Titel: | Polytechnische Schau. |
Fundstelle: | Band 331, Jahrgang 1916, S. 188 |
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Polytechnische Schau.
Polytechnische Schau.
Versuchsergebnisse mit inländischen Brennstoffen bei dem
Kraftwagenbetrieb. Seit Ausbruch des Krieges habe ich Versuche gemacht zu
dem Zwecke, unsere jetzigen Kraftwagen möglichst ohne Veränderung mit verschiedenen
inländischen Brennstoffen und Brennstoffmischungen vorteilhaft betreiben zu
können.
Mit Benzol konnten die meisten Wagen ohne weiteres betrieben werden. Weniger gute
Motoren (solche mit ungünstigem Verdichtungsraum) waren etwas schwerer anzudrehen
mit Benzol als mit Benzin. Auch zeigte sich bei ihnen Neigung zu Rußbildung. Gute
Motoren aber arbeiteten mit dem inländischen Benzol unbestreitbar besser als mit
Benzin. Die Motoren waren weit mehr überlastungsfähig und zogen mit den einzelnen
Schaltgängen viel länger durch bei Benzol als bei Benzin ohne zu klopfen. Bei Benzol
war der Brennstoffverbrauch wesentlich geringer und die Wirtschaftlichkeit des
Betriebes eine höhere.
Gut verhielten sich auch Mischungen von Benzol mit Petroleum, Putzöl, Terpentinersatz
und anderen Erdöldestillaten, aber bei Motoren mit hohem Verdichtungsdruck war es
nicht empfehlenswert, das Verhältnis 1 : 1 zu überschreiten. Dagegen konnten Motoren
mit niederem Verdichtungsdruck (luftgekühlte Kraftradmotoren) auch gut mit diesen
ungemischten Erdöldestillaten betrieben werden.
Bei allen diesen Versuchen war keinerlei Veränderung an Wagen, Motoren und Vergasern
vorgenommen. Das größere spezifische Gewicht des Benzols hat zwar einen früheren
Schwimmerabschluß und niederen Brennstoffstand in der Düse zur Folge, aber dies ist
gerade erwünscht, weil Benzol infolge seines Kohlenstoffreichtums mehr Luft zu
seiner Verbrennung braucht als das wasserstoffreichere Benzin. Dagegen war bei den
nun folgenden Versuchen mit Benzolspiritusmischungen ein kleinerer Behälter für
einen leichtflüchtigeren Anlaßstoff an den meisten Wagen angebracht. Dieser
Anlaßstoff – meist Benzol ungemischt oder mit einem Schwefelätherzusatz –
erleichterte das Ankurbeln der Motore, die man dann etwa 1 bis 2 Minuten mit dem
Anlaßstoffe warm werden ließ, ehe man zum Hauptbrennstoff – Spiritus oder
Spiritusmischungen – umschaltete. Bei manchen Motoren war ein solcher Hilfsbehälter
(der auch bei Zerstörung des Hauptbehälters wertvolle Dienste leistete) für Spiritus
und spiritusreiche Mischungen unentbehrlich. Eine Droschke aber, die unter meiner
Beobachtung steht, ist den ganzen Winter mit ungemischtem Spiritus gefahren und ohne
Anlaßbehälter ausgekommen, trotzdem der Motor auch keine Einspritzhähne an den
Zylindern hat.
Mit meinem Hauptversuchswagen konnte an heißen Tagen mit einer Mischung von einem
Sechstel Benzol und fünf Sechsteln Spiritus noch gut gefahren werden, ohne jede
Veränderung an dem für Benzin eingestellten Vergaser. Wenn die Mischung noch mehr
Spiritus enthielt, traten häufig Aussetzer auf, die sich an kälteren Tagen schon bei
der Mischung ein Viertel Benzol und drei Viertel Spiritus einstellten. Diese
Aussetzer verschwanden vollkommen, wenn man den Motor mit einem brennstoffreicheren
Gemisch arbeiten ließ, dadurch, daß man den Luftquerschnitt um die Brennstoffdüse
verengte. (Näheres hierüber in meiner anfangs dieses Jahres in Kreideis Verlag zu
Wiesbaden erschienenen Broschüre über Kraftwagenbetrieb mit
Inlandsbrennstoffen.)
Die folgende Tabelle enthält zahlenmäßige Versuchsergebnisse, die mit meinem
Hauptversuchswagen festgestellt wurden. Auf einer Straße, die ungefähr 1 : 10
steigt, wurde ermittelt, wie weit ½ l des betreffenden Brennstoffes reichte und
welche Höchstgeschwindigkeit erzielt wurde. Die Tabelle zeigt, daß man mit den
spiritusreichen Mischungen natürlich nicht so weit kommt wie mit den Brennstoffen
von höherem Heizwert, daß aber durch Verengung des Vergasers die Geschwindigkeit
fast auf dieselbe Höhe gebracht werden kann. Ferner zeigt diese Tabelle, daß es sich
bei den halbfetten Zahlen durchaus nicht empfiehlt, den verengten Vergaser für die
kohlenstoffreichen Mischungen zu benutzen, da der Motor dabei sehr träge arbeitet
(s. Spalte Geschwindigkeit) und der Brennstoff trotz seines höheren Heizwertes nicht
weit reicht.
