Titel: | POLYTECHNISCHE RUNDSCHAU. |
Fundstelle: | Band 327, Jahrgang 1912, S. 108 |
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POLYTECHNISCHE RUNDSCHAU.
Polytechnische Rundschau.
Ein neues Dampfturbinensystem wurde kürzlich von dem
bekannten Elektrotechniker Tesla in Amerika konstruiert
und praktischen Versuchen unterworfen.
Während in den zurzeit gebräuchlichen Dampfturbinensystemen der Dampf seine Energie
an die Schaufeln des Rotors abgibt, wobei stets Stoßverluste auftreten, wird bei der
Turbine von Tesla die Reibung des Dampfes benutzt, um
seine Energie zu übertragen. Auf diese Weise sollen Stöße und Erschütterungen
vermieden werden, wodurch der Gesamtnutzeffekt wesentlich verbessert würde.
Textabbildung Bd. 327, S. 108
Fig. 1.
Textabbildung Bd. 327, S. 108
Fig. 2.
Bei der Maschine von Tesla gehen die Richtungs- und
Geschwindigkeitsänderungen des Dampfes vollkommen sanft und allmählich vonstatten,
da sie nicht zwangläufig sind, sondern nur durch die Reibung bedingt werden. Die in
Fig. 1–4
dargestellte Turbine besitzt gar keine Schaufeln, sondern nur einen Rotor, welcher
aus einer Anzahl dünner, in geringem Abstand voneinander auf der Welle sitzenden
Stahlscheiben besteht. Der Dampf, welcher diesem Scheibenrotor ungefähr tangential
zugeführt wird, streicht zwischen den einzelnen Scheiben hindurch und nimmt infolge
seines Adhäsionsvermögens und seiner verhältnismäßig geringen Viskosität die
Scheiben in seiner Bewegungsrichtung mit, so daß der Rotor anfängt, sich zu drehen.
Fig. 1 und 2
stellen eine Versuchsturbine von 200 PS-Leistung dar, deren Rotor aus 25
Stahlscheiben von 457 mm ∅ besteht. Da die Dicke der Stahlscheiben nur je 0,8 mm
beträgt, so hat der Rotor die außerordentlich geringe Länge von nur 80 mm. Er
ist in einem Gehäuse eingeschlossen und die Welle außerhalb des Gehäuses
gelagert.
In Fig. 3 bedeuten B und
B' die Dampfeintrittsöffnungen, die abwechselnd für
beide Drehrichtungen verwendet werden können. Ein großer Vorzug der Tesla-Turbine ist nämlich ihre leichte Reversierbarkeit.
Die Turbine dreht sich rechtsläufig oder linksläufig, je nachdem die Beaufschlagung
durch die Düse B oder B'
erfolgt. Befindet sich die Maschine im Ruhezustand, so wird der Dampf den durch die
Richtung des Pfeiles markierten Weg einschlagen, um durch die sektorförmigen
Ausschnitte in den Scheiben nach den Austrittskanälen im Gehäuse zu gelangen. Der
Rotor wird durch die dabei auftretende Dampfreibung in immer schneller werdende
Drehung versetzt. Dabei ändert sich auch der Weg des Dampfes sowohl absolut wie
relativ zur Scheibe. Der Dampf wird allmählich eine Spirale mit vielen Windungen
beschreiben, bis er zu den Austrittsöffnungen in der Nähe der Achse gelangt. Er
sucht sich seinen Weg selber, d.h. er wird immer den Weg wählen, der ihm den
geringsten Widerstand bietet.
Textabbildung Bd. 327, S. 108
Fig. 3.
Textabbildung Bd. 327, S. 108
Fig. 4.
Bei schneller Drehung der Rotorscheiben hat der Dampf einen verhältnismäßig langen
Weg zurückzulegen, bis er zu der Austrittsöffnung gelangt – in der in den Fig. 1 u. 2
dargestellten Maschine beispielsweise 5 m – so daß er genug Zeit findet, seine
Energie durch Reibung zu übertragen. Geschwindigkeit und Druck des Dampfes nehmen
natürlich wie bei einer gewöhnlichen Dampfturbine gegen den Austrittsquerschnitt hin
ab in dem Maße, wie die Energie übertragen wird. Die dargestellte 200 PS-Turbine,
welche in der Edison Waterside Station in New York
aufgestellt ist, arbeitet mit einer Dampfeintrittsspannung von 8¾ at und einer
Geschwindigkeit von 9000 Umdr. i. d. Min.
