Titel: | Polytechnische Schau. |
Fundstelle: | Band 335, Jahrgang 1920, S. 168 |
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Polytechnische
Schau.
(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge
– nur mit Quellenangabe gestattet.)
Polytechnische Schau.
Elektrotechnik.
Einfluß der Stromumkehrung bei verschiedener Frequenz auf
elektrolytischen Angriff von Eisen und Blei. Während man in Deutschland
vorsichtig an den Bau von elektrischen Straßenbahnen mit Schienenrückleitung ging
und, entsprechend dem Grundsatz „erst wäg's, dann wag's“, alle erforderlichen
Vorsichtsmaßnahmen traf, um vor empfindlichen Schädigungen durch die Streuströme in
der Erde sicher zu sein, stellten die Amerikaner erst Versuche zur Verminderung von
Streustromschäden an, nachdem recht unangenehme Schäden eingetreten waren. Das
Bureau of Standards in Washington hat in letzter Zeit eine Reihe eingehender
Untersuchungen über Streustromfragen aufgenommen und die Ergebnisse veröffentlicht.
In Nr. 72 der Technologie Papers of the Bureau of Standards (Washington 1915) wird
von Burton Mc. Collum und C. H. Ahlborn der Einfluß von Strömen wechselnder Richtung bei verschiedener
Periodenzahl behandelt. Sie kommen im allgemeinen zu ähnlichen Schlußfolgerungen wie
sie Bergius und Krassa
(Zeitschrift für Elektrochemie 1909, Seite 712) im Hochschullaboratorium von Prof.
Haber in Karlsruhe gefunden hatten.
Bei Strömen wechselnder Richtung wird nur während der Zeit des Stromaustritts das
Metall elektrolytisch angegriffen. Es war lange Zeit eine Streitfrage, ob während
der folgenden Zeit des Stromeintritts ein mehr oder weniger wirksamer Schutz durch
Rückbildung des Metalls oder durch Bildung einer schützenden Wasserstoffschicht sich
bildet, die den weiteren Angriff vermindert. Larsen
(Elektrotechnische Zeitschrift 1902, Seite 868) hatte durch Versuche gefunden, daß
bei täglicher Umkehr der Stromrichtung in Straßenbahnbetrieben die Anfressung der
Röhren auf den vierten Teil vermindert würde. Die günstige Wirkung wurde von anderer
Seite in Abrede gestellt, indem auch auf die Möglichkeit der Elektrolyse durch
Wechselstrom hingewiesen wurde.
Die Versuche wurden sowohl in Kästen im Laboratorium, sowie im Freien in gewöhnlichem
Erdboden angestellt. Der Strom wurde periodisch umgekehrt. Am Schluß der Versuche
wurde der Angriff des Metalls durch Wägen festgestellt. Die Zeit eines
Umkehrvorganges wurde von 1/60 Sekunde (Frequenz = 60) bis zu zwei Wochen
gesteigert. Gleichzeitig wurden vergleichsweise Nebenversuche bei Verwendung
gleichen Erdbodens bei dauernden Strömen gleicher Richtung und bei Lagerung im Boden
ohne Stromdurchgang angestellt. Aus den Versuchen wurden die folgenden
Schlußfolgerungen gezogen.
Der Angriff von Eisen sowohl wie von Blei nimmt ab mit wachsender Frequenz der
Stromumkehrung, d.h. je öfter in einem Zeitraum umgepolt wird, um so geringer sind
die Angriffe. Für praktische Verhältnisse kann der Angriff schon vernachlässigt
werden, wenn die Dauer einer Periode nicht größer als eine Minute ist, da der
Angriff nur 8–5 v. H. des Angriffs bei dauerndem Gleichstrom beträgt. Die
Grenzfrequenz, bei der ein Angriff durch den Strom überhaupt nicht mehr nachweisbar
war, beträgt bei Eisen 15–60 Perioden in der Sekunde. Bei Blei liegt eine solche
Grenzfrequenz höher; erst wenn die Zeitdauer einer Periode kleiner als 1/60 Sekunde
geworden wird, ist kein Angriff des Bleis mehr festzustellen. Bei verschiedenen
Bodenarten ist der Einfluß des Umpolens verschieden stark. Bei vorhandenem
kohlensaurem Natron im Boden ist der bei Stromumkehr noch verbleibende Angriff bei
Eisen schwächer, bei Blei stärker als bei salzfreiem Boden.
Wurde ununterbrochen aus dem Eisen Gleichstrom in den Boden gesandt, so entsprach der
beobachtete Angriff genügend genau dem errechnetem, bei Blei wurde der
Gewichtsverlust nur etwa ¼ so hoch gefunden, wie die theoretische Rechnung ergab.
Wenn die Zeitdauer eines Stromumkehrvorganges auf 2 Wochen ausgedehnt wurde, so war
immer noch ein Gewinn festzustellen, indem der Angriff des Eisens nur etwa 60 v. H.
von dem Werte betrug, wie er sich der Rechnung nach ergeben würde, wenn nur die Zeit
des Stromaustritts berücksichtigt und die schützende Wirkung der Stromumkehr
unbeachtet bleibt.
