Titel: | Ueber die zwekmäßige Construction und einige nüzliche Anwendungen der Ventilatoren oder Windflügel; von Hrn. Alexander v. Sabloukoff. |
Fundstelle: | Band 81, Jahrgang 1841, Nr. XIV., S. 52 |
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XIV.
Ueber die zwekmäßige
Construction und einige nüzliche Anwendungen der Ventilatoren oder
Windflügel; von Hrn. Alexander v.
Sabloukoff.Bearbeitet nach dem Mémoire
concernant quelques applications et la construction des
machines généralement connues sous le nom
de ventilateurs ou tarares et l'application nouvelle du
même principe pour le déplacement des
corps liquides, par Alexandre de
Sabloukoff,
Lieutenant-général du corps des
Ingénieurs des mines en Russie etc. (Paris, 1841) und nach der
Abhandlung des Hrn. Verfassers im Annuaire du Journal des Mines de Russie, Jahrgang
1836, S. 162
Mit Abbildungen auf Tab. I.
v. Sabloukoff, über die Construction und
Benuzung der Ventilatoren oder Windflügel.
I. Anwendung der
Ventilatoren zum Heben von Flüssigkeiten.
Der Apparat mit continuirlicher Kreisbewegung, welchen Hr. v. Sabloukoff construirte, um alle Arten
von Flüssigkeiten auf jede beliebige Höhe heben und in
ununterbrochenem Strahl ausgießen zu können, ohne daß man zu
Klappen, Ventilen, Kolben oder anderen abschließenden und
Reibung verursachenden Theilen seine Zuflucht zu nehmen braucht,
besteht aus einem cylindrisch geformten Gehäuse, welches
allenthalben vollkommen geschlossen ist, und durch dessen Mitte
eine Achse geht, die im Innern des Cylinders mit Armen oder
Speichen versehen ist, woran Flügel befestigt sind. Das eine
Ende dieser Achse steht außerhalb des Cylinders vor, indem sie
auf dieser Seite desselben durch eine gut schließende
Stopfbüchse geht, worin sie sich leicht dreht. Dieses Ende der
Achse trägt eine Rolle, das andere aber läuft in einer innerhalb
des Cylinders befestigten Pfanne, welche keiner Schmiere bedarf.
An dieser anderen Seite ist an der Wand des Cylinders ein Rohr
hermetisch angebracht, durch welches das Wasser in die Mitte des
Cylinders eingeführt wird; vom Umfang des Cylinders geht in der
Richtung der Tangente ein Rohr aus, durch welches das Wasser
entweicht, sobald die Achse mit ihren Flügeln in Bewegung gesezt
ist.
Es ist klar, daß dieser Apparat auf denselben Principien beruht,
wie alle unter dem Namen Ventilatoren oder Windflügel bekannten
Apparate, und wirklich verdankt er auch diesen seine Entstehung.
Er ist übrigens äußerst einfach und seine Dimensionen sind im
Vergleich zu seinem Effect sehr klein; er ist auch leicht zu
behandeln, kommt nicht leicht in Unordnung, nuzt sich wenig ab
und ist nicht kostspielig; sein Nuzeffect scheint ungefähr 0,8
zu seyn.
II. Benuzung der
Ventilatoren zum Abdampfen, Destilliren und Abkühlen von
Flüssigkeiten, ferner um Flüssigkeiten mit Gasarten zu
sättigen.
Das Abdampfen von Flüssigkeiten läßt sich mit Hülfe des
Ventilators in vielen Fällen beschleunigen. Man kann denselben
durch ein Saugrohr mit einer Kufe und diese mit dem Kessel,
welcher die abzudampfende Flüssigkeit enthält, verbinden, wo
sodann der Ventilator die Dämpfe in dem Maaße, als sie
entstehen, abführt, so daß die Verdampfung nicht nur schneller,
sondern auch bei einem niedrigeren Temperaturgrade zu
bewerkstelligen ist. Dieses Verfahren dürfte besonders für
Salinen und Zukerraffinerien zu empfehlen seyn.
