Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Autor: | Pr. |
Fundstelle: | Band 329, Jahrgang 1914, S. 40 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau
Fortschritte der Parsons-Schiffsturbinen nach Größe,
Leistung und Wirtschaftlichkeit. Der Schiffsturbinenbau, der ein so
charakteristisches Bild der raschen Leistungssteigerung gibt, die wir allgemein bei
unseren neueren Kraftanlagen beobachten können, kann auf eine knapp zehnjährige
Entwicklungsperiode zurückblicken. Um so bemerkenswerter ist der überaus rasche
Aufschwung, den die Verwendung der Schiffsturbine innerhalb weniger Jahre genommen
hat. Er ist nicht nur ein Beweis für die hohe Wirtschaftlichkeit der neuen
Antriebsmaschine, sondern auch für ihre Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit. Das
angefügte Schaubild, das einen Ueberblick über die Leistungssteigerung der Parsons-Turbine, der ältesten und verbreitetsten
Stammform der Schiffsturbine zeigt, läßt die sprunghafte Vorwärtsentwicklung
deutlich erkennen.
Textabbildung Bd. 329, S. 40
Steigerung der in Parsons-Schiffsturbinenanlagen verkörperten
Maschinenleistung von 1894 bis 1913
Die ersten größeren Schiffsturbinenanlagen stammen aus dem Jahre 1905; es waren die
Maschinenanlagen des englischen kleinen Kreuzers „Amethyst“ und des
Zerstörers „Eden“. Ihnen folgte im Jahre 1906 das erste
Turbinenschlachtschiff „Dreadnought“. Damit begann für die Turbine eine
Periode lebhaften Aufschwungs, die sie in der Kriegs- und Handelsmarine der ganzen
Welt mehr und mehr zur Geltung brachte. Heute beträgt die Gesamtleistung, die in den
bisher fertiggestellten Turbinenschiffen verkörpert ist, mehr als 10 Millionen
Pferdestärken. Die Parsons-Turbine hat an dieser Zahl
natürlich überwiegenden Anteil.
Das sprunghaft schnelle Anwachsen der Maschinenleistung, das die Abbildung
erkennen läßt, ist in erster Linie zurückzuzahlen auf die starke Steigerung der
Schiffsgeschwindigkeit, welche die Turbine ermöglichte. Diese
Geschwindigkeitssteigerung hat vor allen Dingen die Entwicklung des
Kriegschiffsbaues lebhaft beeinflußt. Erst die Turbine hat zum 25 kn-Linienschiff
geführt, erst sie hat Geschwindigkeiten von 30 kn beim kleinen Kreuzer, von 35 kn
und mehr beim Zerstörer erzielen lassen. Entsprechend dieser
Geschwindigkeitssteigerung ist beispielsweise beim modernen Panzerkreuzer mit rund
28 kn Geschwindigkeit die Maschinenleistung heute schon bis auf rund 100000 WPS
gestiegen. Vor zehn Jahren betrug im Vergleich hierzu die in einer
Kriegsschiffs-Turbinenanlage verkörperte Höchstleistung rund 7000 WPS, vor fünf
Jahren rund 42000 WPS. Die Zahlen kennzeichnen also recht drastisch das durch die
Geschwindigkeitssteigerung herbeigeführte Anwachsen der Maschinenleistung. Aehnliche
Fortschritte, wie sie der Kriegsschiffsbau zeigt, hat auch der Handelsschiffbau zu
verzeichnen, wenn auch hier infolge des beschränkten Verwendungsgebietes der
Schiffsturbine die Steigerung der Leistung nicht in so sprunghafter Weise vor sich
gegangen ist, wie bei der Kriegsmarine.
In diesem Zusammenhange dürfte eine Uebersicht über die Abmessungen der
Niederdruckturbinen einiger größerer Handelsschiffsanlagen von Interesse sein, wie
sie die folgende Tabelle zeigt.
Größe der Niederdruckturbinen ausgeführter Handelsschiffe.
Namedes Schiffes
Baujahr
GrößteLängem
GrößterDurchmesserm
King Edward
1901
5,0
1,2
Queen
1903
6,4
1,8
Virginian
1905
8,5
3,2
Carmania
1905
15,2
4,3
Mauretania
1907
16,5
5,3
Olympic
1911
14,9
6,7
Aquitania
1913
15,5
5,5
Mit der Steigerung der Einzelleistung ist eine ständige Erhöhung der
Wirtschaftlichkeit der Schiffsturbinenanlagen Hand in Hand gegangen. Die
konstruktive Weiterentwicklung der Schiffsturbine hat natürlich das ihrige dazu
beigetragen. Im Jahre 1905 wurde bei der Turbinenanlage des Kreuzers
„Amethyst“ ein Dampfverbrauch von rund 6 kg/WPS-Std. erzielt. Bei neueren
Schiffsturbinenanlagen größerer Leistung ist ein Dampfverbrauch bis herunter zu 5,4
kg/WPS-Std. erreicht worden. Die Hintereinanderschaltung der Turbinen, die wir neuerdings bei
modernen Riesenschnelldampfern Verwendung finden sehen – die Schiffe besitzen eine
Hochdruck-, eine Mitteldruck- und zwei Niederdruckturbinen – hat den Dampfverbrauch
bis auf 5,2 kg/WPS-Std. heruntergedrückt.
Bis zu so niedrigen Dampfverbrauchswerten wie sie bei hochwirtschaftlichen
Generatorturbinen bei Verwendung von Heißdampf gemessen sind, ist man bei
Schiffsturbinenanlagen bisher allerdings noch nicht gelangt. Daß man jedoch künftig
mit ziemlicher Sicherheit auch bei Schiffsturbinen mit einer ähnlich hohen
Dampfökonomie wird rechnen können, das zeigen die bisherigen Erfahrungen mit
Uebersetzungsgetrieben, die der Schiffsturbine wirtschaftlich ganz neue Aussichten
eröffnen. Bei Verwendung von Hochdruckheißdampf wird der indirekte Propellerantrieb
einen Dampf- und Brennstoffverbrauch ermöglichen, der den Verbrauchsdaten von
Oelmaschinenanlagen schon ziemlich nahe kommt. Ein Dampfverbrauch von etwa 9,7
kg/PSe-Std. und ein entsprechender
Heizölverbrauch von weniger als 0,3 kg/PSe-Std.
erscheint heute bei Schiffsturbinenanlagen jedenfalls nicht unerreichbar.