Ein dauernder Wechsel der Stromrichtung findet z.B. in Straßenbahnbetrieben in der
sogenannten neutralen Zone statt, in der die Spannung der Gleise gegenüber den Gas-
und Wasserrohren annähernd Null ist. In dieser Zone wechselt die Stromrichtung in
schneller Folge.
Nach den deutschen Vorschriften zum Schütze der Gas- und Wasserröhren gegen
schädliche Einwirkung der Ströme elektrischer Gleichstrombahnen wird „bis weitere
Erfahrungen vorliegen“ bestimmt, daß für die Bemessung der schädlichen
Stromdichte bei Richtungswechsel der aus den Röhren austretenden und in sie
eintretenden Ströme nur die ersteren zu berücksichtigen und die letzteren bei der
Bildung des Stromdichtemittels für die Betriebzeit gleich Null zu setzen sind. Diese
Bestimmung wurde auf Wunsch der Gas- und Wasserfachleute vorsichtigerweise in die
Vorschriften aufgenommen, nach den in Amerika auf Grund der vieljährigen Versuche
erhaltenen Ergebnissen würde jedoch der Angriff bedeutend geringer sein, als nach
obiger Vorschrift errechnet wird.
Nach Ansicht der Untersucher wird bei Stromwechsel zwar in der Zeit des
Stromaustritts das Metall angegriffen, es bildet sich aber in der darauffolgenden
Zeitperiode des Stromeintritts eine Schutzschicht von zurückgebildetem Metall, die
mechanisch nicht von großem Wert sein mag, die aber vorteilhaft für die
nächstfolgende Stromaustrittsperiode ist, indem der Angriff sich zunächst auf diese
Schutzschicht richtet, so daß das unkorrodierte Metall zum Teil verschont bleibt.
Diese Schutzwirkung hängt viel von der Diffusionsmöglichkeit der Elektrolyte ab.
Wenn diese sich im Erdboden leicht verteilen können, und solche Stoffe, die, wie
Sauerstroff oder Kohlensäure, sekundär zu festen Verbindungen am Metall Veranlassung
geben, wird die Bildung der Schutzschicht gehemmt.
Im allgemeinen ergeben die Versuche, daß selbst bei Wechselstromanlagen von der
niedrigen Frequenz von 16⅔ Perioden in der Sekunde, die für reine Kraftbetriebe
verwandt wird, keine Angriffsgefahr für Metalle in der Erde zu befürchten, bei der
hohen Frequenz 50, wie sie in den meisten Wechselstromanlagen üblich ist,
ausgeschlossen ist. Ferner wurden die Larsenschen
Versuchsergebnisse bestätigt.
Dr. Michalke.
Untersuchungen über die Größe und Beständigkeit von
Kontaktverbindungen unter besonderer Berücksichtigung des Aluminiums.
Professor Rudolph Richter hat in dem Elektrotechnischen
Institut der Technischen Hochschule zu Karlsruhe an 421 verschraubten, genieteten,
verlöteten oder verwirkten Kontaktverbindungen aus Aluminium und anderen Metallen
Versuche angestellt (ETZ Heft 18–23). Die Kontaktverbindungen wurden auf ihre
Beständigkeit und auf die Größe des Widerstandes unter Berücksichtigung von
chemischen und mechanischen Einflüssen untersucht, und zwar 399 Verbindungen von
Drähten von 2,5 bzw. 3 mm Durchmesser und 21 Verbindungen größeren Querschnittes.
Professor Richter kommt auf Grund seiner umfangreichen,
sorgfältig durchgeführten Versuche zu nachstehend wiedergegebenen
Schlußfolgerungen:
„1. Die untersuchten Schweißverbindungen zwischen Drähten und Seilen aus
Aluminium haben sich gegen chemische und mechanische Einflüsse als zuverlässig
erwiesen; der Kontaktwiderstand hat keine merkliche Aenderung erfahren.
2. Schraub Verbindungen zwischen einfachen Drähten aus Aluminium haben sich gegen
chemische und mechanische Einflüsse als zuverlässig erwiesen, wenn Schraubhülsen
und Schrauben aus Messing ausgeführt werden und jedes Drahtende mit mindestens 3
Schrauben fest-verschraubt wird. Es ist dabei vorteilhaft, die Drahtenden zu
metallisieren. Hülsen und Schrauben aus Aluminium haben sich nicht bewährt.
3. Lötverbindungen zwischen Alumium-Drähten haben sich gegen chemische und
mechanische Einflüsse als zuverlässig erwiesen, wenn massive Hülsen verwendet
werden, wobei es zweckmäßig ist, die Aluminium-Totstelle noch mit Zinnlot
abzudecken. Blechhülsen sind weniger zuverlässig. Lötungen ohne Hülsen sind
mechanisch nicht widerstandsfähig. Metallisieren der Aluminium-Drahtenden bei
Lötverbindungen ist im allgemeinen schädlich.
