Titel: | [Kleinere Mittheilungen.] |
Fundstelle: | Band 265, Jahrgang 1887, Miszellen, S. 572 |
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[Kleinere Mittheilungen.]
Kleinere Mittheilungen.
Die Leuchtthürme zu Macquarie und zu Tino und vergleichende
Versuche mit Gas-, Oel- und elektrischem Licht für Küstenbeleuchtung.
Im Anschlusse an frühere in der Institution of Civil
Engineers gemachte Mittheilungen über elektrische Leuchtthürme sprach Dr.
J. Hopkinson in der Sitzung vom 7. Dezember 1886
über die Leuchtthürme zu Macquarie und zu Tino. Für beide haben Chance Brothers and Co. in Birmingham die gesammte
Ausrüstung geliefert.
Zu Macquarie gibt nach dem Iron, 1886 Bd. 28 S. 566, ein
sich drehendes Licht in jeder Minute einen einzelnen Lichtblick von 8 Secunden
Dauer. Bei der groſsen Höhe des Thurmes (105m)
muſste eine merkliche Menge Licht auf die See geworfen werden und doch sollte dies
nur ein kleiner Theil des gesammten Lichtes sein. Der optische Apparat ist von der
ersten Sorte, die Brennweite beträgt 920mm und die
verdichtende Wirkung wird durch ein einziges Mittel hervorgebracht; d.h. die
lothrechten Prismen wurden weggelassen. Die Formen weichen nicht wesentlich von den
durch Fresnel eingeführten ab. Die oberen und die
unteren, das Licht ganz zurückwerfenden Prismen sind Umdrehungskörper um eine
wagerechte Achse; sie strahlen das auf sie fallende Licht auf die ferne See unter
einem Winkel von 10' über bis 30' unter dem Horizonte; sie vertheilen das Licht im
Azimuth auf einen Bogen von 3°, was zur Erreichung der beabsichtigten Dauer des
Lichtblickes nöthig ist. Der Licht brechende Theil ist im Querschnitte so gewählt,
daſs die mittleren Linsen und die 3 nächsten Ringe darüber und darunter ihr Licht
ohne lothrechte Ablenkung, die von der Gröſse des Lichtbogens herrührende
abgerechnet, in der Wagerechten fortstrahlen. Das Licht für die nahe See liefern die
10 übrigen Linsenbögen. Von 0km,8 bis 1km,2 erhält die See das Licht von einem
Apparatelemente, von 1,2 bis 2km von zwei, von 2
bis 3km,2 von drei, von 3,2 bis 4km von vier, über 4km hinaus von sechs Elementen; über 8km
hinaus helfen die oberen und unteren, ganz zurückwerfenden Prismen mit. Die
Hauptkraft des Apparates ward knapp bis zu einer Entfernung von 13 bis 16 erreicht.
Ein dioptrischer Spiegel wurde auf der Landseite des Lichtbogens aufgestellt. Dieser
Spiegel ist so angeordnet, daſs er das Bild des Bogens auf der einen Seite der
Kohlen liefert, ohne Licht abzufangen, wie dies bei der gewöhnlichen Anordnung des
Spiegels der Fall ist. Während die innere Fläche der Linsen bei gewöhnlichen, sich
drehenden Lichtern eben ist, wurde sie hier cylindrisch, mit lothrechter Achse,
gewählt, damit eine gröſsere wagerechte Auseinanderstrahlung erzielt würde.