Abgesehen von der Erhöhung der Wirtschaftlichkeit wird die Verwendung der
schnellaufenden Turbine mit Zwischengetriebe auch eine weitere Steigerung der
Schiffsgeschwindigkeiten ermöglichen, da durch das Uebersetzungsgetriebe der
Propellerwirkungsgrad wesentlich verbessert werden kann. Welche Bedeutung derartige
Maschinenanlagen, die der Turbine heute das ganze weite Arbeitsgebiet des
Schiffsantriebes vom langsamen Frachtdampfer bis zum schnellen Zerstörer und Kreuzer
eröffnen, bereits gewonnen haben, kann man daraus ersehen, daß heute
Schiffsturbinenanlagen mit Uebersetzungsgetriebe von nicht weniger als 380000 WPS
teils fertiggestellt sind, teils sich im Bau befinden. [Engineering.]
Kraft.
–––––
Technische Probleme in der Großeisenindustrie und das
Mondgas. Die in den letzten drei Jahrzehnten immer mehr gesteigerten
Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit der Anlagen der Großindustrie haben eine
interessante Folge von Problemen gezeitigt.
Die am Anfang der achtziger Jahre durch das Thomasverfahren mächtig erhöhte
Produktion schuf das Transportproblem, das die weitgehendste Beseitigung der
Handarbeit forderte. Die Transportmittel bedurften eines zweckmäßigen
Antriebsmotors, der im Elektromotor gefunden wurde. Die Verbreitung des
Elektromotors bedingte eine rationelle Kraftmaschine zur Erzeugung der elektrischen
Energie und brachte uns so den Großgasmotor. Dieser endlich fordert die Gewinnung
großer Gasmengen auf möglichst wirtschaftlichem Wege.
So steht denn heute die Kunst des Hütteningenieurs im Zeichen der Gastechnik, die ihm
die Aufgabe stellt, ein möglichst gutes Gas möglichst billig herzustellen.
Der einfachste Gaserzeuger ist der sogenannte Gasgenerator, in dem aus Kohlen oder
andern, auch minderwertigen Brennstoffen das Gas durch Verbrennung zu CO erzeugt wird. Der Generator hat aber den Nachteil,
daß er die Gewinnung des in den Brennstoffen enthaltenen Teeres und des
Stickstoffes erschwert. Gerade diese Bestandteile sind aber äußerst wertvoll, was
z.B. daraus erhellt, daß bei einer Koksanstalt der in Zeiten günstiger Konjunktur
aus Teer und Stickstoff (in Form von Ammoniumsulfat) zu erzielende Gewinn die
gesamten Fabrikationsunkosten decken kann. Es ist daher erklärlich, daß man bei der
an sich verlockenden Einfachheit des Gasgeneratorbetriebes längst darauf bedacht
ist, auch hier die sogenannten Nebenprodukte zu gewinnen.
Interessant sind aus diesen Gesichtspunkten heraus die Ausführungen von H. R. Trenkler in „Stahl und Eisen“ 1913 Nr. 42 über
Mondgasanlagen. Das Mondgasverfahren scheint nämlich berufen zu sein, bei
Einfachheit des Betriebes gleichzeitig die Gewinnung der Nebenprodukte aus den Gasen
zu ermöglichen. Auch das Mondgas – nach dem Erfinder Mond
– ist Generatorgas und wird erzeugt durch unvollkommene Verbrennung von Kohle in
einem Schachtgenerator. Das Wesentliche des Verfahrens ist, daß der eingeblasenen
Luft ein hoher Zusatz von Dampf gegeben wird, etwa 700 bis 1050 g/m3 Luft, wodurch der in den Brennstoffen enthaltene
Stickstoff bis zu 75 v. H. in Ammoniak (NH3) übergeführt wird. Das Gas enthält dann etwa 2 bis
4 g NH3 im m3. Um diese hohe Dampfzufuhr zu ermöglichen bei
gleichzeitiger Aufrechterhaltung des Vergasungsvorganges und genügender Zersetzung
des Wasserdampfes, sind besondere Gaserzeuger nötig, die dem eintretenden
Dampf-Luftgemisch eine große Glutoberfläche darbieten. Das gebildete Mondgas weist
fast bei allen Brennstoffen die gleiche Zusammensetzung auf etwa
14–16 v. H. CO2; 11–12 v. H. CO; 3–4,5 v. H. CH4; 25–27 v. H. H2; 41–46 v. H. N2
mit einem Heizwert von etwa 1350 WE.
Die Gewinnung von Teer und Ammoniak aus dem Rohgas ist folgende: Das Gas wird durch
Luftüberhitzer, in denen es einen Teil seiner Wärme an die dampfgesättigte
Vergasungsluft abgibt und diese so überhitzt, in die Teerwascher geleitet, wo es mit
Hilfe von Schaufelrädern durch reichliche Benetzung mit Wasser vom größten Teil des
Teeres befreit wird. Dann durchströmt es die Ammoniakwascher, das sind ganz ähnliche
Apparate, in denen das Waschwasser aber durch verdünnte Schwefelsäure ersetzt ist,
die das Ammoniak zu Ammoniumsulfat abbinden. Schließlich durchströmt das Gas noch
einige Kühltürme, Zentrifugal- und Trockenreiniger, in denen ihm die letzten
Teerbestandteile und die aufgenommene Feuchtigkeit entzogen werden.
Die Kühltürme arbeiten nach dem Gegenstromprinzip. Das dadurch gewonnene heiße Wasser
wird der Vergasungsluft zugeführt, so daß sich diese reichlich mit Wasserdampf
sättigen kann, wodurch eine bedeutende Ersparnis in der Zufuhr der erwähnten
erheblichen Dampfmengen erzielt wird.