4. Würgverbindungen haben sich in jeder Hinsicht als unzuverlässig erwiesen,
besonders aber dann, wenn die Drahtenden nicht metallisiert sind.
5. Die untersuchten Nietverbindungen mit Aluminium-Drähten haben sich nicht
bewährt.
6. Die untersuchten genieteten Kabelschuh Verbindungen haben sich nur teilweise
bewährt. Am zweckmäßigsten scheint bei Aluminium – Drähten die Verwendung von
Kabelschuhen aus Messing zu sein.
7. Die Stellung der zu verbindenden Metalle in der elektrischen Spannungsreihe
hat nach den Untersuchungen keinen Einfluß auf die Beständigkeit des
Kontaktwiderstandes. Die bisher immer empfohlenen Zwischenlagen aus Zinnfolie
bei Verbindungen zwischen Al. und Cu. bewirken nur, daß die Berührungsflächen
inniger werden. In diesem Sinne scheint auch das Metallisieren der Drahtenden zu
wirken, das sich bei Schraub-, Niet- und Würgverbindungen als zweckmäßig
erwiesen hat.“
Meller.
Einwirkung elektrischen Gleichstroms auf armierten Beton.
Starkströme, die aus den elektrischen Leitungen entweder betriebsmäßig, wie z.B. aus
den Gleisen elektrisch betriebener Gleichstrombahnen mit Stromrückleitung durch die
Schienen, oder Ströme, die infolge von Isolationsfehlern austreten, können nicht nur
Metallmassen in der Erde elektrolytisch angreifen, sondern auch Beton schädigen,
wenn die Ströme eindringen, da bekanntlich Beton- in feuchtem Zustand elektrisch
leitend ist. Hierüber sind im Washingtoner Bureau of Standards ausgedehnte Versuche
angestellt worden, worüber die Herren E. B. Rosa, Burton Mc.
Collum und C. S. Peters in Nr. 18 der
Technologie Papers of the Bureau of Standards „Electrolysis in Concrete“,
Washington 1919, berichten.
An Versuchstücken von feuchtem Beton wurde festgestellt, daß der Beton schon
innerhalb kurzer Zeit des Stromdurchganges rissig und gesprengt wird, wenn das
Spannungsgefälle im Beton etwa 20 Volt auf das cm überschreitet. Es sind dies
verhältnismäßig hohe Werte, die in ordnungsgemäßem Betriebe kaum für längere Zeit
vorkommen, falls nicht fehlerhafterweise spannungführende Leitungen in Beton
eingebettet sind. Es können solche Spannungsgefälle bei Bruch von
Hochspannungsisolatoren auf Betonmasten eintreten, doch ist solcher Zustand bei
richtiger Betriebsführung kaum von längerer Dauer, so daß die Gefahr für die Masten
kaum groß ist. Ist das Spannungsgefälle geringer als etwa 20 Volt auf das cm, so
tritt ein Rissigwerden erst nach mehreren Jahren der Stromwirkung auf.
Das Rissigwerden von armiertem Beton unter der Wirkung des elektrischen Stromes ist
schon früher beobachtet worden, man hat hierüber verschiedene Theorien aufgestellt,
von denen die wahrscheinlichste ist, die den Vorgang der Oxydation der Eisenanode
durch elektrolytischen Angriff zuschreibt. Die sich bildenden Oxyde nehmen den 2,2
fachen Raum des ursprünglichen Eisenvolumens ein. Der durch diese Ausdehnung sich
ergebende Druck verursacht ein Sprengen des Betons. Sind Metalle im Beton, bei denen
solche Oxyde beim Stromaustritt vom Metall zum Beton sich nicht bilden, so tritt
auch kein Platzen des Betons bei Stromdurchgang ein. Der mechanische Druck an der
Trennungsfläche von Eisen und Zement wurde bis 330 kg/cm2 gemessen, ein Wert, der mehr als ausreichend ist, die beobachtetete
Erscheinung des Platzens zu erklären. Ein Verkupfern der Eisenarmierung, um die
erwähnten Nachteile zu vermeiden, hat wenig Zweck, da der Kupferüberzug schnell
zerstört wird.
Aluminium statt Eisen für die Armierung zu verwenden, ist gleichfalls nicht
angängig, da Alumnium durch das Alkali des Betons angegriffen wird.