Die Lampen sind von Serrin'schem Muster und wurden wie
die beide Wechselstrommaschinen mit permanenten Magneten von Baron de Meritens geliefert. Jede Maschine hat 5 Ringe in ihrem Anker und
in jedem Ringe 16 Abtheilungen. Bei Lieferung eines Lichtes lief die Maschine mit
830 Umdrehungen in der Minute und gab 55 oder 110 Ampère, je nachdem nur die Hälfte
der Rollen oder die ganze Maschine benutzt wurde; der Widerstand war dabei 0,062
bezieh. 0,031 Ohm. Jede Maschine ward von einer 8 Pferd Croßley-Gasmaschine getrieben, mittels eines Riemens ohne
Wellenkuppelung. Bei
1881 noch in der Fabrik angestellten Versuchen hat sich herausgestellt, daſs bei
stärker werdendem Strome das Gesammtlicht in gröſserem Verhältnisse stärker wird,
das rothe Licht in nur wenig, das blaue in beträchtlich gröſserem Verhältnisse. Der
Lichtschein am Himmel soll in einer Ferne von 96km
gesehen worden sein, weit über die Entfernung, in welcher das unmittelbare Licht
noch sichtbar ist.
Der Apparat zu Tino liefert jede halbe Minute einen dreifachen Lichtblick. Er ist von
zweiter Sorte mit 700mm Brennweite. Die wagerechte
Auseinanderstrahlung wird wie zu Macquarie bewirkt, doch wird kein Spiegel benutzt.
Die nahe See bekommt viel weniger Licht. Der Lichtbogen wird besser im Brennpunkte
gehalten. Da auf der Insel kein Wasser ist, so wurden zwei Brown'sche Heiſsluftmaschinen verwendet, deren jede eine Dynamomaschine
treibt durch eine mittels einer Reibungskuppelung von Mather
und Platt gekuppelte Welle. Die Dynamomaschinen gleichen denen zu
Macquarie, werden aber etwas anders benutzt. Eine der drei Lampen ist gröſser, für
die doppelte Stromstärke von 200 Ampère, wenn die beiden Maschinen gekuppelt sind;
dieselbe sollte noch mehr als 200 Ampère vertragen, erhitzte sich aber schon bei
nahezu 200 Ampère gefährlich und wurde daher etwas abgeändert. Bei der Probe im
April 1885 wurde das Licht durch Regen auf 32 Seemeilen Entfernung gut gesehen. Das
Licht ward oft in der Nähe von Genua, in einer Entfernung von 80km gesehen.
An die vorstehenden Angaben mögen einige Mittheilungen über die Ergebnisse der
vergleichenden Versuche über Gas-, Oel- und elektrisches Licht für
Küstenbeleuchtung, welche von dem englischen Trinity
House veranlaſst und vom März 1884 bis zum März 1885 angestellt worden
sind, aus dem 1885 in London in 2 Bänden erschienenen Report
to the Trinity House on the investigations into the relative merits of
Electricity, Gas and Oil as Lighthouse Illuminants, nach dem Centralblatt für Elektrotechnik, 1886 S. 360, bezieh.
Journal für Gasbeleuchtung, 1886 S. 799, angefügt
werden.
Die Versuchsstation wurde in der Nähe des South-Foreland-Leuchtthurmes, welcher mit
elektrischem Lichte versehen ist, eingerichtet, so daſs das Maschinenhaus desselben
mitbenutzt werden konnte. In den Entfernungen von 245, 325 und 505 englischen Fuſs
von dem festen Leuchtthurm wurden 3 Versuchsleuchtthürme A,
B und C errichtet von je etwa 330' über der
höchsten Flut. Der Thurm A war für elektrisches Licht
eingerichtet. Die Linse desselben hatte eine Brennweite von 0m,7 und war von Chance
Brothers in Birmingham geliefert. Die 3 magneto-elektrischen Maschinen von
de Meritens standen etwa 800' entfernt in dem
Maschinenhause, jede besaſs 60 permanente Hufeisenmagnete, jeder dieser Magnete
bestand aus 8 Lamellen, und alle 60 waren in 5 Kreisen von je 12 Magneten
angeordnet. Innerhalb derselben rotirten mit einer Geschwindigkeit von 600
Umdrehungen in der Minute 5 Scheiben mit je 24 Rollen. Die angewandten elektrischen
Lampen waren nach dem System Berjot; die Kohlen zu
denselben wurden mehrfach gewechselt, de Meritens hatte
Bündelkohlen von 49 Stück je 5qmm Querschnitt
haltenden Kohlen beigeliefert, auſserdem wurden auch Siemens'sche Dochtkohlen von 20, 30 und 40mm Durchmesser benutzt. Die Einrichtung des Leuchtthurmes war derart, daſs
3 elektrische Lampen, jede mit dem nothwendigen Linsenapparat versehen, über
einander in Thätigkeit gesetzt werden konnten.