Die Wirtschaftlichkeit dieser Mondgasanlagen ist eine ganz bedeutende. Bei Verwendung
einer Braunkohle von 15–19 v. H. Asche, 32–36 v. H. Feuchtigkeit, 2900 bis 3100 WE
Heizwert läßt sich ein Gas erzielen von
15 v. H. CO2, 13 v. H. CO, 4,5 v.
H. CH4, 25 v. H. H2, 42,5 v. H. N2
mit einem unteren Heizwert von 1425 WE.
Für 1 t Trockenkohle stehen nach Abzug für Eigenbedarf 1700 m3 Gas für andere Zwecke zur Verfügung, dabei
beträgt das Ausbringen an Sulfat 27,8 kg, das an Rohteer 151 kg für die Tonne
Trockenkohle. Bei einer Tilgung und Verzinsung der Anlagekosten mit 15 v. H. beträgt
unter diesen Umständen der Erlös aus den sogenannten Nebenprodukten so viel, daß das
Gas kostenfrei hergestellt werden kann, wobei noch ein Ueberschuß aus dem Gewinn
verbleibt. Die Anlage kann daher einen Gewinn abwerfen, selbst wenn das Gas nicht
anderweitig verwendet werden kann.
Dipl.-Ing. H. Monden.
–––––
Elektrische Starklichtlampen Die großen Fortschritte der
Metallfaden-Glühlampen, über die Dr. v. Pirani in Heft 1
berichtete, haben der ganzen elektrischen Beleuchtungstechnik einen neuen kräftigen
Anstoß gegeben, und die verschiedenen, schon bekannteren, wie die neueren
Lampenarten werden jetzt in zahlreichen Veröffentlichungen nach ihrer Eigenart und
ihren besonderen Vorzügen gewürdigt. Da es sich dabei namentlich um
Starklichtquellen handelt, die zur Beleuchtung von Werkstätten, Hallen, Höfen usw.
in Frage kommen, so hat die Technik im allgemeinen jetzt besonderen Anlaß, dem
Beleuchtungswesen ihre Aufmerksamkeit zu schenken. Wir weisen deshalb zunächst auf
einige weitere neuere Bekanntmachungen hin.
Ueber die Osram-Halbwatt-Lampe der Auer-Gesellschaft
verbreitete sich ein Vortrag von H. Remané in der
Polytechnischen Gesellschaft (Sonderdruck aus „Die Welt der Technik“). Der
Vortrag schildert, ähnlich wie die eingangs erwähnte Arbeit von Dr. v. Pirani, die Entstehungsweise der neuen Metallfadenlampe,
wendet sich aber an einen weiteren Leserkreis, dem er in sehr anschaulicher
Darstellung die Hauptschwierigkeiten der Entwicklung, den jetzigen Zustand der Lampe
und die, vorläufig noch fragwürdigen, Aussichten für die Weiterbildung schildert.
Das nächste Ziel wird jedenfalls sein, auch Lampen geringerer Kerzenstärke für die
gebräuchlichen Zentralen-Spannungen herzustellen. Für mehr als 100 Volt Spannung
kann die Halbwatt-Lampe bis jetzt nicht wesentlich unter 1000 HK Lichtstärke
ausgeführt werden. Die größte vorläufig im Handel befindliche Lampe entwickelt die
vor kurzem noch für eine Glühlampe ungeheuerlich klingende Lichtstärke von nicht
weniger als 3000 HK. Ausdrücklich hebt der Vortrag hervor, daß solchen Angaben über
die Lichtstärke der neuen Lampe eine andere Meßweise zugrunde liegt, als bisher bei
Glühlampen angewendet wurde. Da nämlich die hochkerzige Metallfadenlampe nach ihrem
wirtschaftlichen Verhalten unmittelbar in Vergleich mit der Bogenlampe tritt, wird
die Lichtstärke bei jener wie bei dieser als Mittelwert der unteren Hemisphäre
angegeben, während bei niederkerzigen Glühlampen älterer Art die mittlere wagerechte
Lichtstärke als Vergleichmaßstab dient. Wer über die grundlegenden Angaben hinaus
näheren Aufschluß über die optischen Eigenschaften der Osramlampe sucht, wird
ihn in den Beleuchtungskurven finden, die dem Vortrage unter den verschiedensten
Annahmen beigegeben sind.
Der jungen Nebenbuhlerin gegenüber verteidigt die Bogenlampe mit Kohlenstiften ihre
älteren Rechte. So versendet die Firma Planiawerke, Akt.-Ges.
für Kohlenfabrikation, Berlin, eine Betriebskostenberechnung, in der die
Effekt-Bogenlampe (mit metallsalzhaltigen Kohlen) der Halbwatt-Glühlampe
wirtschaftlich gegenüber gestellt wird. Unter denselben Bedingungen gemessen sind
für 3000 HK bei der Bogenlampe nur 550 Watt aufzuwenden, gegenüber 1500 Watt bei der
Glühlampe. Allerdings ist bei der erwähnten Bogenlampe die Brenndauer eines
Kohlenpaares nur 18 Stunden, und die Bedienungskosten sind also nicht unerheblich.
Die Firma hat deshalb eine Dauerbrand-Effekt-Bogenlampe ausgebildet, die 80 bis 100
Stunden Brenndauer mit einem Kohlenpaar ergibt. Der spezifische Wattverbrauch wird
dabei etwas höher, aber hinsichtlich des Stromverbrauchs allein weist die Lampe eine
starke Ueberlegenheit gegenüber allen jetzigen und wohl auch künftigen
Glühfadenlampen auf.
