Titel: | Kleinere Mitteilungen. |
Fundstelle: | Band 316, Jahrgang 1901, Miszellen, S. 227 |
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Kleinere Mitteilungen.
Kleinere Mitteilungen.
Verbunddampfturbine System Seger.
Auf der Pariser Ausstellung 1900 befand sich in der Maschinenhalle eine besondere Art
von Dampfturbinen, die eine von 10, die andere von 17 PS, über deren Bauart und
Leistungen einige Mitteilungen nach dem „Génie
Civil“ folgen mögen.
Textabbildung Bd. 316, S. 227
Fig. 1.
Textabbildung Bd. 316, S. 227
Fig. 2.
Textabbildung Bd. 316, S. 227
Fig. 3.
Die Verbunddampfturbine System Seger besteht in der
Hauptsache aus zwei Scheiben a und b (Fig. 1), die auf zwei
unabhängigen Wellen, deren eine in der Verlängerung der anderen liegt, sitzen. Die
beiden unter sich durch eine Scheidewand getrennten Motorscheiben sind in ein und
dasselbe Gehäuse eingeschlossen, das für die dem Dampfeintritt dienenden Oeffnungen
durchbohrt ist. Die Vorderseiten der Turbinenscheiben zeigen einen geringen
Spielraum zwischen den Gehäuseflächen und der Scheidewand. Unter Dampfdruck laufen
die mit den Turbinenschäufelchen besetzten Scheiben in entgegengesetztem Sinne und
mit verschiedener Geschwindigkeit um. Die Wellen c und
d tragen die Riemenscheiben e und f, deren Durchmesser in
Uebereinstimmung mit der Geschwindigkeit der Scheiben ebenfalls unter sich
verschieden sind. Ein gemeinschaftlicher Riemen, der über die Scheiben gelegt ist,
treibt mittels zweier grosser Riemenscheiben g und h die Motorwelle i, welche
im Unterbau des Turbinengestelles (Fig. 1 und 2) gelagert ist. Die vordere Scheibe sitzt auf einer
unabhängigen Achse, die in senkrechter Richtung mittels des Gleitstückes l verstellt werden kann und dazu dient, dem Riemen die
verlangte Spannung zu geben. Die zweite hinter dieser Spannrolle sitzende
Riemscheibe erhält von den auf der Turbinenwelle aufgekeilten Scheiben die durch den
Riemen übertragene Kraft. Diese zweite Riemscheibe ist auf der Hauptwelle
aufgekeilt, die ausserhalb des Gestelles gleichzeitig eine andere Scheibe h trägt, um die Bewegung weiterzuleiten. Der
Riementrieb mit Spannrollen ergibt eine stossfreie, geräuschlose Uebertragung.
Das Auseinandernehmen und Zusammensetzen der Turbine vollzieht sich rasch.
Die Anwendung zweier Laufradscheiben in der Turbine Seger ist in wirtschaftlichen Rücksichten begründet; bei Verwendung einer
Turbine mit einer einzelnen Treibscheibe entweicht der Dampf mit beträchtlicher
Geschwindigkeit, d.h. mit einer noch nicht ausgenutzten lebendigen Kraft. Hier
durchströmt der Dampf beim Austritt aus der ersten Schaufel reihe den Raum zwischen
der Scheidewand und stösst auf die zweite Scheibe, welcher er eine
Umdrehungsbewegung mitteilt (Fig. 3).
Auf diese Weise wird eine Turbine nach neuem System erhalten, die den Namen Verbundturbine verdient und sich aus einem Schaufelkranz mit hohem und einem solchen mit niederem Druck zusammensetzt. Dieses System mit
zwei in entgegengesetztem Sinne umlaufenden Turbinenscheiben bezweckt, an der Anzahl
Düsen oder den Leitkanälen, welche die Dampfgeschwindigkeit beträchtlich
herabziehen, demzufolge auch seine mechanische Arbeit vermindern, zu sparen.