Auch bei der Destillation von Flüssigkeiten läßt sich der Apparat
anwenden: würde man ihn z.B. zwischen der Destillirblase und dem
Kühlgefäße in dem beide verbindenden Rohr selbst anbringen, so
könnte die Verdunstung um so schneller erfolgen, weil das Ganze
geschlossen ist. Deßhalb müßte auch das Kühlgefäß viel
geräumiger seyn, als bei dem gewöhnlichen Verfahren.
Das Abkühlen von Flüssigkeiten läßt sich mittelst des Ventilators
auf verschiedene Weisen bewerkstelligen, entweder durch Ansaugen
in geschlossenen Gefäßen oder durch Einblasen in offenen
Gefäßen. Man könnte aber auch Flüssigkeiten abkühlen und selbst
Dämpfe condensiren, welche durch Röhren geleitet werden, wenn
man um diese Leitungen große Massen Luft circuliren ließe. Man
müßte hiezu diese Leitungen mit irgend einer Umhüllung umgeben,
indem man jedoch zwischen beiden einen Raum ließe, um die
erwähnte Circulation möglich zu machen. Es wird zu diesem Zwek
auch vielleicht nicht ohne Nuzen seyn, mittelst dieser
gezwungenen Circulation Wasser verdunsten zu lassen, womit man
beständig irgend einen Körper befeuchten ließe, welcher in die
Zwischenräume dieser zwei Leitungen gebracht wurde. Diese
Methode könnten die Destillateure benuzen, denen es an Wasser
zum Abkühlen fehlt, besonders wenn dasselbe nicht hinlänglich
kalt ist.
Das Sättigen verschiedener Flüssigkeiten mit Gas ist auch eine
durch diesen Apparat ausführbare Operation, und er ließe sich
z.B. sehr gut anwenden, um ein Local gesund zu machen, welches
beständig mit irgend einem Gas geschwängert ist, das man
zugleich zu benuzen wünschte. Besonders zwekmäßig ist der
Ventilator auch, ungenießbar gewordenes Wasser wieder der
Gesundheit zuträglich zu machen, indem man mit demselben eine
beträchtliche Masse atmosphärischer Luft durch dieses Wasser
treibt.
III. Anwendung der
Ventilatoren zum Austroknen neu erbauter Häuser.
Es folgt hier ein Auszug des Rechenschaftsberichts über die
Leistungen der Société
impériale économique libre de
Saint-Pétersbourg im Jahre 1839:
„Zur Zeit der Bauveränderungen, welche im Hotel der
Gesellschaft im Jahre 1839 ausgeführt wurden, brachte die
technische Section derselben die Methode des Hrn. Alexander
v. Sabloukoff in Anwendung, um
das Local zu troknen. Der ganze erste Stok wurde dadurch auf
eine sehr befriedigende Art und in sehr kurzer Zeit
ausgetroknet. Da aber die fragliche Methode noch nirgends so
wie im gegenwärtigen Falle in Anwendung gebracht wurde, wo
man sie ganz rationell befolgte, so dürfte es nicht ohne
Nuzen seyn, dieses Verfahren mit einigen Einzelnheiten zu
beschreiben.
In dem erwähnten ersten Stokwerke hat man auf eine Fläche von
mehr als 170 Quadrattoisen (8330 engl. Fuß), welche über 400
Kubiktoisen (137,200 englische Kubikfuß) enthielten, neue
Mauern aufgeführt, wobei man andere durchbrach und wieder
zumachte, neue Balken und Fußböden legte und alle damit
verbundenen Maurerarbeiten ausführte. Ein großer Theil der
Stuccaturarbeiten und alle Oefen wurden neu gemacht; alles
wurde gemalt, entweder mit Leim- oder Oehlfarbe. Alle
diese Arbeiten konnten natürlich nur nach einander und
folglich ziemlich langsam ausgeführt werden, und sie waren
auch erst beendigt, als die Kälte schon eingetreten war, und
selbst dieß war nur dadurch möglich geworden, daß man die
Thüren und Fenster einsezte und verschloß.