In gewissem Sinne eine Mittelstellung zwischen Glühlampen und Bogenlampen mit
Kohlestiften nehmen die Quecksilber-Bogenlampen ein, da bei ihnen während des
Brennens keinerlei mechanisches Regelwerk in Tätigkeit ist, anderseits aber das
Anzünden, di& Bogenbildung, ein einmaliges Schwenken der Quecksilberröhre
erfordert. Bei der sogenannten Quarzlampe der Quarzlampen-Gesellschaft in Hanau befinden sich die beiden
Quecksilber-Elektroden in den erweiterten Enden einer wagerechten Quarzröhre, und
das Schwenken beim Anzünden, wobei die Elektroden sich vorübergehend zur
Bogenbildung berühren, erfolgt selbsttätig durch einen Elektromagneten. Die
Quarzlampe ist eine Gleichstromlampe, ähnelt in der äußeren Ausführung einer
Kohle-Bogenlampe und wird vorläufig in drei Größen für 1200, 1500 und 3000 HK
geliefert, bei Betriebspannungen von 110 bis 220 Volt Das Licht des
Quecksilberbogens ist bekanntlich sehr arm an roten Strahlen, und dieser Umstand
stellt einen gewissen ästhetischen Nachteil dar, da das Licht eine genaue
Unterscheidung aller Farbentöne nicht zuläßt. Die Gesellschaft empfiehlt ihre Lampe
deshalb auch nicht für Ladengeschäfte, Theater usw., um so mehr aber für
Arbeitsräume jeder Art, und für diese Verwendungsweise kann die Lampe ihren sehr
niedrigen Wattverbrauch (nicht über 0,25 Watt für 1 HK) bei langer Lebensdauer als
wichtigen Vorteil geltend machen. Die Lampe brennt nur in Einzelschaltung. Ueber die
Einzelheiten, Abmessungen, Schaltungen und Preise geben die Druckschriften der Quarzlampen-Gesellschaft
eingehende Auskunft.
Weitere Mitteilungen über die hier erwähnten und andere Lampen behalten wir uns
vor.
–––––
Ein neues versandfähiges Leuchtgas. Unter dem Namen
„Gasol“ bringt eine amerikanische Gesellschaft in Pittsburg seit kurzem
ein neues flüssiges Leuchtgas auf den Markt, das nach einer von den Ingenieuren Snelling und Peterson
ausgearbeiteten Methode aus Naturgas hergestellt wird. Das Verfahren besteht im
wesentlichen darin, daß zunächst die sämtlichen, in dem kondensierten Naturgas
enthaltenen Kohlenwasserstoffe unter sehr hohem Druck (über 70 at) verdampft und
sodann über einer Reihe von Heizschlangen, deren Temperatur unter dem kritischen
Punkt des abzuscheidenden Bestandteiles gehalten wird, einer fraktionierten
Kondensation unterworfen werden. Das Gasol besteht aus einem Gemenge der
Kohlenwasserstoffe Propan und Aethan; es bildet bei – 70° eine vollkommen farblose,
durchscheinende Flüssigkeit, bei gewöhnlicher Temperatur ist es jedoch nur unter
Anwendung eines Druckes von 28 at in den flüssigen Zustand zu überführen. Ein
Volumteil flüssiges Gasol liefert ungefähr 350 Volumteile Gas, dessen Heizwert rund
22000 Wärmeeinheiten für 1 l beträgt, das ist etwa vier mal so viel als der Heizwert
von 1 m3 gewöhnlichem Leuchtgas; die Temperatur
der Gasolflamme stellt sich auf ungefähr 2300° C. Das Gas liefert im Auerstrumpf verbrannt ein sehr helles Licht und scheint
sich besonders dazu zu eignen, einzelne Hauswirtschaften auf dem Lande oder in
entlegenen Gegenden mit Beleuchtung und Heizung zu versorgen, da es sich nicht
teurer stellt als das Gas in der Stadt. 1 m3 kommt
auf etwa 15 Pf., der Versand des Gases erfolgt in Stahlflaschen von 1,4 m Höhe und
20 cm ⌀, die rund 18 kg flüssiges Gasol enthalten. [Zeitschr. für angew. Chemie
1903, Wirtsch. Teil, S. 106.]
Dr. Sander.
–––––
Norton-Auswuchtmaschine. Ein nicht ausgewuchteter im
Umlauf befindlicher Körper zeigt bei hoher Drehzahl einen Ausschlag nach der Seite,
auf der sich die kleinere Masse befindet. Bei Verminderung der
Umfangsgeschwindigkeit werden die Ausschläge geringer und verschwinden schließlich
bei der sogenannten kritischen Drehzahl vollständig. Nach ihrer Unterschreitung
wandern die Schläge nach der anderen Seite, auf der die unausgeglichene Masse liegt.
Sie erreichen bei fortgesetzter Abnahme der minutlichen Umdrehungen bald einen
Höchstwert, werden dann allmählich kleiner, um mit dem Stillstand des Körpers
gleichfalls zu verschwinden. Die Erklärung für diese auffallende Erscheinung gibt
folgende Ueberlegung: Bei einer mit mäßiger Geschwindigkeit umlaufenden Welle, die
mit einer nicht ausgeglichenen Scheibe belastet sei, tritt infolge des Ueberschusses
an Zentrifugalkraft eine Durchbiegung der Welle nach der stärker belasteten Seite
ein. Bei Vergrößerung der Drehzahl, und zwar in dem Moment, in welchem die
Rotationszeit gleich der natürlichen Schwingungsperiode der Welle wird, stellt sich
diese so ein, daß sie sich um ihre Schwerpunktsachse dreht Naturgemäß treten
infolgedessen die Ausschläge an der leichteren Seite auf. Die Kraft, welche die
Ursache ist, daß die Welle bei der kritischen Umlaufzahl die bisherige Drehungsachse
verläßt, wird als Verschiebekraft bezeichnet. Gemäß den im Jahre 1906 angestellten
Untersuchungen von E. R. Douglas muß bei der Norton-Auswuchtmaschine infolge der Reibungswirkung
die Schlagmarke bei niedriger Drehzahl dem Schlagpunkt nacheilen, bei großer
Geschwindigkeit aber voreilen, wie dies aus den Abb. 1 und 2 ersichtlich ist.