Der Angriff des Eisens hängt im wesentlichen von der Temperatur des Betons ab. Bei
Wärmegraden unter 45° C ist der Angriff selbst in feuchtem Beton gering. Ein solch
hoher Wärmegrad kann durch die Heizwirkung des elektrischen Stromes herbeigeführt
werden. Wurden die Versuchstücke künstlich gekühlt, so war der Angriff des Eisens
auch bei hohem Spannungsgefälle nicht stärker als im allgemeinen bei niedriger
Spannung. Der schwache Angriff bei niedrigen Wärmegraden wird der Schutzwirkung des
Kalziumhydroxyds zugeschrieben. Die Passivität des Eisens im Beton, die das Eisen
schützt, hängt nämlich von dem Gehalt an Kalziumhydroxyd ab, das sich aber
allmählich infolge der Stromwirkung in kohlensauren Kalk verwandelt. Das Beimengen
schon einer geringen Menge von Salz – etwa 1 v. H. – zum Beton, das zuweilen dem
Beton zugesetzt wird, um ein Gefrieren vor dem Erstarren zu verhindern, vermehrt die
schon an und für sich im Beton vorhandene Leitfähigkeit und zerstört die Passivität
des Eisens, wodurch die Angriffsfähigkeit bedeutend gesteigert wird. Seewasser, das
in den Beton eindringt, kann daher besonders schädlich werden.
Einen gewissen Selbstschutz bewirkt der Stromdurchgang durch den Beton, indem, wie
festgestellt wurde, dadurch der elektrische Widerstand vermehrt wird.
Nach den Untersuchungen, die früher angestellt wurden, wurden die Vorgänge an der
Anode, dem positiven Pol, für besonders schädlich gehalten. Die vorliegenden
Beobachtungen ergeben aber, daß die Vorgänge an der Kathode, dem negativen Pol,
besonders schädlich sind. Der Beton erweicht an der Kathode. Dieses Erweichen
breitet sich langsam bis zu einer Schicht von über 7 mm Dicke aus, während der
Hauptteil der Masse gesund bleibt. Wird die erweichte Masse der Luft ausgesetzt, so
erhärtet sie zwar, bleibt aber spröde und mürbe. Die Masse bleibt also minderwertig.
Während die anodische Wirkung nur bei verhältnismäßig hohen Spannungen auftritt,
entwickelt sich der kathodische Angriff schon bei niedrigen Spannungen, also
geringen Stromdichten am Eisen. Ist das Erweichen des Betons eingetreten, so
schreitet dieses zum Glück nicht unbeschränkt fort. Versuchstücke, die 8 Jahre der
Stromwirkung ausgesetzt waren, zeigten keine wesentlich stärkere Beeinflussung als
solche, die nur 2 oder 3 Jahre beansprucht waren. Das Erweichen der Masse an der
Kathode wird hauptsächlich dem allmählichen Anhäufen von Natrium oder Kalium nahe
der Kathode infolge der Stromwirkung zugeschrieben. Mit der Zeit wird der
Alkalibetrag so stark, daß er den Beton angreift. Mit steigendem Gehalt von Na und K nimmt daher diese
schädliche Wirkung zu. Die Vorschläge, durch irgend welche Stromquellen die
Eisenarmierung des Betons, um diesen zu schützen, auf ein negatives Potential zu
bringen, gingen von der Voraussetzung aus, daß zerstörende Wirkungen nur an der
Anode auftreten, ohne die schlimmeren Schäden an der Kathode in Rücksicht zu ziehen.
Solche Maßnahmen sind daher zu verwerfen.
Die Stromwirkung im Zement äußert sich in der Wanderung wasserlöslicher Teile. Würde
armierter Beton völlig feuchtigkeitbeständig hergestellt werden können, was den
elektrischen Widerstand beteudend vermehren würde, so würde die Gefahr der
Elektrolyse wesentlich vermindert werden. Ein so hoher Grad von Wasserfeuchtigkeit,
wie er zur Verhinderung des Stromdurchgangs verlangt wird, ist aber schwer zu
erreichen. Alle dahin gehenden Versuche waren umsonst. Mehr Erfolg scheinen, wo
anwendbar, isolierende Schichten zu haben, die den Eintritt von Streuströmen in den
Beton verhindern. Ein Anstrich des Eisens hat sich als nicht dauerhaft
erwiesen, bietet also keinen genügenden Schutz.
Um armierten Beton gegen die schädigende Wirkung des Stromes wirksam zu schützen, ist
es erforderlich, das Auftreten von Streuströmen nach Möglichkeit zu verhindern oder
auf einer unschädlichen Größe zu halten, insbesondere wenn der Beton dauernd von
Seewasser umspült wird. Vollkommen ist der Schutz, wenn alle Gleichstromnetze in der
Umgegend dauerd frei von Erdströmen gehalten werden. Rohrleitungen, die Ströme in
umfangreiche Betonbauten verschleppen könnten, sollen vor dem Eintritt und nach dem
Austritt aus den Bauten elektrisch isolierende Zwischenstücke erhalten, um so eine
Streustromverschleppung zu verhindern. Werden durch die Trennung gefährliche
Spannungen an den beiden Trennstellen erzeugt, so sollen durch Kupferleitungen in
geeigneter Weise die abgetrennten Teile überbrückt werden.