Sie ist nur 1,52 m hoch, 0,5 m breit und 0,9 m lang und arbeitet mit Auspuff. Der
Dampfverbrauch f. d. PS und Stunde beträgt bei der Versuchsturbine noch etwa 14,5
kg. Das Gewicht der Maschine beträgt nur 180 kg, also nur 0,9 kg f. d. PS. Dieses
außerordentlich geringe Gewicht sowie die leichte Umsteuerbarkeit dürften die Turbine als
Schiffsmaschine außerordentlich geeignet erscheinen lassen. Durch Einführung von
Kondensation und Ueberhitzung hofft Tesla das Gewicht
noch weiter herunterzudrücken, sowie die Wirtschaftlichkeit bedeutend zu erhöhen, so
daß sich ein Dampfverbrauch von etwa 6 kg erzielen ließe.
Eine weitere Versuchsmaschine, welche mit einem Gemisch von Rohölverbrennungsgasen
und Wasserdampf betrieben wurde, hat 110 PS erzielt, hätte aber wahrscheinlich noch
mehr leisten können, wenn die Welle nicht zu schwach gewesen wäre. Es werden sich
also dieser neuen Turbine auch als Oelturbine günstige Aussichten bieten. Infolge
ihrer baulichen Einfachheit und Betriebssicherheit wird sie vielleicht berufen sein,
auf dem Gebiet des Dampfturbinenbaues revolutionierend zu wirken.
––––––––––
Großes Diesel-Tankschiff. Wie die englische Zeitschrift
„The Motor Boat“ mitteilt, wird auf der Germaniawerft in Kiel zurzeit ein
Oeltankschiff mit Diesel-Motorenantrieb für Rechnung der
Deutsch-Amerikanischen Petroleum-Gesellschaft gebaut.
Das Schiff besitzt ein Deplacement von 15000 t bei einer Länge von 160 m, einer
Breite von 20,12 m und einer Seitenhöhe von 12,5 m. Zwei Diesel-Motoren von 3500 PS sollen dem Schiff eine Geschwindigkeit von zehn
Seemeilen erteilen.
––––––––––
Der englische Linienschiffskreuzer „Lion“, welcher
im Jahre 1909/10 auf Stapel gelegt wurde, erledigt zurzeit im Kanal seine
Probefahrten.
Die Versuche dürften ein erhebliches Interesse beanspruchen, weil die „Lion“
alle bisherigen Konstruktionen in bezug auf Deplacement, Maschinenstärke,
Geschwindigkeit und Bewaffnung weit überbietet. Der „Engineering“
veröffentlicht in der Nummer vom 5. Jan. 1912 nebenstehende Tabelle, die die rapide
Größenentwicklung der englischen Linienschiffskreuzer veranschaulicht: Wenn man die
vorstehenden Werte als Ordinaten zu den Jahrgängen als Abszissen aufträgt und so die
mittleren Größenentwicklungskurven zeichnet, so ergäbe sich für die mutmaßliche
Entwicklung der englischen Linienschiffskreuzer in den folgenden Jahren bis 1916
folgendes Bild:
Der im Jahre 1914 von Stapel zu lassende Typ würde eine Länge von 280 m, eine Breite
von 35,7 m, ein Deplacement von 40000 t, eine indizierte Leistung von 95000 PS und
eine Geschwindigkeit von 30 kn erhalten. Für das Jahr 1915 ergäben sich als
Hauptdaten: Länge 304 m, Breite 37,6 m, Deplacement 44000 t, indizierte Leistung
105000 PS, Geschwindigkeit 31 kn, und für das Jahr 1916: Länge 328 m, Breite 40 m,
Deplacement 49000 t, indizierte Leistung 115000 PS, Geschwindigkeit 32 kn. Die
Armierung dieser Schiffe, welche im Jahre 1910 gegenüber 1904 eine Verbesserung um
100 v. H. aufweist, müßte im Jahre 1916 eine weitere Steigerung um 50 v. H.
gegenüber 1910 zeigen.
Es ist ganz klar, daß die Weiterentwicklung der modernen Linienschiffskreuzer
nicht auf dem von England vorgezeichneten Wege weitergehen kann. Es müßte das
Bestreben der Konstrukteure sein, bei im übrigen gleichen Abmessungen wie bisher den
Gefechtswert der Schiffe weiterhin zu erhöhen. Die Möglichkeit hierzu würde in der
Einführung großer Diesel-Maschinen oder Oelturbinen liegen, welche weit geringeren
Raum und Gewicht beanspruchen würden wie die bisherigen Dampfkraftanlagen. Die
Schiffe könnten sogar kleiner gebaut werden als bisher und dabei doch eine höhere
Geschwindigkeit entwickeln.