Der Thurm B war für Gaslicht bestimmt, zu dessen
Speisung eine eigene Gasfabrik errichtet wurde.
Die 4 über einander befindlichen Brenner mit je einer Linse bestanden nach dem System
des Ingenieurs Wigham aus je 108 Gasstrahlen, welche
zusammen eine Kreisfläche von 11¼ engl. Zoll umfaſsten; der unterste dieser Brenner
war so eingerichtet, daſs 28, 48, 68, 88 oder alle 108 Gasstrahlen gleichzeitig
entzündet werden konnten. Diese Linse für festes Licht war von Chance Brothers geliefert und hatte eine Brennweite von
920mm, diejenige für Drehfeuer war aus
französischem Glase, welches sich dem englischen gegenüber durch gröſsere
Durchsichtigkeit auszeichnete.
Der dritte Thurm C war hauptsächlich für Oelbeleuchtung
bestimmt. Es sonnten 3 Oellampen über einander gestellt werden, die gewöhnlich
benutzten waren die
üblichen Leuchtthurmlampen mit 6 concentrischen Dochten, in denen Paraffinöl mit
einem Entflammungspunkt von 154° F. gebrannt wird. Die Linsen von 920mm Brennweite waren englischen Ursprungs.
Auſserdem konnten auf diesem Thurme auch Oellampen mit 7, 8 und 9 Dochten benutzt
werden, wie auch zu vergleichenden Versuchen Gaslampen verschiedener Constructionen,
nämlich solche von Douglass, von Sugg und Siemens'sche
Regenerativbrenner.
Die vergleichenden Versuche über die Leistungen der 3 Leuchtthürme wurden nun in
zweierlei Art gemacht, einerseits durch genaue photometrische Messungen,
andererseits durch einfache Sichtbarkeitsbeobachtungen.
Diese durch die Versuche erlangten Ergebnisse sind nicht vollkommen unter einander
vergleichbar, weil die Gröſse der Linsenapparate eine verschiedene war. Aber ganz
klar geht aus den gefundenen Zahlen hervor, daſs, je kleiner die Lichtquelle, desto
gröſser die Wirkung der Linse und zwar aus dem einfachen Grunde, weil von den
Seitentheilen der Flamme das Licht nicht in dieselbe Richtung von dem Linsenapparate
ausgestrahlt wird, wie von ihrem Centrum; je gröſser die Ausdehnung der Flamme,
desto gröſser ist die Streuung des Linsenapparates. Es ist dieses bekanntlich ein
Umstand, in Folge dessen die für Oelbeleuchtung passenden Linsenapparate nicht auch
für elektrisches Licht angewendet werden können, da man ja eine gewisse Streuung,
bei Drehfeuer eine gewisse Länge des Blitzes erzielen will. Dieses macht den
Uebergang zur elektrischen Beleuchtung der Leuchtthürme so kostspielig, weil auch
die optischen Apparate durch andere ersetzt werden müssen.
Sodann wurden Beobachtungen gemacht über den Werth über einander gestellter Lichter.
