Titel: | Polytechnische Schau. |
Fundstelle: | Band 334, Jahrgang 1919, S. 246 |
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Polytechnische Schau.
(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge
– nur mit Quellenangabe gestattet.)
Polytechnische Schau.
Wärmekraftmaschinen und Brennstoffe.
Die Anwendung von Düsen an Stelle von Zylindern und
Kreiselrädern. Im Jahrgange 1904 der Schweizerischen Bauzeitung schlug
Prof. Dodler vor, dem Dampfstrahle in der Turbine nur so
viel Energie zu entziehen, daß der Dampf in einer erweiterten Düse wieder den
Anfangsdruck erreichen kann. Durch diese Maßnahme läßt sich ohne Benutzung eines
Kompressors der Kreislauf in ein Gebiet hohen Wirkungsgrades verlegen und die
Geschwindigkeit in der Turbine nach Belieben verringern. Prof. Stodola stellte demgegenüber fest, daß der ausgesprochene Gedanke
undurchführbar sei, da sich der kondensierte Dampf an den Wänden niederschlägt und
hierbei seine kinetische Energie verliert. Außerdem ist der schädliche Einfluß der
Widerstände, welche während des Vorganges auftreten, nicht zu unterschätzen. Der
erstgenannte, entscheidende Einwand Stodolas fällt
bei Luft und anderen Gasen fort. Es ist daher erklärlich, daß der Gedanke
auftrat, den Vorschlag Dodlers bei. Kaltluftmaschinen zu
verwerten. Dies könnte in folgender Weise geschehen. Man läßt Luft vom Drucke p1 durch eine Düse
gegen den niedrigeren Druck p2 ausströmen. Sie kühlt sich dabei von T1 auf T2 ab. An den kalten Luftstrom von der
Geschwindigkeit w2 wird
bei unverändertem Drucke von der zu kühlenden Flüssigkeit die Wärmemenge Q0 abgegeben. Hierdurch
erreicht man die Temperatur T3, während die Geschwindigkeit infolge der Reibung bis auf den Wert w3 sinkt. Nunmehr tritt
die Luft in eine Verdichtungsdüse. Dort wird die Geschwindigkeit gleich Null. Der
Druck steigt bis p4 und
die Temperatur bis T4.
Hierauf wird die Luft durch einen Kompressor unter Aufwand der Arbeit L wieder auf den Anfangsdruck gebracht, und die
Temperatur nimmt bei adiabatischer Zustandsänderung weiter bis zum Werte T5 zu. Schließlich erfolgt bei
gleichbleibendem Druck p1 die Entziehung der Wärmemenge Q, wobei die
Temperatur bis T1
abnimmt. Die Vorteile einer derartigen Kaltluft Maschine gegenüber den gewöhnlichen
Anlagen bestehen im Fortfalle des Expansionszylinders, einer entsprechenden
Verringerung des Ansaugeraumes und des Druckverhältnisses im Kompressor. Eine
Untersuchung der Ausführungsmöglichkeit wurde von Prof. Mollier in Heft 35 der Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure
vorgenommen. Er gelangt zu dem Ergebnis, daß die Anwendung von Düsen an Stelle von
Zylindern und Kreiselrädern an den auftretenden Reibungswiderständen scheitert. Er
stellte nämlich fest, daß die Reibungsziffer \frac{Q_0}{A\,L} nur etwa 0,054, die
Kälteleistung für 1 PS-Stunde nur 34,3 kcal. werden kann, wenn T2
= 200 ist. Ein Wettbewerb mit modernen
Kaltdampfmaschinen kommt somit garnicht in Frage. Ebensowenig lassen sich die
Gedanken Dodlers beim Bau von Kraftmaschinen
verwirklichen.
Schmolke.
Vereinigte Oel- und Dampfmaschine. Es liegen bereits
zahlreiche Vorschläge vor, die Abwärme von Verbrennungskraftmaschinen zur
Dampferzeugung zu verwenden, um so eine doppeltwirkende Gas-Dampfmaschine zu
schaffen. Ueber eine solche Maschine wurde kürzlich in der Royal Society of Arts
berichtet. Bei dieser Neuerung wird sowohl das vorgewärmte Kühlwasser als auch die
Wärme der Abgase verwendet. Der auf diese Weise erzeugte Dampf gelangt dann in der
Verbrennungskraftmaschine auf der anderen Kolbenseite zur Verwendung. Es kann eine
gewöhnliche Verbrennungskraftmaschine Verwendung finden, die nach dem Zweitakt- oder
Viertaktverfahren arbeitet. Es kommen sowohl Einzelzylinder- als auch
Mehrzylindermaschinen in Betracht, die als, Explosions- oder Gleichdruckmaschinen
gebaut sein können. Die Maschinen arbeiten, wie bereits ausgeführt, hierbei mit
doppeltwirkenden Kolben. Der Kühlmantel besteht aus zwei Teilen. Der untere Teil ist
als Dampfmantel für den als Dampfmaschine wirkenden Teil des Zylinders ausgeführt.