Auch durch blanke Bleikabel können schädliche Ströme in den Beton verschleppt werden,
wenn die Kabel durch Beton geführt werden. Es genügt in solchen Fällen meist schon,
durch Holz oder andere isolierende Stoffe den Bleimantel vom Beton zu trennen, um
den Beton und auch das Kabel zu schützen.
Es muß jede Gelegenheit vermieden werden, daß Strom in die armierten Betonkörper
gelangt. Die Metallteile im Beton untereinander metallisch zu verbinden, kann von
Vorteil sein, weil dann nicht Ströme Von Metall zu Metall durch den Beton
hindurchgehen. Zu vermeiden ist jedoch hierbei, diese Metallteile zu erden oder mit
Metallteilen außerhalb des Betons zu verbinden, wenn dadurch die Metallteile im
Beton unter Spannung gesetzt werden, so daß schädliche Ströme vom Metall zum Beton
übergehen können.
Im allgemeinen müssen unter Berücksichtigung der vorigen Ausführungen die örtlichen
Verhältnisse berücksichtigt werden, um die vorteilhaftesten Maßnahmen gegen die
Gefährdung des Betons treffen zu können. Spannungmessungen können zwar über die
Gefährdung des Betons Aufklärung geben, sie genügen aber allein noch nicht, um ein
klares Bild über die Gefährdung zu erhalten.
Dr. Michalke.
Gastechnik.
Die Selbstentzündung der Kohlen. Die Vorgänge bei der
Kohlenverwitterung sind den Vorgängen bei der Selbstentzündung der Kohle sehr
ähnlich, in beiden Fällen handelt es sich nämlich um eine Sauerstoffabsorption und
Oxydation, die bei raschem Verlauf eine beträchtliche Temperaturerhöhung der Kohle
bewirken. Vielfach wird die Ursache der Selbstentzündung der Kohle, wie O. Stutzer in den Naturwissenschaften 1920, S. 310 bis 312
berichtet, auf die Beimengung von Schwefelkies zurückgeführt, dessen Oxydation nach
Versuchen von Parr und Kreßmann allerdings von erheblicher Wärmeentwicklung begleitet ist. Da
indessen die am meisten zur Selbstentzündung neigenden Kohlen nicht immer die an
Schwefelkies reichsten sind, so ist die Selbstentzündung durch andere Ursachen
bedingt, und zwar vornehmlich durch die Folgen der Sauerstoffabsorption. Nach Richters vermag Steinkohle in drei Tagen das Dreifache
ihres Eigenvolumens an Sauerstoff zu absorbieren, wobei sie sich auf nahezu 100°
erwärmt. Die Aufnahmefähigkeit für Sauerstoff und damit die Intensität der Oxydation
nimmt nun mit steigender Temperatur zu, wobei immer wieder neue Wärme entwickelt
wird, so daß schließlich eine Entzündung der Kohle eintreten kann.
Die Neigung der Kohle zur Selbstentzündung wird vielfach der Gegenwart von
ungesättigten Kohlenwasserstoffen zugeschrieben, die besonders lebhaft Sauerstoff
aufnehmen. Für die Richtigkeit dieser Annahme spricht
der Umstand, daß Selbstentzündungen bisher nur bei Stein- und Braunkohle, aber
niemals bei Anthrazit und Koks vorgekommen sind. Ferner wurde beobachtet, daß die
selbstentzündlichen Kohlen im allgemeinen auffallend wenig Wasserstoff, dagegen
ziemlich viel Sauerstoff enthalten und daß auch ihr Wassergehalt verhältnismäßig
hoch ist. Auch solche Kohlen, die unter der Einwirkung von feuchter Luft leicht
Humussäuren bilden, sollen sich leicht von selbst entzünden. Neben der
Sauerstoffabsorption können zur Selbstentzündung auch noch die Wirkung von Bakterien
sowie die rein zufällige Erhöhung der Außentemperatur beitragen. So hat Galle
nachgewiesen, daß auf Kohle Bakterien leben können, die methanhaltige Gasgemische
bilden, deren Gegenwart die Entzündung der Kohle begünstigt, wenn auch ihre
Anwesenheit allein ohne eine andere Wärmequelle nicht ausreicht. Das Gleiche gilt
von der zufälligen Erhöhung der Außentemperatur durch benachbarte Dampfkessel,
Heizrohre oder auch durch starke Sonnenbestrahlung, die zusammen mit anderen
Ursachen schon häufig Kohlenbrände unmittelbar herbeigeführt haben. Schließlich wird
die Selbstentzündung der Kohle auch noch durch geringe Mengen von Feuchtigkeit
begünstigt, während größere Mengen von Feuchtigkeit die Gefahr der Selbstentzündung
vermindern, da das Wasser die Poren der Kohle verschließt und so den Zutritt des
Luftsauerstoffs verhindert. Auch die Korngröße der Kohle ist von großem Einfluß,
denn je mehr Grus die Kohle enthält, um so leichter tritt Selbstentzündung der Kohle
ein.