Wigham hebt diese Anordnung als einen Vorzug seines
Systems hervor, indem je nach der gröſseren oder geringeren Durchsichtigkeit der
Atmosphäre 1, 2, 3 oder 4 Lichter über einander in Thätigkeit gesetzt werden. Diese
Beobachtungen wurden mit einem Auslöschungsphotometer gemacht, wie es von Th. Stevenson zuerst angegeben wurde. Ein Rohr ist am
vorderen Ende mit einer Glasplatte verschlossen, im anderen Ende kann ein ebenfalls
mit einer Glasplatte gedichtetes Ocularrohr verschoben und so die Länge einer
zwischen beiden Glasplatten eingeschlossenen absorbirenden Flüssigkeitsschicht
geändert werden. Es fand sich bei verschiedenen Entfernungen vom Thurm eine nur
geringe Zunahme der Länge der Schicht, bei der das Licht verschwindet, wenn 1
Gasbrenner oder 3 Gasbrenner über einander, 1 Oelbrenner oder 3 Oelbrenner über
einander benutzt wurden.
Desgleichen fand sich, daſs bei nebligem Wetter bis 1200' Entfernung keine
Verstärkung des Lichtes durch mehrere gleich starke Lichtquellen über einander
eintrat. Die Erklärung für diesen Umstand liegt einfach darin, daſs 2 über einander
liegende Lichtquellen sich so lange nicht verstärken, als auf der Netzhaut des
Beobachters 2 getrennte Bilder entstehen, erst wenn diese beginnen, zusammen zu
fallen, also bei gröſserer Entfernung, beginnt die Verstärkung. Da nun aber bei
starkem Nebel die Leuchtthürme überhaupt nur auf ganz kurze Entfernung gesehen
werden können, so scheint der praktische Werth dieser Anordnung sehr gering
gegenüber der Möglichkeit, in einer einzigen Laterne mit Hilfe des elektrischen
Lichtes eine bedeutend gröſsere Helligkeit herzustellen, als mit 4 Gas- und
Oelbrennern über einander.
Die vergleichenden Messungen bei dickem Wetter, bieten das gröſste Interesse dar, da
ja bei klarem Wetter die bisherigen Lichtquellen wenig zu wünschen übrig lassen. Es
zeigte sich hier, daſs hinter einander vorgenommene Messungen wenig vergleichbar
waren, da die Nebelzustände der Atmosphäre allzu schnellem Wechsel unterworfen
waren.
Während die anderen Lichtquellen im Vergleich zum Wigham-Gasbrenner bei nicht klarem Wetter meistens dasselbe Verhältniſs
zeigten wie bei klarem Wetter, erleidet das elektrische Licht durch den Nebel einen
bedeutend gröſseren Absorptionsverlust als das Gaslicht. Es rührt dieses daher, daſs
es verhältniſsmäſsig mehr Strahlen vom brechbareren Ende des Spectrums enthält als
das mehr röthliche Gaslicht, und daſs gerade die blauen und violetten Strahlen einer
bedeutend stärkeren Absorption im Nebel ausgesetzt sind als die rothen. Bei Nebel
erscheint selbst die weiſse Scheibe der Sonne roth; ein elektrisches Bogenlicht müſste also, um bei
Nebel eine gleiche durchdringende Kraft zu haben, wie Oel- oder Gaslicht, die
gleiche Menge an rothen Strahlen besitzen; zu diesem Zwecke müſste es etwa fünfmal
so groſse Gesammthelligkeit besitzen.
Auf der South-Foreland-Station wurde ein in der vorliegenden Beziehung sehr
interessanter Versuch gemacht. Die groſse Photometergalerie wurde mit künstlichem
Nebel angefüllt und eine elektrische Bogenlampe sowie ein Gasbrenner entzündet;
erstere war fünfmal so hell wie letzterer. Die Beobachter bewegten sich nun auf die
Lichtquellen zu und notirten die Entfernungen, in welchen sie dieselben zuerst
deutlich wahrnahmen. Hierbei machten sie eine Beobachtung, wie sie auch dem Seemann
aufstoſsen soll, wenn er sich bei Nebel einem Leuchtthurm nähert. Bei gröſserer
Entfernung sahen sie nämlich in der Richtung der Lichtquelle eine helle Wolke,
sobald sie aber selbst in diese Wolke eingetreten waren, war ihnen die Richtung, in
welcher die Lichtquelle selbst lag, sehr unsicher geworden, so daſs das Licht oft 20
bis 30° von der vermeintlichen Richtung desselben auftauchte. Als Mittel einer
Anzahl von Beobachtungen ergab sich, daſs, wenn das elektrische Licht in einer
Entfernung von 100 sichtbar war, das Gaslicht in der Entfernung von 77,6 bereits
auftauchte, obgleich es nur ⅕ so hell war. Dieses Resultat bestätigt die obige rohe
Schätzung über das nöthige Uebergewicht der Gesammthelligkeit des elektrischen über
das Gaslicht.