Der obere Teil des Kühlmantels kühlt den Verbrennungsraum der
Verbrennungskraftmaschine. Die Auspuffgase werden durch einen Wärmeaustauschapparat
geleitet, Der kleine Dampfkessel ist mit Oelfeuerung ausgerüstet.
Im Betriebe wird das Wasser im oberen Kühlmantel erwärmt. Im Wärmeaustauschapparat
wird die Wärme der Auspuffgase verwendet. Eine Wasserpumpe fördert das Wasser durch
den Wärmeaustauschapparat in den Kühlwassermantel, das Wasser strömt dann stark
erhitzt in den Oberteil des Dampfkessels über. Ist die Wassergeschwindigkeit groß
genug, so kann sich an der Zylinderwand keine Dampfblasenschicht bilden, die für die
Kühlung der Zylinderwandungen nachteilig ist. Es findet somit hier auch das Prinzip
der bekannten Heißkühlung Verwendung. Im Kessel scheidet sich der Wasserdampf aus
und sammelt sich im Dampfdom. Der Dampfdruck beträgt hier etwa 10 at abs. Da fast
die gesamte Kühlwasser- und Auspuffwärme vom zirkulierenden Kühlwasser aufgenommen
wird, so tritt auch dann eine starke Dampferzeugung ein, wenn der Dampfkessel nicht
beheizt wird. Der auf diese Weise erhaltene Dampf, der durch die erwähnte
Hilfsfeuerung vermehrt werden kann, wird durch ein Regelventil dem Unterteil des
Kühlmantels zugeführt. Aus diesem Dampfraume strömt der Dampf, durch einen Schieber
gesteuert, unter dem Kolben, um hier Arbeit zu leisten. Der Abdampf strömt in einen
Kondensator. Das kondensierte Wasser und das frische Speisewasser werden durch eine
Vorwärmeschlange in den Wärmeaustauschapparat geleitet. Auf diese Weise wird
erreicht, daß beim Zweitaktverfahren auf einen Verbrennungsdrucktakt von der
Kolbenoberseite ein Dampfdrucktakt von der Kolbenunterseite trifft. Bei Verwendung
des Viertaktverfahrens dagegen erfolgen auf je einen Verbrennungsdrucktakt zwei
Dampfdrucktakte, Die Dampfkesselanlage ist für einen Dampfdruck von 10 at bestimmt.
Damit ergibt sich, daß das Kühlwasser auf etwa 180° C erwärmt wird. Durch diese
Temperaturerhöhung ist es möglich, schwer siedende Brennstoffe zu verwenden.
Bei Versuchen mit einer solchen Maschinenanlage wurde das Kühlwasser in den Vorwärmer
mit einer Temperatur von 38° geführt und trat auf 160° vorgewärmt in den
Wärmeaustauschapparat über. Die austretenden Auspuffgase hatten eine Temperatur von
485°, wurden im Wärmeaustauschapparat auf 205° und im Speisewasservorwärmer auf 66°
abgekühlt. Die ersten Versuche wurden mit einer Zweitaktmaschine ausgeführt, die
zuerst mit Leuchtgas, später mit Oel betrieben wurde. Weitere Versuche wurden dann
mit einer Dreizylinder-Schiffsmaschine für den Betrieb mit Benzin vorgenommen. Die
Maschine leistete bei 600 Uml./min. 12,5 PS ohne und 16,5 PS mit Abwärmeausnutzung.
Der Dampfdruck betrug dauernd ohne Zusatzfeuerung unterm Kessel 7 at. Mit
Zusatzfeuerung ließ sich die Leistung auf 38 PS bei 750 Uml./min., vorübergehend
sogar auf 51,5 PS steigern, wie die englische Zeitschrift „The Engineer“ vom
30. Mai 1919 berichtet.
Für den Betrieb mit schweren Treibölen ist das hierbeschriebene Verfahren besonders
gut geeignet, weil in den gut angewärmten Zylindern die zum Entzünden des
Brennstoffes notwendige Temperatur bei kleinerem Verdichtungsdrucke als in der
Dieselmaschine erreicht wird. Bei einer Zweitaktmaschine wurden ohne Rücksicht auf
den Kraftverbrauch der Ladepumpe im besten Falle ohne Wärmeausnutzung mit 360
Uml./min, 330 PS abgebremst und dabei 137 g/PSe
Treiböl verbraucht. Bei Ausnutzung der Abwärme konnte die Maschinenleistung dauernd
auf 400 PS, vorübergehend sogar auf 540 PS gesteigert werden.