Der Betrieb der Verbundturbine ist folgender: Der durch ein am Gehäuse sitzendes
Regelventil eingeführte Dampf kommt bei einer bestimmten Anzahl Mundstücke, die ihn
im Sinne der gewünschten Kraftleistung regeln, an, gelangt zwischen die Schaufeln
der ersten Scheibe mit grosser Geschwindigkeit, ändert in dieser seine Richtung,
tritt unmittelbar in die zweite, die eine verminderte Geschwindigkeit besitzt, ein,
um nach Verlassen derselben frei zu entweichen. Beim Durchfluss erteilt der Dampf
jeder der beiden Scheiben eine Umdrehungsbewegung in entgegengesetztem Sinne. Der
das Einströmungsventil bethätigendeRegulator wird von der Welle mit grosser
Geschwindigkeit angetrieben. Der geräuschlose und gleichförmige Gang des Motors
macht ihn zu unmittelbarer Verkupplung mit Lichtmaschinen geeignet und stellt
überdies den Vorteil geringer Rauminanspruchnahme dar.
Von besonderem Interesse ist die genaue Feststellung des Dampfverbrauches und der
Leistung, und erstreckten sich die dynamometrischen Versuche sowohl auf den Gang mit
Kondensation, als auch mit freiem Auspuff.
Beim Betrieb mit Kondensation ergab sich an einer Turbine von 60,85 PS bei 8,5 at
Dampfdruck ein Dampf verbrauch von 10,5 kg pro 1 PSe.
Die Umdrehungszahl der beiden Scheiben stellte sich auf 8400 und 4200 in der Minute,
wobei die Hauptwelle etwas über 700 Umgänge in der Minute vollzog. Der Dampf wurde
beim Austritt durch einen Körting'schen Injektor
kondensiert, dessen mittlere Luftleere etwa 65,4 cm Quecksilbersäule betrug.
Nachstehend folgen einige weitere Einzelheiten über die von den Professoren Anderson und Rosborg von
der polytechnischen Schule in Stockholm angestellten Versuche. Die Turbinenleistung
wurde durch einen auf der Transmissionswelle angebrachten Bremszaum gemessen, die
Hebellänge des Kraftmessers betrug 1,190 m und seine effektive Belastung während der
Dauer des Versuches 52,5 kg. Die Geschwindigkeit der Welle war 697,3 Umdrehungen in
der Minute (mittlere Dauer des Versuches = 48 Minuten). Der Dampfdruck im Innern der
Turbine wurde dauernd auf 7,5 at über dem atmosphärischen Druck erhalten. Um mit
konstantem Druck von 7,5 at zu arbeiten, bedienten sich die Experimentatoren eines
von Hand verstellbaren Zusatzregulierventils, um die grösstmöglichste
Uebereinstimmung des Dampf Verbrauches mit demjenigen während des Versuches zu
erlangen. Die Temperatur des Einspritzwassers war + 2 ° C. mit dem Druck einer
Wassersäule von 7,4 m, den ein an der Rohrleitung angebrachtes Manometer
anzeigte.
Die Luftleere in der Turbine betrug im Mittel 65,4 cm Quecksilbersäule, gleich einem
absoluten Druck von 0,14 at. Während des Versuches schwankte die Luftleere
gewöhnlich zwischen 63,5 und 66 cm, hatte jedoch augenblickliche Abfälle bis auf
etwa 54 cm. Die vom Dampf geleistete Arbeit war demnach:
\frac{2\,\pi\,\cdot\,l\,\cdot\,P\,\cdot\,n}{75\,\cdot\,60}=\frac{2\,\pi\,\cdot\,1,190\,\cdot\,52,5\,\cdot\,697,3}{75\,\cdot\,60}=60,85\mbox{
PSe}.
Während dieser Zeit arbeitete die Maschine bei fünf Expansionsmundstücken mit voller
Oeffnung derart, dass das Verhältnis zwischen dem Umfang beim Eintritt und
demjenigen beim Austritt nicht verändert werden konnte.
Um die von der Turbine konsumierte Dampfmenge zu messen, wurde folgendermassen
verfahren:
Jedes der fünf Mundstücke, die beim Bremsversuch in Verwendung kamen, wurde der Reihe
nach an ein Rohr angeschlossen; der Dampf von demselben Druck, wie er bei den
Versuchen gedient hatte, durch diese Mundstücke während 10 Minuten hindurchgelassen
und in einem Wassergefäss aufgefangen, in dem sich der Dampf kondensierte. Dadurch
liess sich die Zunahme des Wassergewichtes infolge der Kondensation bestimmen.