Ausreicheneines halbenLiters
Höchstge-schwindigkeit
Ausreicheneines halbenLiters
Höchstge-schwindigkeit
bei normalemVergaser
bei verengtemVergaser
m
km/St.
m
km/St.
Benzin ungemischt
1350
40
820
29
Benzol „
1460
40
900
32
Benzolpetrolspiritus 1 : 1 : 1
1400
40
1 Benzol + 1 Spiritus
1470
39
1 „ + 2 „
1350
38
1020
38
1 „ + 3 „
1190
35
1030
38
1 „ + 4 „
1060
30
1050
39
1 „ + 5 „
1030
28
1020
39
95 v. H. Spiritus + 5 v. H. Wasser
960
38
90 „ „ + 10 „ „
900
37
Die Versuche wurden auf Veranlassung des Kriegsministeriums an verschiedenen Wagen
eines immobilen Kraftwagendepots wiederholt und bestätigt. Auch hatten
Bremsstandversuche eines für Benzinbetrieb gebauten Motors das interessante
Ergebnis, daß der thermische Wirkungsgrad des Motors um so besser ward, je mehr
Spiritus die Benzolspiritusmischung enthielt. Der Wirkungsgrad betrug bei
Benzol ungemischt
19,56 v. H.
1 Benzol + 3 Spiritus
22,85 v. H.
Spiritus ungemischt
25,60 v. H.
Diese Versuchsergebnisse berechtigen zu den schönsten
Aussichten, wenn wir erst unsere Kraftwagenmotoren mit einem höheren
Verdichtungsdrucke bauen, so wie ihn die inländischen Brennstoffe zulassen, und wenn
wir auf das zu Selbstzündungen neigende Benzin überhaupt keine Rücksicht mehr
nehmen.
v. Löw.
––––––––––
Englands Motorschiffbau. Im Weltschiffbau nahm bis jetzt
England die erste Stelle ein, viele Länder bezogen bis in die neueste Zeit ihre
Schiffsneubauten der Handels- und Kriegsflotte aus England. Mit der Einführung der
Dampfturbine und besonders der Verbrennungskraftmaschine als Schiffsmaschine
war Englands Schiffbau nicht immer erfolgreich. Bekannt ist, daß die von der
argentinischen Kriegsmarine in England bestellten Torpedoboote mit großer
Wasserverdrängung und großer Geschwindigkeit, die mit Dampfturbinen ausgerüstet
wurden, nicht den vertraglichen Bedingungen entsprachen. Die in Deutschland gebauten
argentinischen Torpedoboote dagegen wurden nach erfolgreicher Probefahrt der
argentinischen Kriegsflotte eingereiht.
Wenig Erfolge sind auch bis jetzt dem englischen Motorschiffbau beschieden gewesen.
England versuchte naturgemäß auch auf dem Gebiete des Motorschiffbaues die Führung
zu erhalten. Alle Versuche aber, Verbrennungskraftmaschinen großer Leistung zu
bauen, lieferten noch keine günstigen Ergebnisse. Es gibt gewiß viele englische
Firmen, die brauchbare Leichtölmotoren und auch betriebsichere Schwerölmotoren
kleiner Leistung für Fischereizwecke bauen, aber bis jetzt ist kein größeres
englisches Motorschiff in Fahrt gesetzt worden, deren Hauptmaschinen rein englischen
Ursprungs waren. In England hat man auch später als in anderen Ländern begonnen, für
Unterseeboote Schwerölmotoren zu verwenden, da man schon beim Bau von Maschinen
dieser Größe auf Schwierigkeiten stieß. Die Leistungsfähigkeit der englischen
Unterseeboote läßt im Vergleich mit Unterseebooten anderer Staaten noch manches zu
wünschen übrig. Um nun brauchbare und betriebsichere Schwerölmotoren für
Unterseeboote zu erhalten, hat bekanntlich die englische Werft Vickers, in Barow-in-Furness angefangen eine neue Bauart zu entwickeln,
die kompressorlose Unterseebootsmaschine.
Für Handelsschiffe sind in England zuerst die niederländischen Werkspoormotoren und
die Motoren der dänischen Schiffswerft Burmeister &
Wain, Kopenhagen, eingeführt worden. Bereits im Jahre
1912 wurde in Glasgow eine Zweigniederlassung der dänischen Werft Burmeister & Wain
gegründet, die Burmeister & Wain Oil Engine Co. Die holländische Maschinenfabrik Nederlandsche Fabriek van Werktuigen gründete in England die Zweigfabrik
North Marine Engineering Co., ebenso hat die
belgische Firma Gebrüder Carels, Gent, in England eine
Zweigniederlassung errichtet. Die bekannte Werft Swan,
Hunter & Wigham Richardson erwarb sich die
Rechte, Schiffsdieselmaschinen nach dem System der deutschen Werft Krupp, Germaniawerft, Kiel, zu bauen. Ebenso schloß die
englische Werft Armstrong, Withworth & Co. mit der Maschinenbaugesellschaft Augsburg-Nürnberg Lizenzverträge für den Bau von
Schiffsdieselmaschinen ab. Bis jetzt ist es dieser englischen Werft nicht gelungen,
brauchbare Schiffsdieselmaschinen größerer Leistung nach der Bauart dieser deutschen
Firma herzustellen. Die schwedische Aktiengesellschaft
Diesels-Motorer in Stockholm hat mit der englischen Werft Swan, Hunter & Richardson
Verträge für den Bau von Schiffsdieselmaschinen ihrer Bauart in England
abgeschlossen. Die von der Firma Swan, Hunter & Richardson nach den Zeichnungen der Diesels-Motorer Aktiengesellschaft in Stockholm hergestellten
Schiffsmaschinen ergaben im Betriebe große Schwierigkeiten, so daß die Werft diese
Maschinen wieder zurücknehmen mußte. Es traten im Betriebe mit ihnen Beschädigungen
der Arbeitzylinder, der Zylinderdeckel und der Einspritzluftverdichter ein.