Um dieses Local auszutroknen, benuzte man vier Ventilatoren,
nämlich drei zum Ausziehen der Luft und einen ganz nahe am
Heizapparat, um den Luftzug zu beleben und zu verstärken,
welcher warm von Außen kommen mußte. Man wählte für diese
Ventilatoren die zwekmäßigsten Stellen, um die Circulation
der Luft ganz regelmäßig in allen Theilen genannter Etage zu
machen. Der Heizapparat aus dikem Eisenblech (wie man es zu
den Dampfkesseln benuzt) hatte 38 1/2 Zoll Länge, 28 Zoll
Breite und 19 Zoll Höhe. Er wog 760 Pfund und kostete 300
Rubel Papier; die Umhüllung von Baksteinen kostete 75 Rubel.
Diese Umhüllung wurde mittelst einer Leitung von dünnem
Blech mit dem Ventilator vereinigt. Der Ventilator selbst
war nach dem Princip der Archimed'schen Schraube construirt, und ebenfalls aus
dünnem Blech gemacht; er kostete 125 Rubel. Ein Mann sezte
ihn mit der größten Leichtigkeit in Bewegung und besorgte
das Feuern des Heizapparates dabei. Die aus dem Ventilator
ausströmende Luft hatte eine Temperatur von 50° R.
Die drei anderen Ventilatoren
waren mit Flügeln construirt und aus Holz gemacht; zwei
derselben waren von mittlerer Größe, und jeder konnte mit
der Kraft eines Mannes 600 Kubikfuß Luft in der Minute
austreiben; sie kosteten 200 Rubel; der dritte von größerer
Dimension und für 1200 Kubikfuß berechnet, erforderte zwei
Menschen und kostete 300 Rubel.
Mittelst dieser Apparate, welche zusammen 1200 Rubel
kosteten, konnten fünf Menschen zugleich und ohne aufzuhören
arbeitend (oder zehn Menschen zweimal wechselnd), welche
täglich 12 Rubel kosteten, ungefähr 2200 Kubikfuß Luft in
der Minute austreiben, d. i. ungefähr 400 Kubiktoisen in der
Stunde, was dem Inhalte des ganzen Stokwerkes gleichkam. Die
Masse der täglich ausgezogenen Luft betrug aber 10,000
Kubiktoisen, oder 24mal das Luftvolumen der genannten Etage,
welches sich durch Luft aus dem Heizapparate und zum Theil
durch die von Außen durch die offen gelassenen Thüren
eingedrungene Luft ersezte.
Die Resultate haben der Erwartung vollkommen entsprochen; das
ganze Innere des Stokwerkes war nach drei Wochen vollkommen
troken geworden, so daß man das Bemalen der Mauern vollenden
konnte.
Während der Operation beobachtete man, 1) daß die erste, d.h.
die Hauptfeuchtigkeit, welche sich an den Mauern gewöhnlich
in Form von Tropfen zeigt, schon in den ersten Tagen der
Thätigkeit der Ventilatoren schnell verschwand; an den
Fenstern hatte sich hierauf weder eine Verdichtung, noch
eine Anhäufung von Wasser gezeigt; sie blieben während der
ganzen Zeit vollkommen troken; selbst das Papier wurde nicht
feucht und behielt seine gewöhnliche Festigkeit; 2) daß wenn
irgend ein Theil des Locals gemalt worden war, sich die
Feuchtigkeit im Uebermaaße an allen Mauern und Fenstern
zeigte, aber schnell sich verminderte und wieder verschwand;
3) daß die Wirkung der Austroknung an den Stellen anfing,
die den Punkten am nächsten waren, wo die frische Luft
zuströmte, hauptsächlich aber ganz nahe an dem Heizapparate,
und sich nach und nach den Orten, wo die Ventilatoren
aufgestellt waren, näherte; 4) daß in dem Maaße, als die
Austroknung vorschritt, die Temperatur wärmer und die Luft
reiner und angenehmer wurde; 5) daß es, um das Austroknen zu
beschleunigen, durchaus nicht nöthig war, die Temperatur
übermäßig zu erhöhen, wie dieß bei anderen Methoden ganz
unnüzer Weise geschieht; daß dieß im Gegentheil mehr
geschadet als genuzt haben würde, weil die Feuchtigkeit bei
zu großer Hize die Mauer nicht so regelmäßig verläßt und
sich dann auf der Mauer eine Art trokener Kruste bildet,
welche das Austreten der lezten Feuchtigkeit verhindert und dieselbe in der Mauer zurükhält (etwas
Aehnliches findet beim Brodbaken in einem zu heißen Ofen
statt). Eine hohe Temperatur ist auch für die Arbeiten der
Schreiner nachtheilig, welche gewöhnlich zu der Zeit
beginnen, wo das Gebäude ausgetroknet werden muß. Im
Allgemeinen fand man, daß das Austroknen sehr rasch
vorschritt, wenn die Temperatur in den Zimmern 5 bis
8° R. über 0 war, während sie im Freien 10 bis
15° R. unter 0 betrug.“
IV. Benuzung
derselben zum Troknen von Leder, Wäsche etc.