Für jedes der Mundstücke ergab sich folgendes Dampfgewicht:
Nr. 1
= 21,40 kg
„ 2
= 21,30 „
„ 3
= 21,35 „
„ 4
= 21,40 „
„ 5
= 21,10 „
–––––––––
Zusammen
= 106,55 kg
d.h. pro Stunde
\frac{60}{10}\,\cdot\,106,55=639,3\mbox{ kg}.
Beim Betrieb ohne Kondensation mit einer Turbine von 61,37 PSe ergab sich ein Dampf verbrauch von 16,7 kg pro 1
PSe, der Dampf zeigte 8 at, die beiden
Scheibenwellen drehten sich mit einer Geschwindigkeit von 6600 und 3300 Umdrehungen
in der Minute, während die Hauptwelle 550 Touren machte.
Letztere Versuche wurden in gleicher Weise wie die vorstehenden durchgeführt, die
Grössenverhältnisse und die Belastung am Bremszaum wechselte natürlich und die Zahl
der in Wirksamkeit tretenden Mundstücke war auf drei vermindert worden.
Die Verbundturbinen werden laufend in Stärken von 10 bis 75 PS konstruiert.
Unverkennbar ist das Bestreben der Konstrukteure, die umlaufenden Dampfmaschinen mehr und
mehr zu verbessern, die Tourenzahl, die besonders bei der Laval'schen Turbine aussergewöhnlich hoch ist, zu vermindern und den bei
letzterer Bauart unbequemen Zahnradbetrieb zu beseitigen; bei der Dampfturbine von
Parsons erfolgt die Kraftübertragung direkt auf die
Turbinenwelle. Bei der Anordnung von Seger wird infolge
der Riemscheiben von ungleicher Grosse ein Gleiten des Riemens zweifellos
hervorgerufen und erleidet letzterer überdies eine starke Abbiegung auf den kleinen
Rollen. Infolge des Gleitverlustes dürfte auch in der Tourenzahl der
Turbinenscheiben nicht das erforderliche korrekte Verhältnis dauernd vorhanden sein.
Die zwei gegenüberstehenden Turbinenscheiben erfordern für vorteilhaften Gang
peinlich genaue Lagerung, jedenfalls ist eine dauernd gute Wirkung von der Abnutzung
der einen gegenüber der anderen abhängig, letztere wird nicht gleichmässig
erfolgen.
Als Vorzug darf jedoch geltend gemacht werden, dass die Tourenzahl weniger hoch ist,
als bei der Laval'schen Turbine und Zahnräder vermieden
sind. Ein glücklicher Gedanke ist es jedenfalls, dass das ganze Spannungsgefälle in
zwei Laufrädern herabgemindert wird und nähert sich die Konstruktion in diesem Sinne
der Parsons'schen Stufenturbine.
Wilhelm Müller, Cannstatt.
Die erste elektrische Fernbahn Russlands.
Zu Anfang dieses Jahres ist in Russisch-Polen, zwischen der Fabrikstadt Lodz und den
Nachbarstädten Zgierz und Pabianice, eine elektrische Fernbahn (Schmalspurbahn) mit
oberirdischer Stromzuführung für den Personen- und Güterverkehr eröffnet worden. Die
Strecke Lodz-Pabianice umfasst 12 Werst (12,80 km), die Strecke Pabianice-Zgierz 8
Werst (8,5 km). Die Betriebsmaschinen (System Thomson-Houston) hat die russische Elektrizitäts-Gesellschaft „Union“ geliefert. Die beiden Linien
sind mit einem Kostenaufwand von etwa 800000 Rubel (etwa 1720000 M.) erbaut worden
und gehören einer Gesellschaft, die aus polnischen Fabrikbesitzern und Kaufleuten
gebildet worden ist. Der Bau wurde von der russischen Regierung unter der Bedingung
genehmigt, dass nach Ablauf von 28 Jahren die ganze Anlage mit den Betriebsmitteln
unentgeltlich in den Besitz des Staates übergeht, wobei nach 20 Jahren der Regierung
das Recht des Ankaufs eingeräumt werden musste. Im übrigen hat die Gesellschaft der
Regierung Anteile am Reingewinn zugestanden. Die Bahn ist insofern bemerkenswert,
als sie die erste elektrische Fernbahn Russlands bildet.
T.
Englands Flotten Februar 1901.
