VIII. Centrifugalpumpe mit schraubenförmigen Schaufeln von L. Coignard in Paris. Aus Armengaud's Génie industriel, Mai 1865, S. 235. Mit Abbildungen auf Tab. I. Coignard's Centrifugalpumpe. Die Construction dieser Pumpe beruht auf dem bekannten Gesetze, daß die bewegenden Kräfte sich zu einander verhalten wie die Geschwindigkeiten, welche sie ein und demselben bewegten Körper in derselben Zeit mittheilen. Die durch Coignard von diesem Gesetze gemachte Anwendung besteht in einer Einrichtung, wodurch das von einer Trommel oder einem beliebigen anderen Fassungsraum, der sich um eine Achse – den Hauptbestandtheil jeder Centrifugalpumpe – dreht, auszuwerfende Wasser gezwungen wird, sich nur sehr langsam von dem Umdrehungs-Mittelpunkte, wo es angesaugt wird, nach dem Umfange, wo es ausgeworfen wird, fortzubewegen. Aus seiner Analyse, des Vorganges bei der doppelten Bewegung – nämlich der rotirenden und derjenigen von der Mitte nach dem Umfange hin – die das Wasser beim Durchgange durch einen sich drehenden Körper macht, schließt der Erfinder auf nachstehendes Gesetz: Wenn man um eine Welle einen hohlen Körper rotiren und durch denselben Wasser oder eine andere Flüssigkeit, die in die Mitte desselben eingeführt wird, hindurch gehen und an dem Umfange ausfließen läßt, so ist die erforderliche Kraft, um die Flüssigkeit in eine centrifugale Bewegung zu versetzen und darin zu erhalten, für eine gleiche, in ein und derselben Zeit auszuwerfende Flüssigkeitsmenge der mittleren Geschwindigkeit proportional, mit welcher das Wasser diesen Raum durchfließt. Aus diesem Gesetze folgt, daß die Geschwindigkeit der centrifugalen Fortbewegung einen Factor von dem Widerstande bildet, dessen man Herr ist, da man diese Bewegung auf mancherlei Art verlangsamen kann. Ein Mittel zur Erlangung dieses Resultates bestünde darin, daß man die Trommel in einem Mantel oder geschlossenen Behälter anbringt und zwischen den Ausflußöffnungen des letzteren und den Querschnitten der Canäle der Trommel (überhaupt des sich drehenden Fassungsraumes) ein solches Verhältniß herstellt, daß die Geschwindigkeit der centrifugalen Fortbewegung des Wassers so verlangsamt werden kann, wie man es wünscht. Coignard bewirkt die Verlangsamung in der Bewegung des Wassers von der Mitte nach dem Umfang dadurch, daß er die Oeffnung oder die Oeffnungen durch welche das Wasser unter der Einwirkung der Centrifugalkraft aus dem rotirenden Fassungsraume ausfließt, sehr klein macht. Es leuchtet hiernach ein, daß die Ausflußöffnung oder die Ausflußöffnungen viel kleiner seyn müssen als der mittlere Querschnitt des Canals oder der Canäle, aus denen der sich drehende Fassungsraum besteht. Dieß ist eine der Hauptbedingungen für dieses System von Centrifugalpumpen. Der Erfinder gibt der Trommel vorzugsweise die Form einer Kugel oder eines Ellipsoides. Bei der in Fig. 21 dargestellten Construction bildet der Fassungsraum A eine Kugel. Diese Kugel dreht sich mit sehr kleinem Zwischenraum, aber ohne Reibung, in dem sie umschließenden, ebenfalls kugelförmigen Mantel B um. Das Wasser dringt in die Kugel A durch die Röhren G, G', welche sich nachher zu einer einzigen Röhre G² vereinigen können, an den beiden Polen b, b' der Kugel ein. Dieses Wasser tritt dann durch einen ringförmigen Spalt d (Fig. 21 u. 23) mit sehr kleiner Oeffnung aus, dessen Basis normal zur Rotationsachse