Welches die leichtere bzw. schwerere Seite eines Körpers ist, kann man nun
feststellen, indem man ihn nach beiden Richtungen umlaufen läßt und die Schlagmarken
mit Pfeilen versieht, die der Drehrichtung entsprechen. Auf der schwereren Seite
werden die Pfeile aufeinander zuweisen, bei der leichteren zeigen sie auseinander
(vgl. Abb. 3 und 4). Beim Auswuchten
wählt man für starre Maschinenteile die über der kritischen Geschwindigkeit
liegenden Drehzahlen, für stark schlagende Körper die niedrigeren. [Zeitschrift für
praktischen Maschinenbau, Nr. 41, 1913.]
Textabbildung Bd. 329, S. 43
a = Reibung, b = Fliehkraft, c =
Verschiebekraft, d = Mittelkraft, e = Schlagmarke, f = Voreilwinkel, g =
Nacheilwinkel, h = unausgeglichene Masse
Schmolke.
–––––
Abdampfverwertung bei den Witkowitzer Steinkohlengruben.
Von den beiden Schachtanlagen „Anselm“ und „Oskar“ hatte bis jetzt nur
die erstere ein elektrisches Kraftwerk, welches auch den zwei Kilometer weit
entfernten Oskarschacht mit Energie versorgte. Dieses Kraftwerk besaß drei
Drehstromgeneratoren mit etwa 1000 KW Leistung. Die Verwendung elektrisch
angetriebenen Pumpen usw. forderte eine Vergrößerung des Kraftwerks. Hierzu sollte
der Abdampf verwendet werden, der auf dem Oskarschacht in genügender Menge zur
Verfügung stand, und zwar 4200 kg Abdampf dauernd und eben so viel im Durchschnitt
einer Stunde absatzweise aus der Fördermaschine.
Die Spannung des nicht überhitzten Frischdampfes auf Oskarschacht beträgt bis 8 at.
Da Fördermaschinen mit großen Pausen arbeiten, muß, um im Elektrokraftwerk die volle
Maschinenleistung aufrecht zu erhalten, Frischdampf herangezogen werden. Die
Kraftwerke der beiden Schächte arbeiten im Parallelbetrieb. Um aus dem Abdampf eine
möglichst hohe Arbeitsleistung zu erzielen, muß die Maschine hohes Vakuum ausnutzen
können. Aus diesem Grunde kann nur eine Frischdampf-Abdampf-Turbine in Betracht
kommen.
Um den absatzweise auftretenden Abdampf in einen gleichmäßigen Dampfstrom
überzuführen, wie ihn die Turbine bei konstanter Belastung braucht, hat man bis
jetzt vorzugsweise Dampfspeicher nach Rateau in Form
geschlossener Kessel verwendet, in welchen der Dampf mit erheblichen Wassermengen
von möglichst großer Oberfläche in Berührung kommt. Es wird also hierbei nicht der Dampf selbst,
sondern die in ihm enthaltene Wärme aufgespeichert und wieder freigemacht.
Wenig erwünscht sind jedoch die Druckschwankungen im Wärmespeicher für die den
Abdampf liefernden Maschinen. Die Witkowitzer Steinkohlengruben haben die Erfahrung
gemacht, daß die Rateau-Speicher sich nicht gut im
Betriebe mit sehr ungleichmäßiger Abdampferzeugung eignen und entschieden sich
nunmehr für die Aufstellung eines Wärmespeichers Bauart Harlé-Balke, in dem der Abdampf in einem Behälter nach Gasometerbauart
aufgespeichert wird.
Ein solcher Glockenspeicher besteht aus zwei Schmiedeisenzylindern, in deren
ringförmigem, mit Wasser gefüllten Zwischenraum sich die Glockenwand auf und nieder
bewegt. Die Außenflächen sind hierbei gut wärmeisoliert. Das Zusatzvolumen bestimmt
sich aus dem aufzuspeichernden Dampfgewicht.
Die Hauptbedenken, die zunächst gegen die Glockenspeicher geltend gemacht werden
können, sind die Gefahr des Festklemmens und die Gefahr des Einfrierens der
beweglichen Teile. Ferner kann angenommen werden, daß die große Oberfläche des
Speichers zu erheblichen Wärmeverlusten führt. Der Dampfverbrauch der Abdampfturbine
wurde bei 92 v. H. Vakuum mit 11,3 kg Abdampf garantiert für 1 PSe/std.
Die hier verwendete Zweidruckturbine besteht aus einem mit Frischdampf beaufschlagten
Hochdruckteil und einem mit Abdampf und teilweise entspanntem Frischdampf
beaufschlagten Niederdruckteil. Für den günstigsten Dampfverbrauch des
Niederdruckteils ist dessen Bauart von wesentlicher Bedeutung. Die Trommel hat zwei
für den Abdampfstrom der in der Mitte eintritt, parallel geschaltete Hälften mit
Reaktionsschaufelung.
Die Betriebsergebnisse haben befriedigt, die angegebenen Garantien wurden
eingehalten, der Parallelbetrieb ergab keine Schwierigkeiten. Die Anlagekosten für
den Dampfspeicher, die Rohrleitungen, die Turbodynamos und die Kondensationsanlage
haben etwa 180000 M betragen. Als Jahreskosten ergeben sich dann etwa 37000 M. Dem
Abdampf wird hierbei kein Wert beigemessen. Es werden täglich 11000 KW/std. erzeugt,
hiervon rund 7000 KW/std. aus reinem Abdampfbetrieb, für diese ergeben sich mithin
die Betriebskosten zu etwa 1,37 Pfg./KW-std. [Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen
1913, S. 601 bis 605.]
Wimplinger.