Ausser einem Schulgeschwader, das unter Kommodore Winsloe fünf moderne, starke, geschützte Kreuzer von zusammen 23500 t
Deplacement mit 1884 Mann Besatzung zählt und fast einem Dutzend noch nicht
veralteter Schlachtschiffe, die, vollbemannt und jederzeit zum Auslaufen bereit, als
Wachtschiffe in den Haupthäfen liegen, sowie ausser einer sehr starken Reserve an
neuesten Schlachtschiffen, grossen und kleinen Kreuzern und über hundert
Torpedobootzerstörern, hat England im Februar 1901 neun
Flotten von zusammen 149 Schiffen und Fahrzeugen von 663000 t Deplacement bei
44394 Köpfen Besatzung in Dienst, befehligt von vier Vize- und sieben
Kontreadmiralen. Am 1. Juli 1891 befanden sich auf diesen neun Stationen nur 118
Schiffe von 346417 t Wasserverdrängung. Unter diesen 148 Schiffen und Fahrzeugen,
bei deren Berechnung Torpedofahrzeuge und Boote nicht berücksichtigt wurden, sind
22 Schlachtschiffe erster Klasse, acht im
Kanalgeschwader, je sieben im Mittelmeer und in China. Die Stärkeverhältnisse der
neun Flotten sind folgende: Kanal-Geschwader 14 Schiffe von 150270 t Deplacement,
8778 Mann Besatzung; Mittelmeer 33 Schiffe, 180214 t, 11013 Mann; China 44 Schiffe,
196600 t, 13181 Mann; Nordamerika und Westindien 10 Schiffe, 24865 t, 2098 Mann;
Ostindien 8 Schiffe, 13900 t, 1333 Mann; Australien 13 Schiffe, 26636 t, 2362 Mann;
Kapland und Westküste von Afrika 17 Schiffe, 40564 t, 3332 Mann; Pacific 6 Schiffe,
19890 t, 1436 Mann und Ostküste von Südamerika 4 Schiffe, 10070 t, 861 Mann
Besatzung. „Grosse Kreuzer“ – als welche in Deutschland die von über 5000 t
bezeichnet werden, von denen die Flotte des Deutschen Reiches sieben moderne seeklar
besitzt, befinden sich auf den britischen Stationen 24, davon 11 über 7000 t, 5 über
11000 t Deplacement. Es hat im letzten Jahre eine starke Verschiebung der
Schlachtschiffe stattgefunden. Im Mittelmeer waren seit länger als einem Jahrzehnt
stets 9 bis 10 Schlachtschiffe; jetzt sind dort, wie erwähnt, nur sieben
stationiert, ein achtes, „Hood“, ist allerdings
schon dorthin beordert. In Ostasien war bis Mitte der 90er Jahre überhaupt kein
Schlachtschiff. Die Zahl der seither dorthin gesandten richtet sich ziemlich genau
nach der Zahl der Schlachtschiffe, um welche Japan seine Kriegsflotte vermehrt. Das
Kanalgeschwader hatte bis Ende der 90er Jahre des vorigen Jahrhunderts stets 4
Schlachtschiffe; in aller Stille ist ihre Zahl verdoppelt worden. Alle 22
Schlachtschiffe sind über 10000 t gross, 20 haben mehr als 12000 t Deplacement, 14
mehr als 14000 t. Die deutsche Flotte hat kein Linienschiff von 12000 tund nur
einen modernen Kreuzer („Fürst Bismarck“) von
über 7000 t Wasserverdrängung.
F. E.
Bücherschau.
Die Entwickelung des Turbinenbaues mit
den Fortschritten der Elektrotechnik. Von Prof. Thomann. Stuttgart 1901. Konrad Wittwer.
In der Aula der Stuttgarter Technischen Hochschule hielt am 18. Dezember v. J. Prof.
Thomann seine Antrittsrede über vorstehendes, ebenso zeitgemässes wie bedeutungsvolles
Thema. Redner entwickelte einleitend, wie sich der Turbinenbau im letzten Jahrzehnt
gestaltete, wie dem Turbinenbauer durch die glänzenden Erfolge der Elektrotechnik
neue Aufgaben erwachsen sind und wie er sie gelöst hat oder noch zu lösen
versucht.