steht und der einer anderen ringförmigen Oeffnung in dem Mantel der Kugel gegenüberliegt. Durch diese letztere Oeffnung tritt das von der Centrifugalkraft ausgetriebene Wasser in den ringförmigen Canal E ein, aus dem es durch eine oder mehrere Röhren F abfließt, denen man eine beliebige Lage und Richtung geben kann. Wenn die Trommel cylindrisch anstatt sphärisch wäre, oder aus conischen Stücken bestände, oder endlich eine beliebige andere Form hätte, so würde man ihr analoge Verhältnisse und eine analoge Einrichtung geben, indem man den ringförmigen Spalt in dem Umfange des Cylinders oder in einer von den Seitenflächen am Ende des Halbmessers anbrächte, oder man würde zur Verminderung des äußeren Querschnittes der Canäle in dem sich drehenden Körper dieselben nur kurz machen und aus Schaufeltheilen zusammensetzen, deren gekrümmte Theile die Evolventen eines größeren Kreises oder von Kreisbögen bilden. Wir erwähnen diese Constructionen hier, weil man damit denselben Zweck erreichen kann; Coignard zieht aber (wie schon gesagt wurde) eine sphärische oder ellipsoidische Form der Trommel vor und gibt ihrer Welle H vorzugsweise eine verticale Stellung. Die sphärische Form gestattet, wenn man das Aeußere der Trommel A und das Innere ihres Mantels B auf der Drehbank herstellt, zwischen der Trommel und ihrem feststehenden Mantel einen nur sehr kleinen Zwischenraum zu lassen, was bei dieser Art von Pumpen von großer Wichtigkeit ist. Bei verticaler Stellung der Welle kann die Trommel nicht versanden, weil dann offenbar alle fremdartigen Theile, welche in dieselbe gelangen, beim Aufhören der Bewegung durch die am unteren Pole angebrachte Oeffnung d wieder austreten. „Eine Pumpe, bemerkt Coignard, gilt im Allgemeinen als gut, wenn sie das Wasser hoch, reichlich und billig hebt. Damit eine Centrifugalpumpe diese Bedingungen erfüllen kann, ist es nöthig, daß das Wasser den sich drehenden Fassungsraum langsam durchfließe, weßhalb ich es durch eine verhältnißmäßig nur kleine Oeffnung austreten lasse.“ „Die in der Trommel befindliche Wassermenge muß an ihrem Umfange einen gleichmäßigen Druck auf alle Punkte der Oeffnung ausüben, durch welche sie austritt oder auszutreten strebt.“ Deßhalb gibt der Erfinder der Trommel die Form einer Kugel oder eines Ellipsoides und macht den ringförmigen Spalt, welcher die Ausflußöffnung für das aus der Kugel zu treibende Wasser bildet, sehr klein. Zwischen der sich drehenden Trommel und ihrem feststehenden Mantel darf sich nur ein höchst unbedeutender Zwischenraum befinden, weil sonst das Wasser, welches von der Centrifugalkraft aus der rotirenden Trommel ausgetrieben wird, unter dem Einflusse dieser Kraft an der Wandung des feststehenden Mantels hinfließend wieder in das Saugrohr gelangen würde. Man muß es vermeiden, daß die Trommel bei ihrer Umdrehung der sie umgebenden Wassermenge eine unnütze Bewegung mittheilt. Deßhalb bringt man eben die Trommel in einem Mantel an, der sie mit dem gerade hinreichenden Zwischenraum umschließt und macht die Oeffnung für das aus der Trommel in den ringförmigen Canal E auszuwerfende Wasser nicht größer, als es hierzu erforderlich ist. Endlich ist es von Wichtigkeit, das Wasser so einzuleiten, daß es die rotirende Bewegung ohne Stoß annimmt. Zu diesem Zwecke werden die Saugröhren mit spiralförmigen Leitschaufeln versehen, welche die Bewegung des