Alle Versuche zeigten endlich, daſs stets die stärkeren Lichtquellen derselben Art
weniger Absorptionsverlust erlitten als die schwächeren, es stellte sich solches
sowohl beim elektrischen Lichte als bei den Gas- und Oelbrennern heraus.
Auſser den genauen photometrischen Messungen wurden im Verlaufe des Versuchsjahres
noch Beobachtungen über die Sichtbarkeit der 3 Leuchtthürme gemacht und zwar sowohl
von den Commissionsmitgliedern, als auch von den benachbarten Leuchtthurmstationen,
von Feuerschiffen, von Küstenwächtern, Lootsen, in der Nachbarschaft fahrenden
Schiffern u.s.w. An diese waren Beobachtungsbücher ausgegeben worden, in welche der
Zustand der Atmosphäre, das Datum, der Ort der Beobachtung und die Helligkeit, mit
welcher die 3 Leuchtthürme erschienen, notirt werden sollten. Letzteres hatte in der
Art zu geschehen, daſs die Helligkeit des elektrischen Leuchtturmes A stets mit 100 bezeichnet wurde, und den Helligkeiten
der beiden anderen Thürme B und C entsprechende Zahlen beigelegt wurden. Es gingen im Ganzen 6102
Beobachtungen ein, von denen 1946 wegen ungenügender Beschaffenheit verworfen werden
muſsten, so daſs 4156 zur Verwerthung übrig blieben.
Die folgende Tabelle zeigt das Verhältniſs zwischen den 3 Lichtquellen, wie es aus
diesen Beobachtungen hervorgeht, wobei jedoch Beobachtungen in wirklichem Nebel
ausgeschlossen sind:
Anzahlder
Beobachtungenbeiklarem Wetter
Thurm AElektrisches Licht
Thurm B108strahliges Gas-licht vierfach
Thurm C6
dochtige Oel-lampe dreifach
Drehfeuer
FestesFeuer
Dreh-und festesFeuer
Dreh-feuer
FestesFeuer
Dreh-feuer
FestesFeuer
38
42
Einfach
100
73,00
61,0
67,00
54,00
190
98
Zweifach
100
65,25
61,0
60,25
53,00
79
23
Dreifach
100
63,00
70,5
60,30
68,00
bei nicht
klaremWetter
29
3
Einfach
100
70,00
80,0
66,60
72,00
126
40
Zweifach
100
72,00
58,0
68,00
49,25
68
18
Dreifach
100
52,60
51,6
50,00
46,00
Diese Zahlen zeigen ganz unzweifelhaft die üeberlegenheit des elektrischen
Lichtes.
Auch bei Nebelwetter war das elektrische Licht den anderen beiden Lichtquellen überlegen, es darf aber
dabei nicht vergessen werden, daſs seine Helligkeit (mit Linsenapparat) etwa die
20-fache von denjenigen der anderen beiden Lichtquellen war; berücksichtigt man
dieses, so zeigen die direkten Sichtbarkeitsbeobachtungen gerade so wie die
photometrischen Messungen, daſs das elektrische Licht an sich sehr viel weniger
geeignet ist zu Fernwirkungen als Gas- und Oellicht, wegen des gröſseren
Absorptionsverlustes. Es ist einzig und allein die Möglichkeit, mittels des
elektrischen Stromes auf leichte Weise in einer verhältniſsmäſsig wenig ausgedehnten
Lichtquelle eine groſse Helligkeit zu erzeugen, wodurch der Elektricität ein
Uebergewicht über die anderen Beleuchtungsmethoden zukommt, und zwar in
entscheidender Weise. Bei Anwendung der gröſstmöglichen Helligkeit in dem Gas- und
in dem Oelleuchtthurme erreichte nämlich die Temperatur eine erhebliche Höhe.