Hr. v. Sabloukoff hat seinen Apparat
noch in vielen anderen Fällen mit großem Vortheil angewandt,
z.B. in einer Gerberei. Dieselbe war nach einer neuen Methode
eingerichtet, wonach man zu jeder Jahreszeit und sogar im
strengsten Winter rohe Häute zu Schuhsohlen in weniger als vier
Wochen in Leder bester Qualität verwandeln konnte. Das Troknen
der Häute erfolgte aber selbst in der geschlossenen und
geheizten Trokenstube so langsam, daß sie nach Verlauf von sechs
Wochen für die lezte Ausrüstung noch nicht genug ausgetroknet
waren. Hr. v. Sabloukoff schlug einen
Ventilator und einen Heizapparat (mit Mantel nach obiger
Beschreibung) vor, um eine Lufterneuerung bei mäßiger Temperatur
zu bewirken, und das Resultat war, daß das Leder an allen
Stellen der Trokenstube schon nach sieben Tagen den
erforderlichen Grad von Trokenheit erlangte. Die Wirkung war
sogar so befriedigend, daß das von dem eben aufgehängten Leder
abtropfende Wasser augenbliklich verdunstete und den Fußboden
vollkommen troken ließ.
Ein eben so günstiger Erfolg wurde durch die Ventilation des
Trokenraumes einer Waschanstalt erlangt; 2000 Stüke Wäsche
wurden in 15 Stunden Zeit mit Ersparniß von 4/5 des
Brennmaterials getroknet, wozu man vorher eine Woche nöthig
hatte; überdieß verlor die so behandelte Wäsche allen
Seifengeruch.
V. Bemerkungen über
die Construction dieser Apparate.
Um den Effect dieser Apparate, so wie ihre vortheilhafteste
Construction auszumitteln, verfertigte Hr. v. Sabloukoff einen solchen von 16 Zoll
Durchmesser auf 4 Zoll Breite. Derselbe wurde durch einen
Fußtritt nach Art einer Drehebank bewegt, und es war nichts fest
daran, als die Achse und die Seitenwände des Cylinders; die
Umhüllung des Umfanges konnte weggenommen werden und die
beweglichen Flügel konnten in verschiedener Anzahl und
Entfernung von einander angebracht werden. Das Instrument war
möglichst sorgfältig und ganz aus Metall verfertigt.