Wassers sanft verändern und letzteres bei seinem Eintritte in die Trommel in derselben Richtung einleiten, in welcher sich die Schaufeln bewegen; oder man verlängert wohl auch die Nabe der Trommel bis in die Saugröhren, indem man zugleich die spiralförmigen Schaufeln k oder eine derselben verlängert und dabei ihren Vorsprung bis zum Ende der Nabe, das ganz spitz zuläuft, vermindert. Aus demselben Grunde construirt der Erfinder die Schaufeln der Trommel nach Fig. 22 derart, daß ihr Anfang a auf ihrer convexen Oberfläche eine Tangente zu dem inneren oder äußeren Umfange der Kugel bildet. Die Zahl der Schaufeln ist nicht genau vorgeschrieben und kommt bei einer Pumpe, wie die gezeichnete, mehr wegen der Dauerhaftigkeit als wegen der Wirkung der Trommel in Betracht; bei einer Kugel mit einem Durchmesser von 16 Centim. bringt man nur zwei Schaufeln an. Wie bemerkt, legt Coignard ein Hauptgewicht darauf, daß das Wasser gehindert werde, der Wandung des feststehenden Trommelmantels entlang wieder in das Saugrohr zurückfließen zu können; er läßt deßhalb einen möglichst kleinen Raum zwischen der Trommel und dem Mantel und bringt außerdem an dem Umfange der Trommel zwei kleine Reife c (Fig. 23) von geschmeidigem Leder an, welche gleichsam die Lippen oder Ränder für den ringförmigen Spalt d bilden; durch das Wasser, welches aus der Trommel austritt und auch durch die Centrifugalkraft werden diese Lederreife gegen den Mantel B gedrückt und schließen so den Raum zwischen der Trommel und ihrem Mantel ab. Die vorstehend beschriebenen Einrichtungen sind Coignard's Patentbeschreibung vom März 1863 entnommen; seitdem ist die Construction dieses Pumpensystems aber wesentlich verbessert worden. Das Januarheft 1865 der Annales du Conservatoire des arts et métiers enthält ein Protokoll über angestellte vergleichende Versuche mit Pumpen verschiedener Systeme, welche von Didier und Dervieu zu Alexandrien construirt wurden und zur Bewässerung der Nilufer dienen sollen. Zu diesen, unter der Leitung des Hrn. Tresca durchgeführten Versuchen hatten auch Coignard und Comp. zwei Modelle mit den Nummern 5 und 7 eingeschickt. Bei beiden Modellen stand die Rotationswelle der Kugel horizontal und jedes derselben war mit einer besonderen kleinen Pumpe versehen, welche den Zweck hatte, das Innere der Kugel luftleer zu machen. Bei dem größeren Modell Nr. 7 hatte die Kugel einen Durchmesser von 0,48 Meter und die Röhren einen solchen von 0,20 Meter; bei dem kleineren Modell Nr. 5 betrug der Kugeldurchmesser 0,32 Met. und der Röhrendurchmesser 0,18 Meter. Die ziemlich schwierige Aufgabe, welche mit den Hrn. Tresca zur Probe übergebenen Pumpen gelöst werden sollte, war folgende: Die Pumpen sollten von einem Orte zum anderen getragen werden können und bei einer Saughöhe von 6 Meter eine Wassermenge von 4 bis 500 Kubikmetern per Stunde auswerfen. Nach dem Protokoll hat die Pumpe von Coignard diese Bedingung erfüllt und trotz der großen Geschwindigkeit (5 bis 600 Umdrehungen), welche sie in Folge ihres kleinen Durchmessers annehmen mußte, einen Nutzeffect von beinahe 50 Procent ergeben. Dieses Resultat wurde von Hrn. Tresca als ein sehr günstiges bezeichnet und die Pumpe fand wegen der ausgezeichneten Anordnung aller ihrer Theile, die sich durch eine genügende Stabilität und einen regelmäßigen Gang zu erkennen gab, seine volle Anerkennung.