelbad beim Drehen der Welle selbsttätig nachgesaugt. Die Welle wird durch
Spurscheiben an ihrer Stelle gehalten; kann aber auch achsial genau eingestellt
werden.
Die Regelung erfolgt durch Drosselung; doch sind auch von Hand verstellbare Düsen
vorgesehen. Bei größeren Turbinen werden diese vom Regulator beeinflußt. Mit den
Ueberlastungsventilen kann bei Auspuffbetrieb die volle Leistung der
Kondensationsmaschinen erreicht werden. Der Sicherheitsregulator für
Tourenüberschreitungen verbindet zunächst die Frischdampfleitung mit einem
Hilfskolben, der unter dem Ueberdruck des Dampfes das Absperrventil schließt.
In dieser Bauart wird die Kienast-Turbine bis zu 300 PS
ausgeführt. Die erste Versuchsturbine von 35 PS wurde im Mai 1910 von Prof. Josse untersucht. Es ergab sich bei einem Anfangsdruck
von etwa 12 kg/qcm abs., bei einer Anfangstemperatur von etwa 250° C und einem
Gegendruck von 1,03 kg/qcm ein Dampfverbrauch von annähernd 15 kg für eine eff.
PS/Std. entsprechend einem thermischen Wirkungsgrad von annähernd 39 v. H., was
als recht günstig bezeichnet werden muß. Die Erhöhung der Ueberhitzung scheint nur
von geringem Einfluß auf die Oekonomie dieser Turbine zu sein; bei einer Steigerung
um 20% verbesserte sich die Dampfausnutzung nur um 1/10 v. H., bei den Versuchen wurde auch
die Größe der Reibungsarbeit der Turbine bestimmt. Bei 2850 Umdr. und einem
Gegendruck von 1 at betrug die Reibungsarbeit 1,57 PS, bei 2 at Gegendruck 2,2 PS,
hierin ist indessen noch die Reibungsarbeit der Scheibe des Dynamometers, eines
Torsions-Dynamometers von Amsler-Laffon, eingeschlossen.
Die Reibungsarbeit der Turbine allein kann bei 3000 Umdr. mit 1,1 PS angenommen
werden, was bei 34 PS Effektivleistung einem mechanischen Wirkungsgrad von 97 v. H.
entspricht.
Die Versuche an der Turbine erstreckten sich auch auf die Feststellung des
Anzugsmomentes bei verschiedenen Dampfdrucken. Die Turbine wurde bei diesen
Versuchen mit einem P r o n y sehen Zaum festgebremst. Um jedoch die Ungenauigkeit
durch die Reibung der Ruhe auszuschalten, ließ man die Turbine mit ganz geringer
Umlaufzahl (50 bis 70 i. d. Min.) sich drehen. In der nachstehenden Zusammenstellung
sind die gewonnenen Resultate enthalten:
Anfangsdruckkg/qcm
Kraft an derWage kg
Drehmomentmkg
Umdrehungszahl
11,9
10,25
14,76
70
12,0
10,55
15,2
60
9,9
8,82
12,7
50
7,9
7,0
10,1
55
6,0
5,05
7,27
55
4,0
2,55
3,67
60
2,1
0,4
0,58
0
(K. Hoefer.) [Zeitschrift für das
ges. Turbinenwesen 1911, Heft 8, S. 117–120, Heft 9, S. 129–132, und Heft 11, S.
167–169.]
M.
–––––
Herstellung schallsicherer Decken und Wände. Die
Schallsicherheit wird erzielt:
1. Durch Aufhebung der durch Stoßwirkung in den Wänden und
Decken verursachten Vibration,
2. durch Verhinderung des Durchdringens der durch die Luft sich
fortpflanzenden und den Körper treffenden Schallwellen.
Der erste Zweck wird durch Verbindung der starren Decken und Wände mit weichen
Stoffen erreicht. Die Sicherheit gegen Schallübertragung durch Fortleitung der
Schallwellen wächst mit dem höheren spezifischen Gewicht und vermindert sich mit der
Elastizität des Baustoffes. Der Schallschutz ist bei einem möglichst schweren und
unelastischen Baustoff am größten. Ein großer Teil der Schallwellen pflanzt sich
nicht durch den Körper, sondern durch die in den Poren vorhandene Luft fort. Es ist
allerdings möglich, einen Teil dieser Schallwellen durch Reflexion aufzuheben. Die
Baustoffe, aus denen die Decken und Wände bestehen, wie Holz, Eisen, Stein und
Beton, sind gute Schalleiter. Man kann nur durch passende
Hilfskonstruktionen die Schallübertragung dämpfen.