Ein wirksames Mittel zur Verhütung von Kohlenbränden ist die regelmäßige Beobachtung
der Temperatur im Innern der Kohlenlager mit Hilfe von Thermometern, die in
Eisenrohre eingelassen werden. Bei Temperatursteigerung von mehr als 60° soll man
den Kohlenhaufen auseinanderwerfen und gut durchlüften. In großen Kohlenlagern legt
man häufig auch von vornherein Luftkanäle an, die wärmezerstreuend wirken sollen.
Diese Luftschächte können aber auch das Gegenteil bewirken, indem sie eine starke
Oxydation und Erwärmung der Kohle bewirken. Auch auf Halden, wo kohlehaltiges und
taubes Gestein zusammen aufgeschüttet sind, treten bisweilen Selbstentzündungen ein.
Derartige Haldenbrände sind meist nur schwer zu löschen. Schließlich wird
Selbstentzündung außer bei Kohle auch bei anderen organischen Stoffen, so namentlich
bei Heu beobachtet.
Sander.
Gasreiniger Bauart Freitag-Metzler. Hierbei vereinigt der
Drehfilterapparat a den Reiniger, den Gasförderer und
den Gastrockner. Im wesentlichen besteht der Apparat aus dem Gehäuse, dem
Ventilatorrad und dem langsam umlaufenden Filterkörper mit Antrieb. Bei der neuen
Gasreinigung wird im Gegensatz zur Naßreinigung kein Wasser aufgenommen. Der
umlaufende Filter, dessen Filtermasse selbsttätig erneuert wird, wird mit soviel
Waschflüssigkeit beschickt, daß die Filterporen gut geschlossen sind. Durch die
Verdampfung eines geringen Teiles der Waschflüssigkeit wird das Gas heizwertreicher.
Die verbrauchte Filtermasse kann unterm Kessel verbrannt oder vergast werden. Da die
Flüssigkeit im Kreislauf verwendet wird, ist der Zusatz gering. Der Filterkörper
taucht im unteren Teil in die Waschflüssigkeit ein und wird dort gespült.
Die Abbildung stellt den Drehfilterapparat a in
Verbindung mit Ammoniakwäscher b, Benzolwäscher c, sowie Entschwefelungsanlage d dar. Um einen Vergleich zwischen der neuen Gasreinigung und dem
Naßreiniger zu führen, sei eine Grobreinigung für stündlich 60000 m3 angenommen, Reinheitsgrad von 0,2 g/m3. Im Drehfilter wird das Gas um 50°
abgekühlt. Aus dem Naßreiniger kommt das Gas dagegen mit einer Temperatur von 40°,
enthält 51 g/m3 Wasserdampf und etwa 4 g/m3 mechanisch mitgerissenes Wasser, also zusammen
etwa 55 g/m3. Wird bei dieser Annahme bei dem
neuen Verfahren eine um etwa 60° höhere Temperatur erhalten, so entspricht dies bei
einer spezifischen Wärme von 0,3 für 1 m3 Gas im
Jahr zu 300 Arbeitstagen 7776 Millionen Wärmeeinheiten-Wird der Einfachheit halber
der Heizwert der Kohle zu 7776 WE angenommen, so werden im Jahre 1000 t Kohle
gespart im Werte von
24000 M.
Als Kühl- und Reinigungswasser müssen beider
Naßreinigung wenigstens 1,5 l/m3
Gasoder 90 m3 stündlich aufgewendet
werden.Davon benötigt die Rückkühlanlage wenigstens3 v. H.
Zusatzwasser, 7 v. H. werden mit demSchlamm entfernt, so daß die
Zusatzwasser-menge 10 v. H. oder 9 m3
stündlich beträgt,jährlich also 64800 m3 zu 10 Pf.
6480 M.
–––––––
Zusammen
30480 M.
Textabbildung Bd. 335, S. 170
Zu berücksichtigen ist, daß die Mitverbrennung des Flugstaubes mit der verbrauchten
Filtermasse nachteilig ist. Da aber in der Gasleitung stets Staubsammler vorgesehen
sind, um den metallischen Flugstaub zurückzugewinnen, so ist der Staubgehalt des
Gases vor dem Reiniger gering, etwa 4 g/m3. Bei
einem Feinheitsgrad von 0,2 g/m3 scheiden sich im
Filter somit noch 3,8 × 60000 = 228 kg Staub aus. Wie die Erfahrung zeigt, ist die
Reihenfolge der Staubabsonderung folgende: Erzstaub, Zuschlagstaub, Koksflugstaub.
Der im Reiniger angesammelte Staub enthält somit einen hohen Prozentsatz
Koksflugstaub, der unter den Kesseln verbrannt oder im Generator vergast werden
kann. Von den berechneten 228 kg Staub sind etwa 80 kg verbrennbar, so daß die
Aschenbildung stündlich etwa 150 kg beträgt, für eine Anlage von 60000 m3 stündlicher Gaserzeugung. (Zeitschrift für
Dampfkessel und Maschinenbetrieb 1919, S. 220 bis 221.)