–––––
Versuche mit Druckluftstrahlapparaten und Ventilatoren zur
Sonderbewetterung. Seit dem Jahre 1912 wurden auf der Zeche Concordia bei
Oberhausen und später auf der Zeche Consolidation bei Gelsenkirchen von Bergassessor
Dobbelstein und Ingenieur Ebel Versuche mit Sonderbewetterungsvorrichtungen gemacht, die einen
Vergleich der angewandten Apparate gestatten. Zur Untersuchung gelangten der
Mantelstrahlapparat von Altena, ein
Elektra-Ventilator, zwei Ventilatoren von Frölich und Klüpfel und ein Turbon-Ventilator unter Verwendung von
geraden und gekrümmten Luttensträngen. Der Luftverbrauch wurde in folgender Weise
festgestellt: Die Druckluft trat durch einen Dreiwegehahn in einen zur Hälfte mit
Wasser gefüllten Kessel, drückte die Flüssigkeit durch ein Rohr in einen anderen
Kessel, der dieselbe Wassermenge enthielt, und preßte dadurch die über dem
Wasserspiegel des zweiten Kessels befindliche Druckluft durch die andere Leitung des
Dreiwegehahns zur Verbrauchsstelle. Beide Behälter waren mit Wasserstandsgläsern
versehen. Wenn fast die ganze Flüssigkeitsmenge sich im zweiten Kessel befand, wurde
der Dreiwegehahn umgeschaltet, und der entgegengesetzte Vorgang begann. Der
Druckluftverbrauch war naturgemäß gleich der verdrängten Wassermenge. Am Kessel
befanden sich Manometer und am Fortleitungsrohr Thermometer zur Feststellung von
Druck und Temperatur. Die mittlere Geschwindigkeit wurde durch ein Staurohr mit
Mikromanometer bestimmt. Zum Teil wurden die Versuche an einer viermal rechtwinklig
gekrümmten 53 m langen Luttenleitung angestellt, und zwar wurde die Altena-Düse in folgenden drei Anordnungen erprobt;
erstens bei Einbau in der ersten Lutte, zweitens in einem Ansaugetrichter vor der
ersten Lutte, drittens unter Verwendung einer Düse in der ersten Lutte und einer
zweiten in der Mitte der ganzen Leitung. Der Ansaugetrichter erwies sich als sehr
nützlich. Zur Ueberwindung größerer Widerstände und bei höheren Leistungen zeigte
sich die Düse aber nicht geeignet. Die Unterhaltungskosten waren gering. Der durch
eine Luftturbine angetriebene Elektra-Ventilator kam im Gegensatz dazu in erster
Linie für sehr große Leistungen und starken Widerstand in langen Luttenleitungen in
Frage. Die Turbine erreicht nämlich erst bei höherer Drehzahl einen günstigen
Wirkungsgrad. Die Ventilatoren von Frölich und Klüpfel arbeiteten bei längeren Leitungen und größeren
Wettermengen günstig, besonders bei Ausrüstung mit dem Verbundmotor neuerer Bauart.
Beim Turbon-Ventilator wird das Ventilatorrad zur Vermeidung des Riemenschlupfes
direkt angetrieben. Die doppeltgekröpfte Kurbelwelle wird, wie die Abb. 1 und 2 zeigen,
durch vier Kolben bewegt, deren Zylinder paarweise um 90° versetzt sind.
Textabbildung Bd. 329, S. 44
Abb. 1.
Textabbildung Bd. 329, S. 44
Abb. 2.
Die Expansion der Preßluft im Zylinder erfolgt stets in
gleicher Richtung, so daß die Abkühlungsverluste geringer ausfallen als beim
Wechselstromprinzip. Je zwei der durch Kugelgelenke g
im Kolben k befestigten Triebstangen greifen gemeinsam
an einem Kurbelzapfen p an. Die Welle w trägt auf der einen Seite das Schaufelrad, während
sie auf der anderen durch ein Zahnradgetriebe z die
entlastete Drehschiebersteuerung betätigt. Die Betriebssicherheit des
Turbonventilators ist infolge der Vermeidung des Riemenantriebs eine große. Er ist
bei kleinen Leistungen und geringem Widerstand den gebräuchlichen Ausführungen
überlegen. [Glückauf 1913, Nr. 39.]
Schmolke.
–––––
Jahresbericht 1912 des Königlichen Materialprüfungsamtes in
Berlin-Lichterfelde. Der Tätigkeitsbericht des Amtes über das verflossene
Betriebsjahr läßt sowohl eine Zunahme der ausgeführten Einzeluntersuchungen, als
auch eine Vermehrung der Neueinrichtungen und die Aufnahme neuer Arbeitsgebiete
erkennen. Die Kautschukprüfungen sind weiter vervollkommnet. Das Amt wurde mehrfach
zu wissenschaftlich-praktischen Untersuchungen unserer vorzüglichen
Kolonialrohkautschuke in Anspruch genommen. Die Einrichtungen zur Prüfung von
Ballonstoffen sind weiter ergänzt, so daß Ballonstoffe nach jeder Richtung hin
geprüft werden können. Im Einvernehmen mit dem Verbände deutscher Elektrotechniker
und Vertretern aus der Praxis sind Prüfverfahren für elektrische Isoliermaterialien
ausgearbeitet und besondere Prüfvorschriften aufgestellt worden. Verhandlungen
zwischen den Rohpappen- und Dachpappenfabrikanten haben zur Aufstellung
einheitlicher Normen für die Prüfung von Rohpappen geführt. Die Verhandlungen
betreffend Abänderung der Tintennormalien sind abgeschlossen, und neue Grundsätze
hierfür bekannt gegeben worden.
Aus den einzelnen Abteilungsgebieten sei folgendes erwähnt:
In der Abteilung 1 für Metallprüfung wurden 38
Prüfungsmaschinen für 10 bis 500 t Kraftleistung auf Richtigkeit der Kraftanzeige
geprüft und 15 Kontrollstäbe für 1 bis 200 t Zugkraft abgegeben. Auf der neuen 3000
t-Maschine sind zwei Druckstäbe von 1862 und 2294 t Höchstlast geprüft worden.