Englische Motorschiffe, deren Hauptmaschinen im Auslande hergestellt wurden, sind
bereits seit längerer Zeit mit bestem Erfolge in Fahrt. Die älteren Motortankschiffe
„Vulcanus“ und „Juno“, die der Anglo-Saxon
Petroleumgesellschaft in London gehören, haben Motoren niederländischen
Ursprungs. Die neueren Motortankschiffe dieser Reederei: „Ares“,
„Hermes“, „Selene“ und „Artemis“ sind mit Maschinen der Maschinenfabrik van Werktuigen ausgerüstet. Das
Motorschiff „Artemis“ hat seit März 1914 bis Oktober 1915 etwa 90000
Seemeilen ohne größere Beschädigung der Hauptmaschinen zurückgelegt. Die
Ladefähigkeit beträgt 4500 t. Auf einer 35-tägigen Reise hat das Schiff 7900
Seemeilen zurückgelegt und dabei 230 t Brennstoff verbraucht. Die beiden
Hauptmaschinen haben sechs Zylinder mit 520 mm Bohrung und 900 mm Hub und leisten je
1150 PS. Der Brennstoffverbrauch ist dabei etwa 130 g für 1 PS/Std.
Das kürzlich von der australischen Regierung bei der englischen Werft von Harland & Wolff bestellte
Motorschiff „Kangaroo“ erhält ebenfalls keine englischen Hauptmaschinen. Sie
sind von der Burmeister & Wain
Oil Engine Co. in Glasgow, einer Zweigfabrik der dänischen Maschinenfabrik
und Schiffswerft in Kopenhagen, hergestellt. Die Gesamtlänge dieses Schiffes ist 116
m, die Wasserverdrängung beträgt 6640 t.
Trotzdem Englands Handelsflotte durch die im jetzigen Kriege entstehenden Verluste
verkleinert wird und ein großer Mangel an Frachtschiffen sich sehr bemerkbar macht,
werden in England zurzeit keine größeren Motorschiffe gebaut, da das neutrale
Ausland mit Aufträgen für Schiffsneubauten überhäuft und deshalb nicht imstande ist,
für England die entsprechend großen Schiffsdieselmaschinen zu liefern.
W.
––––––––––
Naphthalin-Motoren.Vgl.
auch Bd. 330, 1915, S. 41 und 65. Der zurzeit herrschende Mangel
an Treibmitteln für Verbrennungskraftmaschinen erklärt die Tatsache, daß den bisher
wenig bekannten Naphthalinmotoren nun mehr Aufmerksamkeit geschenkt wird. Naphthalin
bedarf wegen seiner festen Form als Motortreibmittel eine besondere Behandlung,
würde sich aber wegen seiner Billigkeit und sonstigen technischen Vorzüge besonders
gut zum Betriebe von Kleinmotoren eignen. Es entsteht bei der trockenen Destillation
der Steinkohle, und zwar hauptsächlich bei hohen Temperaturen in der
Ueberhitzungszone der Retorten und Ofenkammern. Von der Menge der entgasten Kohle
werden nur 0,3 v. H. an Naphthalin gewonnen. Dies entspricht aber in
Deutschland allein 60 Mill. kg im Jahre. Man kann gewöhnlich mit einer Ausbeute aus
dem Teer von etwa 5 v. H. Reinnaphthalin rechnen. Das Naphthalin (C10H8) ist eine
aromatische Kohlenwasserstoffverbindung und ist mit dem Benzol (C6H6) nahe verwandt. Es
ist auch in der Hitze ein noch beständiger Körper, ist deshalb weniger leicht zur
Verbrennung zu bringen, ein Umstand, der beim Motorenbetriebe höhere Verdichtung
verlangt.
Trotz der chemischen Verwandtschaft zwischen Benzol und Naphthalin besitzen die
beiden Körper doch stark voneinander abweichende Eigenschaften. Naphthalin ist bei
gewöhnlicher Temperatur ein fester und spröder Körper. Das reine Naphthalin ist
weiß, schmilzt bei 79,6° C und siedet bei 218° C. Der große Temperaturunterschied
zwischen dem Schmelzpunkte und dem Siedepunkte erleichtert seine Verwendung im
flüssigen Zustande wie z.B. im Motor, weil Dampfbildung erst bei höherer Temperatur
eintritt. Im geschmolzenen Zustande ist Naphthalin eine wasserklare Flüssigkeit.