W.
Nebenproduktengewinnung aus Generatorgas. Die Gewinnung
von Nebenprodukten aus Generatorgas ist zurzeit von größter wirtschaftlicher
Bedeutung. Besonders ist dabei die Teergewinnung zu berücksichtigen. Die
Weiterverarbeitung des wasserarmen Teeres durch Vakuumdestillation und Hydrierung
gibt die Möglichkeit, große Schmiermittelmengen zu gewinnen. Namentlich die
Verarbeitung der Braunkohle bietet hier günstige Aussichten.
Aus der Abbildung kann der Gang der Teergewinnung mit Sulfatgewinnung verfolgt
werden. Die Generatoren t sind an die Rohgasleitung s angeschlossen. Die Rohgasleitung führt das Gas der
Teergewinnungsanlage zu und ist von dieser durch die Abschlußventile a abgesperrt. Die Röhrenkühler b sind nicht in allen Fällen notwendig. In den Teerwaschern c werden die Gase mit fein gestäubten
Teer gewaschen und vom Teer befreit. Vor den Teerwaschern befinden sich die
Wasserabschlußtöpfe d, hinter den Teerwaschern sind
Teertropfenabscheider e eingebaut. In die Teerwascher
wird der Teer im Kreislauf durch die Teerpumpen eingespritzt.
Textabbildung Bd. 335, S. 171
Grundriß und Schnitt der
Nebenproduktengewinnungs-Anlage.; p = Salzlager; q = Teerreinigung; r =
Windleitung; s = Rohgasleitung; t = Generatoren; u = Stauabscheider; v =
Reingasleitung; w = Sättigerhaus; x = Bedienungsbühne.
Der überschüssige Teer fließt in die Teergrube o, oder wird in den Behälter g gepumpt. Außerdem kann das Gas noch zu den Ammoniaksättigern h geleitet werden. Das Gas gibt hier in einem Säurebad
Ammoniak ab. Das Gas wird aber noch häufig ohne Ammoniakreinigung verwendet.
Getrocknet und gekühlt wird das Gas im Rieselkühler i.
Das Sicherheitsventil k schließt selbsttätig ab, sobald
der Druck unter eine gewisse Grenze sinkt. Der Gasdruckregler l regelt die Absaugung der Teerwascher selbsttätig nach
Gasverbrauch und Erzeugung. Die Luftgebläse m arbeiten
auf die Windleitung r, in der ein selbsttätiger
Winddruckregler n eingebaut ist. Um eine möglichst
günstige Wärmewirtschaft zu erreichen, können die im Gas vorhandenen Wärmemengen
durch Wärmeaustausch verwendet werden. So kann auf diese Weise die notwendige
Windmenge vorgewärmt und mit Wasserdampf gesättigt werden. (Zeitschrift für
Dampfkessel und Maschinenbetrieb 1919, S. 214.)
W.
Gasschläuche aus Zellstoff. Infolge des hohen Preises und
der Knappheit an Kautschuk hat man während des Krieges mannigfache Versuche mit
Ersatzstoffen angestellt, von denen aber nur ein kleiner Teil sich als brauchbar
erwiesen hat. Recht gute Erfahrungen wurden indessen mit Schläuchen gemacht, die
nach dem Verfahren des österreichischen Ingenieurs Keller
aus imprägniertem Zellstoff hergestellt sind. Diese Kellerit-Schläuche sind
hauptsächlich als Ersatz der Gasschläuche aus Kautschuk, wie sie im Haushalt, in
chemischen Laboratorien sowie in Gewerbe und Industrie vielfach benutzt werden,
bestimmt. Sie werden bisher in einer größten Länge von 125 cm hergestellt, doch
können, wo diese Länge nicht ausreicht, zwei oder mehrere solcher Stücke mit Hilfe
eines Gewindenippels aus Stahlblech in einfachster Weise miteinander verbunden
werden. Außerdem werden zu diesen Schläuchen noch besondere Gummimuffen von
verschiedenem Durchmesser (8, 10 und 12 mm) geliefert, die aus Regenerat bestehen
und sich ebenfalls gut bewährt haben. Die Schläuche sind sehr biegsam und elastisch
und haben zugleich eine hohe Festigkeit. Ein besonderer Vorzug der
Kelleritschläuche, selbst gegenüber den Kautschukschläuchen, ist, daß sie nicht
einknicken und daher keine Drosselung des durchströmenden Gases stattfindet. Sie
sind ferner vollkommen gasdicht und feuersicher und können daher für Luft und alle
anderen Gase Verwendung finden, deren Druck 1 at nicht übersteigt. Zahlreiche
Gaswerke haben den Kelleritschlauch geprüft und seine Verwendung für Gaskocher,
Bügeleisen, Laboratorien usw. zugelassen. Auch in Schweißereien hat sich dieser
Schlauch zum Zuführen des Azetylens zum Schweißbrenner bewährt, während für die
Zuleitung des unter höherem Druck stehenden Sauerstoffs eine besondere umklöppelte
Sorte hergestellt wird. Schließlich sind auch Versuche im Gange, aus demselben
Material einen Druckschlauch herzustellen, der zum Fortleiten von Preßluft von 6 at
bestimmt ist und der im Fabrik- und Grubenbetrieb sowie bei der Eisenbahn ein weites
Anwendungsgebiet finden dürfte.