Druckversuche mit Eisenbetonsäulen erstreckten sich auf den Einfluß des Kopfes
hinsichtlich der Formänderungen und der Festigkeit. Die Untersuchung eines
Gußeisenlötpulvers zeigte, daß sich bei sachgemäßer Ausführung gute Lötungen
erzielen lassen. Zum Patent angemeldete Dübel für Schwellenschrauben wurden auf
ihren Widerstand gegen Ueberdrehen und gegen Herausziehen der Schraube aus der
Schwelle geprüft und ergaben, daß durch das Verfahren die Schrauben fester sitzen
als bei der üblichen Befestigung ohne Dübel. Versuche auf inneren Druck erstreckten
sich auf die Prüfung von Stein-, Ton- und Zementrohren, sowie von Schläuchen, Rohren
verschiedener Art und Fittings. Zugversuche bei verschiedenen Wärmegraden sind u.a.
mit Nickelmessing und Chromnickelstählen ausgeführt. Die Prüfung von altem
Brückenmaterial ließ erkennen, daß sich dessen Festigkeitseigenschaften im
Laufe der Jahre nicht verändert hatten. Holzuntersuchungen wurden it. a. mit einem
Kolonialholze genannt „Bongossiholz“, mit Eschen- und Kiefernholz, das einer
verunglückten Flugmaschine entstammte, sowie mit Tannenholz und verschiedenen
imprägnierten Hölzern vorgenommen. Zur Verwendung an Luftfahrzeugen wurden ferner
Bügelschaken auf Zugfestigkeit, sowie Holz- und Stahlrohrstreben auf Knickfestigkeit
geprüft. An Glühlampenfäden wurde die Biegbarkeit nach verschieden langer Brenndauer
festgestellt, die Widerstandsfähigkeit war nach 800 bis 1000 Brennstunden
erschöpft.
In der Abteilung 2 für Baumaterialprüfung entfällt die
größte Zahl der Versuche auf Bindemittel und Steine. Es wird davor gewarnt,
Baustoffe mit Fantasienamen zu verwenden, da es sich im allgemeinen darum handelt,
überlebte Baustoffe mit fremdklingenden Namen neu in den Handel zu bringen. Die
Ergebnisse der ausgeführten Untersuchungen von Kunststeinplatten lassen eine
wesentliche Verbesserung gegen früher erkennen, was auf die ständige Kontrolle ihrer
Mitglieder der Berliner Kunststeinfliesen-Vereinigung zurückgeführt wird.
Untersuchungen von Dichtungsstoffen und Schutzmitteln, sowie von Anstrichen für
Mörtel und Beton erstreckten sich auf Ermittlung der Wasserdichtigkeit und auf den
Einfluß der Erhärtung des Mörtels. In vielen Fällen wurden Bindestoffe mit
Fantasienamen auf Antrag nach den Normen für Portlandzement geprüft, was jedoch
nicht gutgeheißen werden kann. Diese Normen sind lediglich für Portland- und
Eisenportlandzement bestimmt und können daher nicht zur Beurteilung neuer Baustoffe
dienen. Eine größere Versuchsreihe über den Einfluß des Anmachens von Mörtel auf die
Haftfähigkeit von Ziegelsteinen ergab für dünnflüssigen Mörtel stärkeres Haften als
für steifen Mörtel, am schlechtesten haben sich trockene Steine mit steifem Mörtel
bewährt. Die geprüften Decken umfassen Beton-, Eisenbeton-, Kreuzsteg-, Steineisen-
und Steineisenbetondecken. Brandproben erstreckten sich auf Baustoffe,
Baukonstruktionen, feuerfeste Türen u.a.m.
In der Abteilung 3 für papier- und textiltechnische
Prüfungen wurden neben 1691 Papieren auf Feststellung der Stoff- und
Festigkeitsklasse, 32 Quittungskartenkartons, 32 Dachpappen, 10 Rohpappen, 22
Kartons, 22 Zellstoffe und noch eine große Zahl von einzelnen Stoffen, sowie 206
gewebte Stoffe, 213 Garne, 11 Ballonstoffe, 11 Treibriemen, 15 Kunstseiden, 8
Bänder, 6 Seidenstoffe, 2 Teppiche, 10 Wollstoffe, 12 Roßhaarstoffe, 9 Farbstoffe, 3
Waschmaschinen, 5 Waschmittel u.a.m. geprüft. Besondere Gutachten wurden in 40
Fällen abgegeben, von denen einige interessante, die sich auf Urkundenfälschungen
und Betrügerei erstrecken, erwähnt werden.
In der Abteilung 4 für Metallographie handelte es sich bei
den erledigten Arbeiten in der Hauptsache um Aetzproben, Angriffsversuche mit
verschiedenen Stoffen, Feststellung von Zonenbildung infolge Seigerung,
Gefügefehlern, fehlerhafte Wärmebehandlung, Gutachten über Art des Materials und
Güte von Schweißungen. Bei einer im Betriebe gerissenen Feuerbuchse wurde die Bruchursache auf
nachgewiesene innere Spannungen zurückgeführt. Die in der Praxis verbreitete
Annahme, daß Flußeisen durch Behandlung mit Natronlauge bei höheren Wärmegraden
rissig und brüchig wird, hat durch wiederholt ausgeführte Versuche bisher nicht
erwiesen werden können. Im Betriebe zerstörte Ueberhitzer zeigten, daß die Rohre
innen und außen in oxydische Eisenverbindungen übergeführt waren. Als Bruchursache
wurde festgestellt, daß die Rohre lange Zeit bei Gegenwart von Luftsauerstoff zum
Erglühen gebracht worden waren. In mehreren Fällen wurde nachgewiesen, daß der Bruch
bei Wellen und Achsen in hohem Maße durch einspringende Kanten, Nuten usw.
begünstigt worden war. Eine Anzahl hochprozentiger Nickelstahlnieten, die die
Kennzeichen starker Kaltreckung aufwiesen, zeigten an den Stellen stärkster
Kaltreckung (Nietkopf) zahlreiche Haarrisse. Die Erklärung hierfür ist
wahrscheinlich in Eigenspannungen der Nietköpfe die vom Kaltrecken herrühren, zu
suchen. Bei zwei Bronzegußstücken, die bei gleicher, chemischer Zusammensetzung
verschiedenes mechanisches Verhalten zeigten, ließ die Gefügeuntersuchung
verschieden schnelles Abkühlen nach dem Guß erkennen. Das gute Gußstück war schnell
abgekühlt, das andere Stück hatte eine sehr langsame Abkühlung durchgemacht.