Derartige Mittel sind:
1. Absonderung des Fußbodens von der Balkenlage oder der
Tragkonstruktion,
2. Absonderung der Decke vom Gebälk,
3. Vergrößerung der Deckenstärke,
4. Zusammensetzung der Decke aus mehreren ungleichen
Lagen,
5. geeigneter Fußbodenbelag.
Die Absonderung des Fußbodens von der Tragekonstruktion geschieht bei
Holzbalkendecken durch Anordnung einer Ausstakung mit Lehm- oder Sandauffüllung oder
durch Fachausfüllungen mit Kork-, Gips-, Ton-, Bimsbetonplatten und dergl. und
Auffüllung mit Sand, Asche, Kieselgur. In der Auffüllung liegen Lagerhölzer, auf
denen die Dielen befestigt sind. Zwischen den Dielen und der Auffüllung dürfen keine
Hohlräume vorhanden sein. Bei den massiven Decken wird die Auffüllung auf die
tragende Deckenplatte aufgebracht. Wenn die Auffüllung gespart werden soll, so ist
wenigstens über der Tragekonstruktion ein Belag aus Pappe, Filz und dergl. in
doppelter Lage anzuordnen.
Die Absonderung der Decke vom Gebälk wird erreicht durch Anordnung besonderer
Deckenbalken zwischen den Tragebalken der Fußkonstruktion. An diesen Deckenbalken
wird die Putzdecke aufgehängt. Man kann auch eine dünne Rabitz- oder Monierputzdecke
durch dünne Hängeschlingen an den Tragebalken befestigen. Zur Verhütung der Wirkung
der Unterdecke als Schallboden bedeckt man sie mit einer dünnen Schicht Sand, Asche,
Kieselgur oder Torfgrus.
Die Deckenstärke wird vergrößert durch Anordnung von Hohlräumen, was namentlich bei
den massiven Hohldecken durch Einlegen von Hohlkörpern zwischen den tragenden Rippen
und der über die Hohlkörper weglaufenden Deckenplatte erreicht wird. Die Hohlkörper
dienen zugleich als Putzträger. Die Hohlräume wirken nicht direkt schalldämpfend,
sondern mittelbar dadurch, daß die Herstellung einer starken und doch nicht zu
schweren Decke aus verschiedenen Baustoffen erreicht wird.
Die Zusammensetzung der Decke aus mehreren ungleichen Lagen ist besonders bei dünnen
Massivdecken ohne schalldämpfende Unterkonstruktion erforderlich. Auf der dünnen,
tragenden Betonplatte ist eine Schicht aus Schlacken- oder Magerbeton, hierüber der
Zement oder Gipsstrich mit Linoleum anzuordnen. Besser trennt man noch den
Ueberbeton und den Estrich durch eine dünne Sandschicht.
Als geeigneter Fußbodenbelag ist besonders Linoleum über einem Estrich zu
empfehlen.
Besonders wichtig ist die Auflagerung der Decken auf den Wänden.
Balken und Träger werden mit Rohpappe, Asbestpappe oder Filz umkleidet. Der Druck des
Trägers auf die Unterlage darf nicht zu stark sein. Am vorteilhaftesten ist eine
möglichst gleichmäßige Druckverteilung der ganzen Deckenplatte auf die tragende Wand
und eine Isolierung des ganzen Deckenauflagers unten und oben gegen die Wand
durch Filz oder Pappe.
Die Wände müssen möglichst stark und dicht sein. Leichtere Wände stellt man am besten
aus Stein, Beton, Rabitz- oder Gipsdielen mit durchgehenden Hohlräumen her, die mit
schalldämpfenden Stoffen, wie Torfmull, Sand und dergl. gefüllt werden. Luftkanäle,
Luftschlitze und Rohrleitungen begünstigen die Schalleitung und sind durch schlechte
Schalleiter zu isolieren. (Greiß.) [Beton und Eisen 1911, S. 121 bis 123 und 149 bis
151.]