Sander.
Wirtschaft.
Zur Förderung des Ausbaues der Wasserkräfte gibt der
österreichische Ingenieur- und Architektenverein in Wien ein ansehnliches Sonderheft
heraus, dessen Inhalt geeignet ist, auch außerhalb Deutsch-Oesterreichs, besonders
in Industriekreisen Interesse zu erwecken. Aus dem Inhalt möchten wir hervorheben
die ausführliche Beschreibung der vom Elektrisierungsamte der österreichischen
Staatsbahnen bereits in Angriff genommenen Arbeiten für die Elektrisierung mehrerer
Bahnlinien in Tirol Vorarlberg, ferner über nächstens zu verwirklichende
Wasserkraftprojekte in verschiedenen österreichischen Ländern, sowie in Deutschland,
Italien, Frankreich usw., ferner die gute Darstellung der während des Krieges
ausgeführten großartigen Anlagen auf der kanadischen Seite des Niagara, sowie die
Beschreibung einer Großwasserkraftturbine von 6600 PS für das Drauwerk in Faal.
Aus der Rundschau heben wir eine kleine, durch Kartenskizzen erläuterte Darstellung
der italienischen Silawerke (350000 PS) hervor, während man mit der Empfehlung des
französischen Planes der Oberrheinausnützung durch elsässische Seitenkanäle weniger
einverstanden sein kann. Abdrücke der Sonderhefte sind vom österreichischen
Ingenieur- und Architektenverein Wien I, Escherbachgasse 9 zu M 4,– zu erhalten. Das
gut illustrierte Heft, das als 1. Wasserkraftnummer bezeichnet ist, kann empfohlen
werden und man darf auf die weiteren Nummern gespannt sein.
Rümelin.
Bildungswesen.
Die Technik in der Volkshochschule. Die Deutsche
Technische Volkshochschule nimmt alle Gebiete der körperlichen und geistigen
technischen Arbeit auf und fördert technische Volksbildung. Der weitaus größte Teil
unseres Volkes lebt im Gewerbe und schafft für dasselbe.
Die technische Volksbildung planmäßig zu pflegen, ist Aufgabe der Deutschen
Technischen Volkshochschule. Technische Arbeit liefert reichhaltige Stoffgebiete,
Wollen und Bilden anzuregen und zu fördern. Staatliche Gemeinde- und Einzelbetriebe
mit all ihren Einrichtungen sind das Ergebnis wissenschaftlicher Forschungen, ihre
Besichtigung
und Aufnahme in den Schaffenskreis des Einzelnen helfen den
Volkshochschulgedanken im technischen Sinne fördern. Kurse und Vorträge in
Verbindung mit ständigen Ausstellungen können die Fortschritte der
wissenschaftlichen Betriebsführung und Technik vermitteln, Anregungen austauschen
und der Allgemeinheit nutzen. Technische Uebungsabende fördern das Wollen und
Streben des Einzelnen und der Gesamtheit.
Gewerbelehrer, Techniker, Ingenieure, Betriebsleiter, Schulleiter, Meister und
Gehilfen aus allen Bevölkerungsklassen sollen sich zu gemeinsamer Arbeit
zusammenfinden, um dem großen Ideal zuzusteuern: Technische Volksbildung einander zu
vermitteln zur Hebung und Mitbetätigung an unserer Kulturarbeit.
Die Deutsche Technische Volkshochschule ist gemeinnütziges Unternehmen, das durch
Verbreitung technischer Volksbildung zur Hebung unserer Kulturarbeit beitragen will.
Zur Erreichung dieses Zweckes sind folgende Maßnahmen vorgesehen:
1. Bildung von Ortsvereinigungen und Landesgruppen.
2. Regelmäßige Versendung der Nachrichten und Richtlinien für die
Verwaltungsstellen.
3. Beratung und Austausch in allen Fragen des technischen
Volkshochschulwesens in der Bundeszeitschrift der „Allgemeinen Schlosser-,
Schmiede- und Installateurzeitung“. Dieselbe kann bei jedem Postamt
abonniert werden.
4. Einrichtung einer Auskunftsstelle für
Erfinderangelegenheiten.
5. Schaffung von billigen Leitfäden, technischen Uebungsblättern,
Flug- und Merkblättern, Lichtbildervorträgen usw.
Ingenieure, Gewerbelehrer usw. werden gebeten, überall Ortsgruppen zu gründen. Nähere
Auskunft hierüber erteilt der Geschäftsführer des Bundes „Technische
Volkshochschule“ Ingenieur Linke, Dresden A 19,
Tittmannstr. 29.