Hierzu kommt, daſs die Kosten des Gaslichtes denjenigen des elektrischen Lichtes kaum
nachstehen, da die Anlage eines besonderen Gaswerkes nothwendig ist. Die Kosten der
3 Beleuchtungsarten in Bezug auf Anlage und Unterhaltung finden sich in dem Berichte
folgendermaſsen angegeben:
Kostender Anlage
Kostender jährlichen
Unterhaltungeinschl. 4% Zinsen
Oel (Anvil Point, Devonshire)
8065
Pf. St.
724
Pf. St.
Gas (Galley Head)
20516
„
1687
„
Elektrisch (2 Maschinen)
17749
„
1927
„
Im Verhältniſs zur erzeugten Lichtmenge sind die Kosten der elektrischen Beleuchtung
die geringsten. In den Unterhaltungskosten sind die Reparaturen und Erneuerungen mit
1½% für die Gebäulichkeiten, mit 4% für die Maschinen und Apparate, auſser der
Verzinsung der ganzen Anlage mit 4% auf das Jahr in Anschlag gebracht.
Die Ansicht der Commission ist dann am Schlusse des Berichtes in folgende Sätze
zusammengefaſst:
1. Das elektrische Licht, wie es im Thurme A benutzt
wurde, zeigte sich als das mächtigste bei allen Wetterverhältnissen und als das
durchdringendste im Nebel.
2. Das quadriforme Gaslicht nach dem System Wigham und
das triforme Oellicht mit 6-dochtigen Leuchtthurmlampen waren für Drehfeuer fast
ebenbürtig, dem Gaslichte kommt eine kleine Ueberlegenheit zu.
3. Für feste Feuer dagegen ist das Gaslicht dem Oellichte vorzuziehen, da in Folge
der höheren Flammen des ersteren der Abstand zwischen den über einander stehenden
Lichtquellen ein geringerer ist als beim Oellichte.
4. Der Douglass-Gasbrenner ist leistungsfähiger und
ökonomischer als der Wigham'sche.
5. Für gewöhnliche Leuchtthurmzwecke ist Oellicht vollständig ausreichend, auſserdem
die billigste Lichtquelle; für wichtige Punkte, für welche starkes Licht
erforderlich ist, gibt es nichts Besseres als elektrisches Licht.
Elektrische Beleuchtung der Pariser Ausstellung 1889.
Wie Génie civil 1887 Bd. 10 S. 311 mittheilt, sind
Verhandlungen im Gange, daſs die in Paris 1889 beabsichtigte Ausstellung Abends
elektrisch beleuchtet und zugänglich gemacht werde. Beleuchtet werden sollen: das
Marsfeld mit den benachbarten Gartenanlagen, die groſse Maschinenhalle, der gedeckte
Zugang zur Maschinenhalle und zwei Vorhallen zwischen den der Industrie gewidmeten
Räumen und den für die schönen und freien Künste bestimmten Gebäuden, die
Diensträume und die öffentlichen Räume, die Seitenhallen von 15m Tiefe für die Restaurants, Cafés etc. Die zu
beleuchtende Fläche miſst 344745qm. Die Société Gramme, die Société
Sautter-Lemonnier, die Firma Bréguet, die Éclairage électrique, die Compagnie continentale Edison und die Compagnie
électrique haben sich zur Uebernahme bereit erklärt.