Stapel-lauf
Schiffs-klasse
Länge
Breite
Deplace-ment
Indiz.Leistung
Geschwin-digkeit
Bewaffnung
m
m
t
PSi
kn
1904
BlackPrince
157
24,1
13550
23500
22,33
Sechs 9,2''Zehn 6''22 kleinere
1905
Natal
157
24,1
13550
23500
22,3
Sechs 9,2''Vier 7,5''26 kleinere
1906
Minotaur
161
24,4
14600
27000
23,0
Vier 9,2''Zehn 7,5''24 kleinere
1907
Invincible
174
25,7
17250
41000
25,0
Acht 12''Sechszehn 4''5 kleinere
1909
Indefatig-able
182
26,2
18750
43000
25,0
Acht 12''Sechszehn 4''6 kleinere
1910
Lion
216
29
26360
70000
28,0
Acht 13,5''Sechszehn 4''6 kleinere
Durch den Fortfall der großen Schornsteine würde auf Deck viel Raum für schwere
Artillerie verfügbar, der Raum könnte weit besser ausgenutzt werden als bisher und
der Quotient aus \frac{\mbox{Armierung}}{\mbox{Eigene
Zielfläche}} würde bedeutend verbessert werden. Es würde sich also ein
Schiffstyp ergeben, der bei kleineren Abmessungen, kleinerer Zielfläche, kleineren,
fast verschwindenden Aufbauten, geringer oder ganz fehlender Rauchentwicklung eine
bedeutend verstärkte Armierung, größere Geschwindigkeit, einen um ein Vielfaches
vermehrten Aktionsradius besäße, stets fahrtbereit und unabhängig von
Kohlenstationen wäre. Je früher eine Marine hier einsetzen würde, um so eher würde
sie den scheinbaren Vorsprung wieder ausgleichen, den England zurzeit gewonnen
hat.
––––––––––
Das Projekt eines Torpedobootzerstörers mit
Diesel-Motorenantrieb wurde in der Society of Naval
Architects von Mr. Davison besprochen. Der
Vortragende verglich den im Jahre 1900 gebauten Torpedobootzerstörer Paul Johns mit
einem vollkommen gleich gebauten Schiff, das statt der Kolbendampfmaschinen Diesel-Motorenantrieb erhalten würde. Paul
Johns besitzt ein Deplacement von 470 t und nicht ganz 8000 PSi. Das neue Projekt sieht eine Ersetzung der beiden
Vierfach-Expansionsmaschinen und Thornycroft-Kessel durch
drei Nürnberger achtzylindrige Zweitakt-Oelmaschinen vor. Danach würde das Schiff
also drei Schrauben bekommen.
Die Zylinder der Nürnberger Oelmaschinen haben 480 mm ∅ und 500 mm Hub; die
Umdrehungszahl beträgt 350 i. d. Min. Jede der drei Maschinen besitzt eine Länge von
etwa 10 m, eine Breite von 1,5 m, eine Höhe von 3 m und ein Gewicht von 47 t.
Nach dem Einbau der Oelmaschinen würde der Maschinenraum im Schiff eine um 12 m
geringere Länge beanspruchen.
Eine Nebeneinanderstellung der einzelnen Daten des Projekts ergibt folgenden
Vergleich:
JetzigeKolben-maschine
Oel-maschine
J. PS
7700
8300
W. PS
7000
7200
Gewicht der Hauptmaschinenanlage kg
204000
144000
Gewicht f. d W.