Beim Uebergange vom festen in den flüssigen Zustand tritt eine bedeutende
Volumenzunahme ein. Mit festem Naphthalin angefüllte Rohrleitungen können deshalb
beim schnellen Erwärmen einem zu großen Innendruck ausgesetzt und deshalb undicht
werden. Die Schmelzwärme beträgt nur 36 WE. Das spezifische Gewicht des flüssigen
Naphthalins ist 0,977 bei 80° C, während das des festen 1,15 bei 15° C beträgt. Die
Viskosität des flüssigen Naphthalins wurde bei 80° zu 1,11 Englergraden
festgestellt. Der Flammpunkt liegt bei 80°, der Brennpunkt bei etwa 98° C. Zur
theoretischen vollkommenen Verbrennung von 1 kg sind 10,11 m3 Luft notwendig. Der obere Heizwert beträgt im
Mittel 9600 WE, für Motoren kommt der untere Heizwert von 9300 WE in Betracht.
Da das Naphthalin bei gewöhnlicher Temperatur fest ist, hat man bereits versucht, es
auch bei normaler Temperatur flüssig zu halten, oder davon eine Lösung herzustellen,
die sich auch bei höherer Temperatur und bei der Verdampfung wie eine einheitliche
Flüssigkeit verhält. Dadurch wurde das Naphthalin wesentlich geeigneter für den
Motorenbetrieb. Im kalten Wasser ist es unlöslich, es löst sich dagegen in flüssigen
Kohlenwasserstoffen, in Alkohol, Aether usw. Bei 10°C lösen
100 g Alkohol
5
g Naphthalin,
100 g Petroläther
11,05
g Naphthalin,
100 g Benzol
40,70
g Naphthalin,
100 g Toluol
35,30
g Naphthalin,
100 g Xylol
29,00
g Naphthalin.
Als Zusatz zum Benzol ruft das Naphthalin eine Erniedrigung
des Gefrierpunktes hervor.
In den letzten Jahren ist eine rasche Zunahme der Naphthalinmotoren eingetreten. Im
Jahre 1908 wurden solche Motoren mit einer Gesamtleistung von 50 PS gebaut, im Jahre
1910 betrug die Gesamtleistung 165 PS, im Jahre 1912 schon 2960 und im Jahre 1913
stieg die Anzahl der PS auf 3934. Die Gasmotorenfabrik
Deutz hat sich bereits im Jahre 1907 mit dem Bau von Naphthalinmotoren beschäftigt,
einige Jahre später
Tabelle 2.
Elektromotor
Benzolmotor
Naphthalinmotor
Belastung
voll
¾
½
voll
¾
½
voll
¾
½
Verzinsung 5 v. H.Abschreibung 8 v.
H.BedienungSchmierungStromkosten bzw. Brennstoffkosten
33 60 21
23132
38 60 21
22350
38 60 21
21720
113 180 110 851440
113 180 110 851250
113 180 110 851080
130208130 85693
130208130 85580
130208130 85495
Gesamtbetriebskosten MKosten f. d. PS/Std. Pf.
325318,1
247118,6
184120,5
192810,7
170312,6
156817,4
12466,92
11308,40
104811,60
griff auch die Firma Benz & Co. den Bau solcher Motoren auf. Im Jahre 1914 waren insgesamt 1000
Motoren in Betrieb. Der Naphthalinmotor wird als einzylindrige Viertaktmaschine
liegender Bauart ausgeführt. In der Nähe des Kühlmantels ist der zur Beheizung
doppelwandige Naphthalinschmelzbehälter angebracht, von dem das flüssige Naphthalin
zum Vergaser geführt wird. Die Erwärmung des Naphthalinbehälters geschieht stets
durch die Abwärme des Motors, und zwar kann man entweder die Abgase mit Temperaturen
von 300 bis 400° C oder das erwärmte Kühlwasser mit etwa 80° C verwenden. Die
letztere Art wurde zuerst von der Gasmotorenfabrik Deutz
ausgeführt und bietet Sicherheit gegen Ueberhitzung des Naphthalins. Das flüssige
Naphthalin würde aber im Vergaser wieder erstarren, wenn nicht auch die in den
Zylinder eingesaugte Luft vorher angewärmt würde. Hierfür wird die Abgaswärme
verwendet, die die Zerstäubungs- bzw. Verbrennungsluft auf 120 bis 150°C anheizt.
Bei den neueren Motoren der Firma Deutz ist der Nachteil
vermieden, daß die Schmelzung des Naphthalins erst dann einsetzt, wenn das
Kühlwasser durch die Zylinderwandung bis zum Siedepunkt erhitzt ist. Es wird hier
ein besonderer Verdampfer angebracht, der einem kleinen, von den heißen Abgasen
beheizten Wasserrohrkessel entspricht. Im kalten Zustande muß aber der Motor mit
Leuchtgas oder einem flüssigen Brennstoff in Betrieb genommen werden, und es kann
erst nach gewisser Zeit auf Naphthalin umgeschaltet werden. Es steht natürlich
nichts im Wege, das Naphthalin beim Anlassen der Maschine (ähnlich wie bei den
Glühkopfmotoren) durch eine Heizlampe zu erwärmen. Bis jetzt hat man
Naphthalinmotoren nur für Leistungen von 4 bis 20 PS gebaut. Da infolge des Krieges
die Preise für flüssige Brennstoffe dauernd steigen, beim Motorennaphthalin aber
eine Preissteigerung noch nicht eingetreten ist, so wird auch bereits versucht,
Naphthalin für größere Maschineneinheiten und sogar für Dieselmaschinen zu
verwenden.