Weiske.
Hochdruck-Wasserkraftanlage im Staate Utah. Das 16 km
südöstlich von Salt Lake City errichtete Wasserkraftwerk der Knight Power Company in Provo, Utah, ist, abgesehen von seiner langen
Druckleitung, durch seine eigenartigen Betriebsverhältnisse beachtenswert. Das Werk
wird durch einen 6,1 m hohen Staudamm gespeist, der den Wasserbedarf für
zwölfstündigen Vollbetrieb des Werkes ansammelt. Hieran schließt sich eine 7620 m
lange, auf schwierigem Gelände mit 0,2 v. H. verlegte, zum Teil durch Stollen
hindurchgeführte hölzerne Hangleitung, deren kleinste Krümmer aus Blech genietet
sind und an deren unterem Ende mit Hilfe eines T-Stücks die eigentliche 732 m lange
und 305 m Gefälle liefernde Druckleitung angeschlossen ist. Die zweite Oeffnung des
T-Stücks bildet den Anschluß an ein 3 m über dem höchsten Oberwasserstand
endigendes, 762 mm weites und 137 m langes Standrohr, welches Druckstöße aufzunehmen
und Schwankungen im Wasserbedarf auszugleichen hat. Von der Druckleitung ist nur das
untere, 61 m lange Stück aus geschweißten Rohren von 711 bis 508 mm Weite und 4,75
bis 11 mm Wandstärke zusammengesetzt, während der obere Teil bis zu einer Druckhöhe
von 42,67 m auch noch aus Holz besteht. Da nach den staatlichen Bestimmungen jede
Beeinflussung der Abflußmengen eines Wasserlaufs durch Kraftanlagen verboten ist, so
hat man in dem Kraftwerk Vorsorge für dauernd gleichmäßigen Abfluß des Wassers ohne
Rücksicht auf die Belastungsverhältnisse getroffen. Die Druckleitung teilt sich hier
in drei Stränge, von denen zwei die Turbinen speisen, während der dritte an ein
mittels eines Handrades zu öffnendes Düsenrohr angeschlossen ist. Durch dieses
fließt das Wasser bei länger andauernden Betriebsunterbrechungen ab. Die beiden
Turbinen sind als Tangentialräder von der Abu er Doble Company für je 1400 PS
Leistung bei 514 Umdr. i. d. Min. gebaut und mit 700 KW-Drehstromerzeugern
gekuppelt. Sie werden durch je eine selbsttätig regelbare Düse beaufschlagt; mit
diesen Düsen sind aber Freilaufdüsen gekuppelt, die, solange die Abflußmenge des
Flusses ausreicht, das überschüssige Wasser selbsttätig ableiten. Bei niedrigem
Wasser muß ein Staubecken am Unterwasserkanal zu Hilfe genommen werden, derart, daß
auch bei längerem Anstauen des Oberwassers ständig gleich viel Wasser abgelassen
werden kann. [The Engineering Record 1911, I, S. 334–335.]
H.
Der VI. Kongreß des Internationalen Verbandes für die
Materialprüfungen der Technik wird anfangs September 1912 in New-York und in Washington
abgehalten werden. Der wissenschaftliche Erfolg des Kongresses ist durch die Zahl
der zugesagten Berichte, sein glänzender Verlauf durch die Bemühungen des
amerikanischen Verbandes für Materialprüfung und durch die Unterstützung der
amerikanischen Großindustrie gesichert. Es werden solche Anordnungen getroffen sein,
daß die Mitglieder auch den Verhandlungen des gleichzeitig dort stattfindenden
Kongresses für angewandte Chemie werden beiwohnen können. In den nächsten Tagen wird
bereits unter Angabe der ungefähren Kosten für die Seereise und für einen 14 tägigen
Aufenthalt eine Umfrage unter den Mitgliedern des Verbandes bezüglich der allenfalls
möglichen Teilnahme erfolgen, um dem Organisationskomitee einigermaßen einen
Anhaltspunkt über die Beteiligung Europas geben zu können.