Die verschiedenen, mit diesem Instrumente angestellten Versuche
haben folgende Resultate gegeben:
1) der größte Effect des Ansaugens fand statt, wenn die Wand des
Umfanges ganz weggenommen war, so daß nur die zwei Seitenwände
blieben;
2) vier Flügel genügten, um das Maximum der Wirkung zu
erzeugen;
3) die Flügel müssen sehr genau von einander entfernt seyn, um
Vibrationen zu vermeiden; denn im entgegengesezten Falle wurde
der Apparat so wie alle seine Theile in ein unvermeidliches
Zittern versezt. Dieses Zittern war beträchtlich, wenn der
Apparat nur einen Flügel hatte, etwas geringer, wenn er zwei
solche hatte, die im rechten Winkel zu einander gestellt waren;
aber mit zwei einander gegenüber stehenden Flügeln war es sehr
gering, und verschwand ganz bei vier Flügeln;
4) die erzeugte Wirkung, sowohl fürs Ansaugen, als für das
Ausblasen stand im Verhältniß zu der Größe der Oeffnungen der
Saug- und Ausblaseröhren; die kleinere von beiden
bestimmte das Maximum des Effects, unter der Bedingung gleicher
Geschwindigkeit der zwei Flügel; woraus man schließen mußte, daß
durch das Engermachen oder Vermindern der Oeffnung man den
natürlichen Raum des Apparates verminderte, und daß man dadurch
keine wirksamere Circulation der Luft oder kein lebhafteres
Austreiben, oder endlich kein größeres Volumen Luft in einer
bestimmten Zeit und mit einer gegebenen Kraft erhielt;
5) die Erfahrung hat gezeigt, daß die vortheilhafteste Größe,
sowohl für die Oeffnungen, als für die Röhren der Leitungen
selbst, diejenige eines Quadrats war, dessen Seiten gleich der
Breite des Cylinders oder des Flügels waren.
Um die Wirkung dieser Maschine zu schäzen, benuzte man einen
Apparat, welcher sowohl zum Abkühlen als zum Erhizen von
Flüssigkeiten mittelst einer Luft, deren Temperatur verschieden
von derjenigen der Flüssigkeit war, diente. Er mußte auch zum
Sättigen von Flüssigkeiten mittelst Gas dienen, aber
hauptsächlich um Wasser, welches durch lange Entziehung des
Luftzutrittes verdorben war, wieder trinkbar zu machen. Es
genügte hiezu mittelst einer erzwungenen Emulation eine große
Menge atmosphärischer Luft einzutreiben, welche den nöthigen
Sauerstoff lieferte.
Dieser Apparat bestand aus einer Bouteille von ungefähr 10 Zoll
Durchmesser und 18 Zoll Höhe mit zwei Hälsen, welche zur Hälfte
mit Wasser gefüllt war. In den einen Hals war eine an ihren
beiden Enden offene Röhre, welche man mehr oder weniger in
die Flüssigkeit eintauchen lassen konnte, luftdicht eingesezt,
und die Saugöffnung war an dem anderen Halse hermetisch
angepaßt. Nachdem alles so vorgerichtet und der Ventilator in
Bewegung gesezt war, erfolgte eine Verdünnung der in der
Bouteille enthaltenen Luft. Um das Gleichgewicht herzustellen,
drang die äußere Luft in die Röhre; aber wenn diese zuvor
untergetaucht war, so verursachte sie darin nur ein Niederdrüken
des Wassers, im Verhältniß zu der eben stattfindenden Wirkung;
dieses war zugleich das Maaß der Größe des Effects selbst. Die
Röhren oder Oeffnungen dieses Apparates hatten 1 Zoll im
Durchmesser, und wenn man dem Ventilator die größte
Geschwindigkeit gab, welche man ihm ertheilen konnte, so war das
Wasser um ungefähr 8 Zoll niedergedrükt.
VI. Beschreibung
eines Ventilators, welcher zum Ausziehen der verdorbenen
Luft aus einem Bergwerke benuzt wurde.
Eine sehr nüzliche Anwendung von Sabloukoff's Ventilirapparat machte man im Jahre 1835
in den Kupfer- und Silberbergwerken von
Novo-Tchagirsk in der Maischen Gebirgskette. Als man bis
zu einer Tiefe von 34 Sagenen gegraben hatte, fing die Luft in
denselben an ungesund zu werden, ohne daß man sie durch die
bisher gebräuchlichen Mittel zu reinigen im Stande war, so daß
die Arbeiten der Bergleute unterbrochen werden mußten. Der
Ventilirapparat wurde in einer Tiefe von 34 Sagenen aufgestellt,
wo der Zustand der Luft dieses Aufstellen nur mit großen
Schwierigkeiten gestattete, denn unter diesem Niveau hörten die
Lichter auf zu brennen. Die Oeffnung zum Ansaugen der Luft war
der Tiefe des Schachtes zugewendet und durch hölzerne Röhren von
5 Zoll Durchmesser bis auf den Grund fortgeführt; die andere
Oeffnung zum Austritt der Luft war gegen den oberen Theil des
Schachtes gerichtet, und durch ähnliche Röhren bis auf die
Oberfläche der Erde und noch 2 Sagenen darüber fortgeführt. Nach
dem man die Verbindungen der Einsaug- und Ausblaseröhren
genau verschlossen hatte, wurde der Apparat durch einen einzigen
Mann in Bewegung gesezt, und in weniger als zwei Stunden war die
Luft bis auf den tiefsten Theil des Schachtes vollkommen
gereinigt. Die Lichter brannten nun ohne Schwierigkeit und die
ferneren Arbeiten konnten ohne Hinderniß fortgesezt werden.