An einem Deutzer Naphthalinmotor älterer Bauart mit 6
PSe Leistung wurde folgender Brennstoffverbrauch
festgestellt (s. Tab. 1).
Der Motor hatte 170 mm Zylinderdurchmesser und 240 mm Hub. Die minutliche Drehzahl zu
260 angenommen, ergibt sich ein sekundliches Hubvolumen von 2,27 dm3, das sekundliche Hubvolumen für 1 PSe ist dann 7,9 dm3. Der Inhalt des Verdichtungsraumes wurde zu 1,1 dm3 festgestellt. Mit dem Motor war durch
Riemenübertragung eine Dynamomaschine verbunden, deren Wirkungsgrad für die
verschiedenen Belastungen durch Messungen festgestellt war. Während der Versuche
wurden mit dem Orsatapparat Verbrennungsgase aus dem Abgasrohr entnommen und in
bekannter Weise durch Absorption auf Kohlensäure, Sauerstoff und Kohlenoxyd
untersucht. Der untere Heizwert des Naphthalins wurde zu 9300 WE angenommen. Das
Anlassen des Motors mit Benzol dauerte bei entsprechender Belastung etwa 45
Minuten.
Tabelle 1.
BelastungPSe
Um-drehung
Brenn-stoffver-brauch f.1
PSe/Stdg
Temperat.der
ange-saugtenLuft° C
Analyse der
Ver-brennungsgase
CO2
O2
CO
Leerlauf
274
–
–
–
–
–
4,1
258
322
141
15,5
2,7
–
5,6
254
302
149
15,4
2,4
–
6,7
252
282
147
15,1
3,7
–
Vor dem Kriege betrugen die Brennstoffkosten für 1 PS/Std. (bei einem Preise des
Benzins von 38 M, des Benzols von 30 M und des Naphthalins von 12 M) für die normale
Belastung beim Benzinmotor 12 Pf., beim Benzolmotor 8 Pf. und beim Naphthalinmotor
3,5 Pf. Die obenstehende Tabelle 2 enthält die Betriebskostenrechnung für einen
sechspferdigen Elektromotor, Benzol- und Naphthalinmotor, bei 3000 Arbeitstunden im
Jahre. Die Anlagekosten für den Drehstromelektromotor (mit 1400 bis 1500 Umdrehungen
in der Minute) mit Fundament und Montage sind zu 750 M angenommen, die des
Benzolmotors zu 2250 M und die des Naphthalinmotors zu 2600 M.
Das Motorennaphthalin kommt in gut gepreßten Briketts in den Handel, die keinen Staub
und keine Feuchtigkeit aufnehmen. Eine Zerkleinerung der Stücke vor dem Schmelzen
ist nicht nötig. (Journal für Gasbeleuchtung und Wasserversorgung 1915 S. 579 bis
583 und S. 592 bis 595.)
W.
––––––––––
Verwertung der Abwärme von Verbrennungsmaschinen in
Turbinen. Die Unmöglichkeit, die den Verbrennungsmaschinen zugeführte
Energie voll auszunutzen, hat Veranlassung gegeben, die Abwärme in einer zweiten Maschine zu verwerten.
Dieses kann entweder in der Weise geschehen, daß die Abgase unmittelbar zum Betriebe
einer Gasturbine verwandt werden, oder daß sie Dampf für den Betrieb einer
Dampfturbine erzeugen. Ueber die Konstruktionen, die sich mit dieser
Abwärmeverwertung beschäftigen, berichtet Gentsch in Heft
33 und 34 der Zeitschrift für das gesamte Turbinenwesen. Die Auspuffgase der
Verbrennungsmaschinen besitzen noch eine Spannung von 2 bis 4 at, die nach Umsetzung
in Geschwindigkeit in Leitkanälen als Triebkraft für eine Turbine ausgenutzt werden
können. Die Beaufschlagung ist in diesem Falle stoßweise. Burdin und Mutel haben eine derartige
Verbundmaschine ausgeführt, bei welcher die Explosionsmaschine mit umlaufenden
Zylindern zusammen mit der Turbine um eine festliegende Welle kreist. Aus den zwei
Arbeitzylindern der Verbrennungsmaschine treten die Abgase durch ein gesteuertes
Ventil in einen Leitkanal und von dort in die zur. Hälfte mit Schaufeln versehene
Turbine. Die Leistung wird vom umlaufenden Gehäuse abgenommen. Eine andere
Ausführung mit ruhenden Zylindern bietet die in der Abb.