Der Verfasser weist nach, dass nachdem der Turbinenbau in Europa bis zu Anfang der
neunziger Jahre fast auf derselben Stufe stehen geblieben und die Energie fast
ausschliesslich mit Gleichstrom und Wechselstrom mittlerer Spannung übertragen
worden war, von etwa 1897 ab auch Spannungen von 13000 Volt und darüber in der
Dynamo selbst erzeugt wurden (Kraftübertragungsanlage Paderno). Durch die
Kraftübertragung Lauffen-Frankfurt (1891) war zum erstenmal die praktische
Durchführbarkeit elektrischer Energieübertragung mit Hochspannung auf weite
Strecken. erwiesen, die dann auch einen ungeahnten Einfluss auf die Entwickelung der
nachfolgenden Elektrizitätswerke ausübte.
Um den Forderungen an möglichst hohe Tourenzahl des Wassermotors zu entsprechen,
haben die Konstrukteure verschiedene Wege eingeschlagen. Die Amerikaner sind mit der
Umformung des Wasserwegs in den Schaufeln und Verkleinerung des Turbinendurchmessers
am weitesten gegangen. Eine Gegenüberstellung drei verschiedener Arten von
Laufrädern einer Francis-Turbine, wie solche auch der Broschüre beigegeben ist,
veranschaulicht diesen Entwickelungsgang, wobei sich die Tourenzahlen wie 100 : 140
: 200 verhalten.
Der Verfasser kommt hierbei auf die Wirkungsgrade amerikanischer Turbinen zu sprechen
und betont, dass es Pflicht der Hochschule sei, durch die Ingenieurlaboratorien der
Praxis die nötigen Angaben über neue genauere Versuchswerte zu liefern. Hand in Hand
gehend mit dem Streben nach höherer Tourenzahl bezeichnet er das Anwachsen der
Maschinenstärke als eine Begleiterscheinung der Verbindung der Elektrotechnik mit
dem Turbinenbau. Bis jetzt hatte Ganz und Co. in
Budapest die durchschnittlich grösste Einheit aufzuweisen und sind von J. M. Voith in Heidenheim in den letzten Jahren weitaus
die meisten Turbinen gebaut worden. Das Verdienst, bis jetzt die grösste Turbine
(3000 PS) in Europa konstruiert zu haben, wird für A. Riva,
Monneret und Co. in Mailand in Anspruch genommen (Ganz und Co. sind jedoch gegenwärtig mit dem Bau einer Turbine von 4000
PS beschäftigt).
Durch Diagramme werden die Gesamtleistungen und die mittleren Einheiten in
Pferdestärken pro Jahr der durch die Firmen Voith, Riva,
Ganz und Co. und Escher, Wyss und Co. 1890 bis
1899 ausgeführten Motoren erläutert, die der Broschüre in Form einer Tafel beigefügt
sind.
Nachdem noch der Regulierfrage eingehend nähergetreten und der hydraulischen
Regulatoren gedacht wurde, berührte Redner zur Vervollständigung der Erörterungen
noch die Lösung der Aufgabe, die Geschwindigkeiten einer leerlaufenden Turbine
zwischen den Grenzlagen des Regulatorpendels beliebig verändern zu können. Mit einem
Hinweis auf die Francis-Turbine als einem gegenwärtig bevorzugten Typus, der
äusserst beweglich in Bezug auf Anpassung an Gefälle und Tourenzahl ist und sich für
genaue wirtschaftliche Regulierung vorzüglich eignet, schliesst Prof. Thomann seine interessanten Ausführungen.
Wilh. Müller, Cannstatt.
Mauerregeln, ein Leitfaden für
den Unterricht in der Mauerkonstruktion. Heft I: Backsteinmass und Backsteinmauern
nebst Einführung in das bautechnische Zeichnen. Mit 112 Abbildungen. Berlin. Ad. Henselin.
Unsere grossen Konstruktionswerke gehen vielfach dem Handwerk vorsichtig aus dem Wege
und enthalten manches, das heute nicht mehr richtig ist. Die Mauerregeln wollen
daher jene Werke teils berichtigen, teils nach der handwerklichen Seite
vervollständigen. Sie beschränken sich auf das Mindestmass dessen, was der Techniker
wissen muss. Der Leitfaden ist nach Art eines Regelbuches aufgestellt, so dass der
Lehrer daraus ohne weiteres die Leitsätze für seinen Vortrag entnehmen kann. Das
Heft kann Lehrern und Schülern sehr empfohlen werden, denn es ist kein Auszug irgend
eines anderen Werkes, sondern eine selbständige Arbeit voll praktischer Winke.