Fig. 8 bis 11
zeigt diesen höchst einfachen Apparat des Hrn. v. Sabloukoff.
Fig. 8 ist eine Ansicht der Hauptseite des
Apparates.
Fig. 9 ist ein verticaler Durchschnitt durch die
Achse desselben.
Fig. 10 eine Ansicht von der schmälern Seite.
Fig. 11 ein Durchschnitt, rechtwinklich auf den
erstern.
a Füße von Holz oder die Träger.
b Querriegel.
c Schrauben von Eisen, um die Füße
mit den Querriegeln des Apparates zu verbinden.
d Seitentheile oder Wände des
Gehäuses von starkem Eisenblech.
e die kreisrunde Wand des Gehäuses
von dünnem Blech.
f Ringe von Holz, auf welche die
Wände des Gehäuses angeschraubt sind.
g Rohr zum Einsaugen der Luft,
welches in zwei Theile getheilt ist, um die Luft von den zwei
Seitenwänden des Apparates nach der Mitte zu führen.
h Rohr zum Austreiben der Luft; es
ist mit der kreisrunden Wand des Gehäuses verbunden. Durch
dieses Rohr wird die verdorbene Luft ausgestoßen.
i die Achse mit vier Speichen oder
Armen k und den Flügeln l, welche daran befestigt sind; an
dem einen Ende dieser Achse befindet sich eine Rolle m, welche eine schnelle kreisförmige
Bewegung mittelst eines Seiles o,
das mit einem Schwungrad verbunden ist, erhält.
n Lager, in welchen sich die Achse
des Apparates dreht.
z Oeffnungen, die das Rohr g mit der Mitte des Apparates
vereinigen.
Wenn man aus einem Bergwerk verdorbene Luft auszuziehen wünscht,
so wird dieser Apparat auf der Oberfläche des Bodens oder im
Innern der Mine selbst ausgestellt, aber da, wo die Luft noch
rein ist. Man vereinigt das Rohr g
mit einem andern Rohre, welches in dem mit verdorbener Luft
erfüllten Raume endigt. Die Achse und dadurch zu gleicher Zeit
die Flügel l erhalten eine schnelle
Bewegung. Die Luft, welche sich in dem Apparat befindet, wird
durch das Rohr h nach Außen gejagt.
In Folge der Centrifugalkraft verdünnt sich die Luft in der
Mitte des Apparates, und die verdorbene, durch das Rohr g eintretende Luft vermengt sich mit
ihr und wird nun selbst durch die Wirkung der Flügel ausgejagt.
Durch deren Kreisbewegung wird daher beständig verdorbene Luft
in den Apparat gezogen und hernach wieder ausgestoßen. Die
Versuche mit diesem Apparate haben
ergeben, daß nur sehr kurze Zeit nöthig ist, um verdorbene Luft
aus irgend einer Tiefe vollkommen auszuziehen und sie durch
frische Luft zu ersezen, welche von selbst eindringt.In England bedient man sich bekanntlich der Ventilatoren
unter Anderem schon längst, um Kupolöfen etc. mit Luft
zu speisen, und in Frankreich hat Hr. Combes einen Ventilator
eigenthümlicher Construction (polyt. Journal Bd. LXIX. S. 128
und 179) zum
Erneuern der Luft in Krankenhäusern, Schauspielhäusern,
Seidenzüchtereien, Bergwerken etc. angewendet; im
Allgemeinen werden diese schäzbaren Apparate aber noch
viel zu wenig benuzt. A. d. R.