1 wiedergegebene Konstruktion von Grünwald. Die
durch die Kolbenstangen angetriebene Welle dreht durch ein Vorgelege bc einen mit Führungskurven versehenen Ring a. Dieser verstellt die Hähne v zum Ansaugen des frischen Gemisches (Stellung unten) sowie zum
Ueberleiten der Abgase nach dem Turbinenrad m (Stellung
oben). Manche Konstrukteure haben eine Erhöhung des Spannungsgefälles der
Auspuffgase angestrebt, indem sie diese bis unter Atmosphärendruck sich ausdehnen
lassen. Hierzu kann z.B. ein Kreiselverdichter dienen, der die Gase aus der Turbine
absaugt (Ausführung von de Ferranti). Ein wesentlicher
Gewinn ist damit jedoch nicht verbunden. Dem Mangel der stoßweisen Abgabe der
Treibgase ist durch Ausgleichbehälter zu begegnen (Ausführung von Prescott).
Textabbildung Bd. 331, S. 192
Abb. 1.
Neben den Abgasen enthält auch das Zylinderkühlwasser der Verbrennungsmaschine große
Wärmemengen, die noch ausgenutzt werden können. Eine Möglichkeit ist die, daß man
die Abgaswärme und die Kühlwasserwärme getrennt verwertet, erstere in der oben
angegebenen Weise, letztere dadurch, daß man das Kühlwasser verdampft und den Dampf
eine Dampfturbine treiben läßt, doch ergibt sich daraus eine recht verwickelte
Gesamtanordnung (Ausführung von Stuart). Eine günstigere
Lösung ergibt sich, sobald man die Abgase mittelbar ausnutzt, indem man sie Wasser
verdampfen läßt und durch den Dampf eine Turbine treibt. Dieses Verfahren wird
sowohl für sich angewandt nur zur Ausnutzung der Abgase (Ausführung der Thornycroft-Werke), als auch gemeinsam mit einer
Ausnutzung des Wärmeinhaltes des Kühlwassers. In letzterem Falle ist einfach die
Wärme der Abgase – zur Vermeidung von Verunreinigungen des Dampfes besser durch
Leitung, nicht durch Vermischung – an den aus dem Kühlwasser erzeugten Dampf
abzugeben (Ausführungen von Semmler und Corthésy & Dickson).
Textabbildung Bd. 331, S. 192
Abb. 2.
In besonderer Weise wird die Abwärme auch dadurch verwertet, daß man sie zunächst auf
ein anderes Arbeitsmittel, z.B. Druckluft, überträgt und dieses dann nach Bedarf
Arbeit leisten läßt. Derartige Verfahren kommen insbesondere in Frage, wenn die
Kraftmaschine wie bei Schiffen, Kraftwagen, Flugzeugen, Walzwerken eine wechselnde
Drehzahl haben muß. Ein Beispiel einer solchen Anlage stellt die in Abb. 2 skizzierte Anordnung nach Lucas-Girardville und Mekarski dar. Die
Maschine a pufft ihre Abgase in den Topf b aus und treibt den Verdichter c, der Druckluft über die Ausgleichbehälter d
nach dem Anfeuchter e fördert, in dem die Luft über das
von der Maschine kommende warme Kühlwasser geleitet wird. Die so angefeuchtete und
angewärmte Druckluft wird im Topf b überhitzt und dann
zur Arbeitleistung in die Turbine k geleitet. Das von
dem Mantel der Maschine kommende warme Kühlwasser wird, soweit es nicht von der
Druckluft aufgenommen ist, von der Pumpe g wieder in
den Mantel gepumpt. Den Ausfall deckt eine Frischwasserpumpe h. Aehnliche Anordnungen sind auch von anderen Konstrukteuren gewählt. An
die Stelle der Luft kann auch Kaltdampf wie z.B. schweflige Säure treten.
Die in der, freilich nur in besonderen Fällen zur Mantelkühlung der
Verbrennungsmaschinen benutzten Kühlluft enthaltene Wärmeenergie kann dadurch
verwertet werden, daß man die Luft durch Anfeuchten zur Aufnahme großer Wärmemengen
befähigt und dann das Dampfluftgemisch eine Turbine treiben läßt (Ausführung von Hutchings). Auch ist in diesem Falle eine Mischung der
Abgase und der Kühlluft möglich, um mit diesem Gemisch alsdann eine Turbine zu
treiben (Ausführung von Morgan & Kemp).
Ritter.
––––––––––
Cellon und Cellonlacke. Cellon ist ein nach den Patenten
von Dr. A. Eichengrün durch die Rheinisch-Westfälische Sprengstoff-A.-G. in Köln aus Azetylhydrozellulose
und indifferenten Erweichungsmitteln hergestelltes hartes, bei etwa 80° Wärme plastisch
werdendes Isolationsmaterial. Es läßt sich durch Schneiden, Sägen, Fräsen und Drehen
ebenso wie Hartgummi bearbeiten, ist aber nicht so spröde wie dieser. Auch kann es
nach vorherigem Anwärmen leicht gebogen werden. Mit der Härte wächst das
Isolationsvermögen. Für eine 0,2 mm starke Platte aus Hartcellon beträgt die
Durchschlagspannung 13200 V., sie steigt bei einer Plattenstärke von 2 mm auf 35000
V. Gegenüber dem Zelluloid hat der neue Stoff den Vorzug der Schwerbrennbarkeit,
auch ist er für Feuchtigkeit unempfindlich und sehr widerstandsfähig gegen Fette,
Oele und Gase. Aehnliche wertvolle Eigenschaften besitzen die Cellonlacke, die vom
Cellon-Laboratorium, Charlottenburg, in drei
Weichheitsgraden hergestellt werden. Sie lassen sich in einfachster Weise durch
Aufstreichen, Eintauchen, Uebergießen, Aufspritzen und Aufwalzen zur Verwendung
bringen, trocknen ohne Wärmezufuhr und bilden sodann zusammenhängende, in ihrem
Verhalten dem festen Cellon entsprechende Schichten. Ferner kann man verschiedene
Lacksorten übereinander auftragen, da sie sich beim Trocknen miteinander verbinden.