PS „
29
20
Aktionsradius bei 10 kn u. 180 t Brennstoff Sm
1700
10000
Brennstoffverbrauch f. d. W. PS bei 16 kn kg
1,36
0,270
Aktionsradius bei 28 kn u. 180 t Brennstoff Sm
630
2950
Brennstoffverbrauch f. d. W. PS bei 28 kn kg
1,06
0,225
Maschinenpersonal
54
21
Brennstoffverbrauch auf der Fahrt jährlich (20000
Sm) t
2100
360
Jährlicher Brennstoff für Hafenbetrieb „
300
300
Jährlicher Gesamtverbrauch „
2400
660
Kosten des Brennstoffes an der Westküste M
78000
19000
Besoldung des Maschinenpersonals „
92000
39000
Reparaturen
jährlich „
41000
8200
Diese Aufstellung zeigt die außerordentlichen Vorteile des Oelmaschinenbetriebes. Wir
wollen aber nicht unterlassen, darauf hinzuweisen, daß wir derartige Vergleiche für
nicht ganz angebracht halten, da sie ein ganz und gar unzutreffendes Bild von den
tatsächlichen Verhältnissen geben. In Wirklichkeit liegt nämlich der Fall für die
Oelmaschine noch viel günstiger. Der Vortragende sagte nicht, was er mit den
verfügbar gewordenen 12 m Schiffslänge und mit den 60 t Ersparnis an
Maschinengewicht beginnen will. Es geht jedenfalls nicht an, Dampffahrzeuge einfach
in Motorfahrzeuge unter Beibehaltung des bisherigen Schiffskörpers umzubauen und
dann Vergleiche zwischen beiden Ausführungsformen anzustellen. Das Motorfahrzeug muß
vielmehr von Grund aus neu entworfen werden, muß unter Umständen sogar eine
vollkommen neuartige Form erhalten, die der Eigenart des Oelmotorenantriebes in
vollkommenerem Maße Rechnung trägt. Weiter berechnete der Vortragende den
Brennstoffverbrauch für das Dampfschiff aus der jährlichen Fahrtstrecke und dem aus
Versuchen bekannten Brennstoffverbrauch bei bestimmten Geschwindigkeiten,
vernachlässigt also vollkommen den Brennstoffverbrauch, der dadurch entsteht,
daß die Kessel vor jeder Fahrt angeheizt und bei kürzeren Aufenthalten unter Dampf
gehalten werden müssen. Bei Diesel-Motorenantrieb wird
nur während der Fahrt Brennstoff verbraucht. Soll der oben angeführte Vergleich
stimmen, so müßte vor allem das Deplacement des Diesel-Schiffes bedeutend verringert werden, wodurch aber wieder eine kleinere
Maschinenleistung der Oelmotoren bedingt würde. Die obigen Vergleichszahlen würden
sich also zugunsten des Diesel-Motorschiffs ändern.
––––––––––
Ueber die Wirkung des Kohlenrauchs auf das Sonnenlicht macht Professor I. D. Cohen von der Universität Leeds außerordentlich interessante Mitteilungen,
denen wir das Folgende entnehmen.
Die Anwesenheit von suspendierten Teilchen in der Luft beeinflußt in erheblicher
Weise die Intensität des Sonnenscheins. Im Jahre 1907 betrug die Zahl der
Sonnenscheinstunden in der Stadt Leeds 1167, dagegen in dem vier Meilen davon
entfernten Adel 1407. Die Sonnenscheindauer war also in der Stadt Leeds um 17 v. H.
geringer. Ein ähnliches Ergebnis wurde in anderen Jahrgängen gefunden. Diese
Messungen konnten aber noch keinen großen Anspruch auf wissenschaftliche Exaktheit
erheben, da nicht die Intensität des Sonnenlichtes bezw. die Beeinträchtigung der
Intensität gemessen wurde. Als Maßstab für die Helligkeit des Lichtes kann die
Einwirkung gelten, welche das Licht auf eine Jodkaliumlösung durch die Abscheidung
von freiem Jod ausübt. Versuche in dieser Richtung wurden im Winter des Jahres 1895
und im Juli des Jahres 1910 ausgeführt. Bei den ersten Versuchen ergab sich, daß die
Intensität des Sonnenscheins im Industrieviertel von Leeds um 25 v. H. geringer war
als in den Wohnvierteln.
Bei der zweiten Versuchsreihe im Jahre 1910 wurden sowohl Versuche im eigentlichen
Industrieviertel von Leeds als auch in der 7 Meilen östlich von Leeds gelegenen
Villenvorstadt Garforth vorgenommen. Dabei ergab sich für Leeds eine um 40 v. H.
geringere Lichtintensität gegenüber Garforth. [Rauch und Staub, Januar 1912.]
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Ueber die Herstellung des Blattmetalls in Altertum und
Neuzeit hielt in der Sitzung des Vereins deutscher Maschinen-Ingenieure vom
16. Januar d. J. Herr Regierungsrat Theobald, Mitglied
des Kaiserlichen Patentamts, einen überaus interessanten, auf gründlichster
Quellenforschung beruhenden, mit zahlreichen Lichtbildern ausgestatteten
Vortrag.