Aus der Abteilung 5 für allgemeine Chemie sei nur erwähnt,
daß eine erhebliche Zahl der Untersuchungen sich auf die chemische Prüfung des
Eisens und seine Legierungen erstreckte. Zugenommen hat die Zahl der Untersuchungen
von besonderen Stahlsorten wie: Magnetstahl, Werkzeugstahl, Schnellstahl usw. Bei
letzteren Proben wurden wiederholt erhebliche Mengen Kobalt, Molybdän und Vanadium
gefunden. Zufolge mehrfacher Anfragen werden Normalstahlproben zur
Kohlenstoffbestimmung (nach Eggertz) mit Angabe ihres
Kohlenstoffgehaltes gegen Erstattung der Auslagen abgegeben. Auf dem Gebiete der
chemischen Metallprüfung handelte es sich hauptsächlich um die Untersuchung von
Lagermetallen, Weißmetallen, Kupfer und dessen Legierungen, ferner um die
Untersuchung von Werkblei, Aluminium, Antimon, Zink, Zinn, Nickel und dessen
Legierungen. Von Erzen wurde untersucht: Kupfer, Zink, Blei, Eisenerz, ferner
Schwefelkies einschließlich Gold und Silberbestimmung.
Die Abteilung 6 für Oelprüfung befaßte sich mit der
Untersuchung von 43 Heiz- und Treibölen für Dieselmotoren und Automobile, von 30
Leuchtstoffen, 363 Mineralschmierölen und Fetten, 12 Transformatorenölen, von
besonderen Produkten der Erdöl- und Braunkohlenindustrie, von festen
Erdölrückständen, Asphalten und Teerprodukten, von Produkten der Harzöle und
Harzindustrie, sowie von Firnissen, Lackprodukten, Oelfarben, Kitten und sonstigen
ähnlichen Stoffen.
Im Anhang ist eine Uebersicht über die literarischen Arbeiten der Beamten gegeben.
Wegen weiterer Einzelheiten sei auf den umfangreichen Jahresbericht selbst
verwiesen, der Interessenten auf Wunsch kostenlos vom Amte überlassen wird.
B. Stock.
Schacht und Westrich Rechenschieber, System Cuntz.
Ingenieur R. Cuntz hat einen Rechenschieber konstruiert,
der mehrere Mängel des üblichen Schiebers beseitigt und einige bemerkenswerte
Neuerungen aufweist. Der Schieber ist zunächst 16,5 cm lang und 5 cm breit, so daß
man ihn bequem in der Tasche mitführen kann; er ist aus Holz und beiderseits mit
Zelluloidplatten versehen, auf deren hinterer man mit Bleistift Notizen machen kann,
die sich durch Abwischen oder Radieren leicht entfernen lassen. Er trägt den
üblichen, etwas breiten Läufer mit Glasplatte in Aluminiumrahmen.
Auf der Vorderseite des Schiebers befinden sich nun eine große Zahl von Skalen.
Zunächst hat man auf einer 12,5 cm langen Skala eine Grundteilung ähnlich der
unteren des üblichen Schiebers, deren Genauigkeit für Ueberschlagsrechnungen genügt,
und darunter dieselbe Teilung von rechts nach links laufend, die sofort die
reziproken Werte liefert. Ueber der Zunge befinden sich die Teilungen für die
zweiten und dritten Wurzeln; zunächst zwei Reihen für die Quadratwurzeln, sodann
drei Reihen für die Kubikwurzeln, die zu den Zahlen der Teilung auf der Zunge
gehören. Daher kommt jenen Skalen die doppelte (25 cm), diesen die dreifache (37 cm)
Länge und entsprechend zwei- und dreifache Genauigkeit zu, gegenüber den Teilungen
des üblichen Schiebers von der Länge 12,5 cm. Aehnliches gilt für die Ablesung der
zweiten und dritten Potenzen. Dabei erfolgt die Einstellung der zweiten und dritten
Wurzel aus einer Zahl stets auf derselben 12,5 cm langen Teilung; man hat nur auf
einer der Reihen der Quadrat- und Kubikwurzelskala abzulesen. Der neue
Rechenschieber zeigt außerdem Teilungen für die Kreisumfänge und Kreisinhalte, für
die trigonometrischen Funktionen und die Logarithmen.
Zweifellos wird sich der neue Rechenschieber viele Freunde erwerben.
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Der Gießersche Winddruckmesser hat nunmehr auch den noch
offenstehenden Bewährungspreis im Betrage von 3000 M erhalten. Wie erinnerlich, war
seinerzeit ein Preisausschreiben für eine einwandfreie Vorrichtung zum Messen des
Winddrucks auf beliebig gestaltete Flächen und Körper mit Preisen von 5000, 3000 und
2000 M erlassen worden, dessen Urheber die technisch interessierten Ministerien, der
Verband der Dampfkessel-Ueberwachungsvereine und der Verein deutscher Ingenieure
waren. Den ersten Preis erhielt damals der Torpedo-Oberingenieur Gießer in Friedrichsort. Nach langjähriger Prüfung (1904
bis 1913) in der deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt ist dem Apparat nunmehr
auch der damals gleich mitausgeschriebene Bewährungspreis zuerkannt worden. Das
Messen des Drucks und damit auch der Geschwindigkeit von leichtflüssigen Massen – es
braucht nicht gerade Luft zu sein – ist von besonderer Wichtigkeit für die
Schiffahrt, Luftschiffahrt, Standsicherheitsberechnung von Bauwerken, Heizung und
Lüftung usw.
Pr.