Es gelingt hierdurch, den hohen Isolationswert der harten Lacksorten mit der
Dehnbarkeit und Zähigkeit der weicheren zu vereinigen. Auch ist es möglich, die
Eigenschaften der Cellonlösungen durch Mischen mit anderen Farbstoffen und
Isolationsmaterialien oder durch geeignete Wahl des Lösungsmittels in weitgehender
Weise zu beeinflussen, z.B. verschiedene Viskosität und Trocknungsgeschwindigkeit zu
erzielen. Infolgedessen werden Cellonlacke zu den mannigfachsten Zwecken verwendet.
Unter anderen benutzt man sie zum Imprägnieren, Lackieren von Maschinenteilen,
Anstreichen und Grundieren hölzerner oder eiserner Gegenstände und zum Ueberziehen
von Glas, z.B. von Glühlampen, deren Festigkeit durch das Auftragen einer farbigen,
sehr lichtechten Lackschicht erhöht wird. Auch kann man die Fenster von Automobilen
und geschlossenen Flugzeugen durch Cellonscheiben ersetzen. Diese sind völlig
durchsichtig, lassen sich rollen, falten, biegen und daher leicht in die Stoffbahn
einnähen. Infolge ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Witterungseinflüsse und Benzin,
ihrer versteifenden Wirkung und Glätte hat die „Emaillierung“ der Tragflächen
von Flugzeugen durch Cellonlacke weiteste Verbreitung gefunden. Durch die
Lackschicht wird das Gewicht nur unbedeutend, die Zerreißfestigkeit beträchtlich
erhöht. Cellonlacke werden neuerdings in Verbindung mit dem zähen Cellonkitt auch
zum Ausfüllen von Hohlräumen der Nietverbinder, Schellenklemmen usw. zum Schutze
gegen das Eindringen von Feuchtigkeit benutzt. Auf Kautschuk, Hartgummi,
Guttapercha, Oelfarbe und geleimten oder gelatinierten Stoffen haften Cellonlacke
nicht.
Schmolke.
––––––––––
Eine Neuerung im Martinofenbetriebe. Mit dem Zurückbrennen
der sogenannten Köpfe im Martinofen, das nach einer größeren oder geringeren
Chargenzahl eintritt, wird die Gasführung immer mangelhafter, und schließlich
gerät das Ofengewölbe in Gefahr. Um dieser Gefahr zu begegnen und gleichzeitig auf
billige Weise die Ofenreife um mehr als die Hälfte der gewöhnlichen Chargenzahl zu
verlängern, hat A. Zdanowicz nach einer Mitteilung von
Kniepert (Stahl und Eisen 36. Jahrgang S. 25) eine
bemerkenswerte Verbesserung am Martinofen angebracht.
Textabbildung Bd. 331, S. 193
Abb. 1.
Danach werden die senkrechten Gaszüge, wie aus Abb. 1 hervorgeht, aufgebrochen, der aufsteigende
Gaskanal C bis an die Stirnwand heraus vermauert und
bei A und B in der
Stirnwand Aussparungen angebracht.
Textabbildung Bd. 331, S. 193
Abb. 2.
Vor diesen Oeffnungen wird ein sogenannter Korb D angebracht, dessen Gasschlitze in diese Aussparung
hineinpassen. Diese Arbeit erfordert eine Betriebsunterbrechung von 24 Stunden. Abb. 2 zeigt einen zum Ansetzen fertigen Korb, der so
hergestellt wurde,
daß der Führungswinkel des oberen Gaszuges mit jenen des Gaszuges im Ofen
übereinstimmt. In Abb. 3 ist ein zum Ansetzen des
Korbes vorbereiteter Ofenkopf dargestellt, während Abb.
4 fertig aufgestellte Körbe im Betrieb wiedergibt.
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Abb. 3.
Diese Neuerung hat den Vorteil, daß die zurückgebrannten Köpfe weit aus dem Feuer
gerückt und daher vor weiterer Abnutzung geschützt sind. Die Gasführung hat sich als
einwandfrei herausgestellt, so daß ein tadelloser Gang des Ofens durch sie
gewährleistet ist. Das Anlegen der Körbe erfordert kein Kaltlegen des Ofens. Kniepert faßt die Vorteile der Zdanowiczschen Köpfe wie folgt zusammen:
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Abb. 4.
1. Erreichung einer tadellosen Gasführung ohne Betriebsunterbrechung in einem
Zeitpunkte, zu dem der Ofen bisher Kaltlegen erforderte.
2. Erhöhung der Gewölbehaltbarkeit.
3. Herabsetzen der Zustellungskosten.
4. Die Möglichkeit, die Kopfverlängerungen an jedem bestehenden Ofen anbringen zu
können.