War schon in der ersten ägyptischen Dynastie das Belegen mit Goldplatten bekannt, so
nötigte doch der Verwendungszweck und die Wertsteigerung des Goldes zu immer
weitergehender Verdünnung, so daß bereits in der fünften Dynastie das Blattgold
auftritt. Aus dem dritten Jahrtausend stammt die erste Abbildung des Goldschlägers,
während jede schriftliche Schilderung des seltsamen Handwerkes fehlt. Die
vorderasiatischen Kulturvölker, ebenso wie China, Japan, Indien und Griechenland haben das Blattgold
früh verwandt, uns aber keinerlei Zeugen für das Verfahren hinterlassen. Erst Plinius und Dioscorides gaben
flüchtige Andeutungen, jedoch ausreichend, um interessante Schlüsse auf das Material
der Membranen zu ziehen, zwischen denen man die Goldblättchen ausschlug. Im
Mittelalter verraten uns verschiedene lateinische Handschriften des neunten und
zwölften Jahrhunderts das ganze derzeitige Verfahren und insbesondere den
auffallenden Wechsel in den Membranen, welche zunächst noch Kupferbleche, später
Papierscheiben sind. Eine Zeitlang dient dann Pergament und für die letzten
Ausschlagprozesse Goldschlägerhaut, das seltsame Produkt aus der Oberhaut des
Rinderblinddarmes, als Zwischenlage, bis im 19. Jahrhundert Papier und
Goldschlägerhaut nacheinander verwandt werden. Nachdem schon Leonardo da Vincis Riesengeist sich mit Entwürfen für Maschinen zum
Ausschlagen des Blattgoldes befaßt, diese Versuche aber Jahrhunderte lang geruht
hatten, nimmt die Goldschlagmaschine heutzutage schon eine beachtenswerte Stellung
in dem Goldschlägerhandwerk ein. Freilich wird die letzte Verdünnung, wenigstens des
echten Blattgoldes, nach wie vor mit dem Handhammer vorgenommen. Als Maß für die
Verdünnung, welche das Gold erfährt, diene die Angabe, daß ein Goldstück von etwa
3,5 g Gewicht (10 Mark-Stück) auf etwa 6 qm Fläche ausgetrieben werden kann und
dabei dünner als 1/10000 mm wird.
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Ueber die Bergwerksabgaben in Marokko bringt ein Artikel
in der Zeitschrift „Stahl und Eisen“ vom 18. 1. 1912 nähere Angaben.
Während in Frankreich durch das Gesetz vom 8. April 1910 die Bergwerksabgaben in
Frankreich derart neu geregelt werden, daß 1. eine Jahresabgabe von 50 Cis. für das
Hektar und 2. eine Abgabe von 6 v. H. des Reinertrages vom Vorjahr zu
entrichten ist, während ferner in Tunis nur 10 Cts. für das Hektar und 5 v. H. vom
Reinertrag bezahlt zu werden brauchen und Algier überhaupt keine Bergwerksabgaben
kennt, sind für Marokko bedeutend höhere Sätze festgesetzt worden.
Im Artikel 5 des Marokkovertrages heißt es wörtlich:
„Die französische Regierung wird dafür sorgen, daß in Marokko keinerlei
Ausfuhrabgaben für die aus marokkanischen Häfen ausgeführten Eisenerze erhoben
werden. Erzbergwerke haben weder für Förderung noch für Betriebsmittel irgend
eine besondere Abgabe zu tragen. Sie werden außer den allgemeinen Steuern nur
eine nach Hektar und Jahr berechnete feste Abgabe und eine Steuer nach Maßgabe
des Bruttoertrages entrichten. Diese Abgaben, die den Vorschriften der Artikel
35 und 49 des dem Protokoll der Pariser Konferenz vom 7. Juli 1910
angeschlossenen Berggesetzentwurfes zu entsprechen haben, sind in gleicher Weise
von allen Bergwerksunternehmungen zu tragen.“
Nach Aeußerungen des Berichterstatters für den Marokkovertrag in der französischen
Deputiertenkammer bestimmen aber die Artikel 35 und 49 des oben genannten
Berggesetzentwurfes, daß in Marokko eine Jahresabgabe von 1 und 2 Frcs. für das
erste und zweite Jahr und 2,50 Frcs. für jedes weitere Jahr für das Hektar und
zweitens 3 v. H. vom Bruttoertrag des Bergwerks zu entrichten sind. Einer späteren
Erhöhung der Sätze ist ferner keine Grenze gesetzt.
Diese Sätze stellen zweifellos eine viel höhere Belastung der marokkanischen
Eisenerzgruben dar, als die französischen, tunesischen oder algerischen Gruben zu
tragen haben. Eine Abgabe von 3 v. H. des Bruttoertrages bedeutet jedenfalls in der
Regel weit mehr als 6 v. H. des Reinertrages.