5. Kohlenersparnis.
6. Erhöhung der Jahresleistung des Ofens.
7. Leichtes Arbeiten mit den Kopfverlängerungen infolge der weitgehenden Unterteilung
des zur Verwendung kommenden Gesamtgewichts.
Loebe.
Eine neue Lösung des Marschturbinenproblems. Im
International Marine Engineering vom Januar 1916 wird eine von der Westinghouse Company entworfene, neuartige
Kriegsschiffsturbinenanlage beschrieben, die auch bei kleiner Belastung
hochwirtschaftlich arbeitet, so daß die Anordnung besonderer Marschturbinen
entbehrlich wird. Die Anlage, die in der vorliegenden Form bei einem
Zweiwellenschiff von 22000 WPS zum Einbau gelangen soll, besteht aus zwei
Turbinensätzen von je 11000 WPS bei 3600 Umdr./Min., die unter Zwischenschaltung je
eines Rädergetriebes auf die beiden Propellerwellen arbeiten.
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Abb. 1.Schema der Westinghouse-Turbine mit geteiltem Dampfstrom
Zu jedem Maschinensatz gehört, wie bei der bekannten
Parsons-Anordnung, eine Hochdruck- und eine Niederdruckturbine, die beide mit je
einer Ritzelwelle gekuppelt sind. Bemerkenswerte Abweichungen zeigt dagegen die
Turbinenbauart, wie die schematische Skizze der Anlage (Abb. 1) erkennen läßt. Die Hochdruckturbine setzt sich hiernach aus einem
zweikränzigen Aktionsrade und aus einer kurzen Trommel zusammen. Während das Rad
jedoch die gesamte, bei Vollast hindurchströmende Dampfmenge verarbeitet, ist die
Hochdrucktrommel nur für ein Drittel dieser Dampfmenge bemessen.
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Abb. 2.Dampfverbrauchskurven einer Westinghouse-Schiffsturbinenanlage mit
Rädergetriebe von 11000 WPS bei 3600 Umdr./Min.
Der Rest, also zwei Drittel des vom Hochdruckrade
aufgenommenen Dampfgewichtes, strömt durch ein in der Ueberströmleitung angeordnetes
Absperrventil zur Niederdruckturbine. Diese ist als Doppelturbine mit geteiltem
Dampfstrom gebaut. Der Dampfeinlaß liegt also in der Mitte, so daß die beiden Hälften
der Niederdruckturbine parallel arbeiten. Der nach beiden Seiten der
Niederdruckturbine expandierende Dampf wird durch eine gemeinsame Abdampfleitung dem
Kondensator zugeführt. Da auch der Abdampf der Hochdruckturbine unmittelbar in den
Kondensator geführt werden kann, so ergeben sich zwei verschiedene
Schaltungsmöglichkeiten. Bei kleiner Leistung – Marschfahrt – wird das Absperrventil
geschlossen. Der Dampf durchströmt unter diesen Umständen nur das Hochdruckrad
einschließlich der angebauten Trommel und wird dann im Kondensator niedergeschlagen.
Die Niederdruckturbine läuft bei dieser Schaltung, die bis zu ein Drittel der
Volldampfleistung Verwendung findet, also leer mit. Bei höheren Geschwindigkeiten
wird das Absperrventil geöffnet, so daß beide Turbinen in Hintereinanderschaltung
arbeiten.
Nach Angabe der Westinghouse Co. soll die Marschschaltung
ähnlich günstige Dampfverbrauchswerte (s. Abb. 2)
ergeben wie die Hauptschaltung, wie die folgenden Garantiewerte, die unter Annahme
eines Dampfüberdruckes von 18,3 kg/cm2 und eines
Vakuums von 94 v. H. errechnet sind, zeigen:
Volldampfleistung
4,83
kg/WPS-Std.
80–85 v. H. der Volldampflstg.
4,69
kg/WPS-Std.
25 v. H. der Volldampfleistung
5,14
„
Die Rohrleitung der Turbinenanlage ist so ausgebildet, daß die Doppelturbine im
Notfalle auch mit Frischdampf beaufschlagt werden kann. Die im Gegensatz zur
üblichen Ausführung in das Gehäuse der Hochdruckturbine eingebaute Rückwärtsturbine,
die für sechs Zehntel der Vorwärtsleistung bemessen ist, besteht nur aus einem
mehrkränzigen Aktionsrade.
Kraft.
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Hauptversammlung des Vereins deutscher Gießereifachleute.
Der Verein deutscher Gießereifachleute hält am 18. Juni vorm. 11 Uhr in der Techn.
Hochsch. Charlottenburg seine Hauptversammlung ab mit der Tagesordnung: 1. Die
Metallprüfung mittels Röntgenstrahlen. Von Professor Dr. W. Scheffer in Berlin. 2. Metallurgische Herdformen für die Gießereipraxis.
Von Ing. G. Mettler in Berlin. 3. Die Grundsätze der
richtigen Flammenentfaltung und Feuerführung in unseren Oefen. Von Ing. A. Irinyi aus Hamburg.
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Der ordentl. Professor für Mathematik und techn. Mechanik an der Kgl. Bergakademie
Berlin, Prof. Dr. E. Jahnke, hat den Charakter als Geh.
Bergrat erhalten.