Eine solche Maschine kann in derselben Weise angelassen werden wie jede
Verbrennungskraftmaschine. Nach vorübergehendem Stillstande würde sie, weil der
Druck im Dampfkessel bestehen bleibt, sich selbst anlassen können. Wie die Versuche
gezeigt haben, können einer solchen Maschine ohne weiteres große
Leistungssteigerungen zugemutet werden, ohne daß das Triebwerk dabei ungünstig
beansprucht wird, wie dies bei Maschinen mit besonderer Vorrichtung zur
Leistungserhöhung der Fall ist. Eine solche Maschine wird außerdem als
doppeltwirkende Maschine ruhiger laufen und einen kleineren Ungleichförmigkeitsgrad
haben, als die gewöhnliche Verbrennungskraftmaschine. Der thermische Wirkungsgrad
wird durch die restlose Ausnutzung der Abwärme besonders günstig sein.
Es ist bekannt, daß unsere heutigen Automobilmotoren nur ungefähr 25 v. H. der ihnen
zugeführten Wärme in Arbeit umsetzen. Bei Dieselmaschinen steigert sich dieser
Wirkungsgrad auf 36 v. H. Ein solcher Wirkungsgrad ist aber immer noch besser als
der einer Dampfmaschine, der nur 16 bis 19 v. H. beträgt. Der Erfinder Still gibt nun an, daß sich bei der beschriebenen
Maschinenanlage, durch die Verbindung einer Verrbrennungskraftmaschine mit einer
Dampfmaschine, der Wirkungsgrad auf 50 v. H. erhöht. Natürlich könne auch ein
solcher hoher Wirkungsgrad bei einer gewöhnlichen Verbrennungskraftmaschine erreicht
werden, wenn das erwärmte Kühlwasser und die heißen Auspuffgase zu Heiz- und
Kochzwecken Verwendung finden können.
W.
Die zweckmäßige Darstellung der Leistungen der
Dampflokomotiven und deren Verwendung für Aufstellung und Prüfung von
Fahrplänen. (Regierungs- und Baurat Velte aus Danzig,
Verein Deutscher Maschinen-Ingenieure.) Die Erzielung einer zweckentsprechenden
Fahrplanaufstellung bedingt eine weitgehende maschinentechnische Mitarbeit, damit
der zur Verfügung stehende Lokomotivpark in der richtigen Weise eingesetzt wird
unter genauer Berücksichtigung der Eigenart der jeweiligen Streckenverhältnisse. Zu
dem Zwecke ist es nötig, Darstellungen zu schaffen, die die Leistungsfähigkeit der
Lokomotiven eindeutig unter Berücksichtigung aller maßgebenden Gesichtspunkte
festlegen und in ihrer Verwendung einfach sind. Dabei wurde unter Anlehnung an die
Ermittlungen Strahls für Heißdampflokomotiven (vgl. Glasers Annalen 1913, Bd. 73, S. 86 und 87) ausgegangen von der
Leistungsfähigkeit der Rostfläche \frac{B\,h}{10^6}=\frac{540\,.\,7500}{1000000}=4. Hierin bezeichnet B die stündlich auf 1 m2 Rostfläche verbrannte Kohlenmenge in kg und h den Heizwert der Kohle. 1 m2
Rostfläche erzeugt dann bei einem Gesamtkesselwirkungsgrad von η ∾ 0,6 stündlich: 3300 kg Dampf von 13 at abs., t = 315° und einem Wärmeinhalt von 725 WE. Die
Beurteilung der Dampfverwertung zur Erzielung einer bestimmten Leistung Ni in PS erfolgte unter
Verwendung und Weiterbildung der Untersuchungen Lihotzkys, die in der Z. d. Oesterr. Ing.- und Arch.-V. 1915, Heft 26 bis 28
veröffentlicht sind. Die Werte der mittleren Drucke pi und der Dampfverbrauch Ci wurden für eine
Reihe von Drehzahlen n für 1 sek. für die Spannungen
von 12 bzw. 14 at Schieberkastendruck absolut in ihrer Abhängigkeit von der Füllung
ε dargestellt, und gleichzeitig wurde gezeigt, wie
verschiedene Schieberkastenspannungen zu berücksichtigen sind. Mit Hilfe dieser
Darstellungen und unter Verwendung der Gl. N_i=p_i\,\frac{v_i}{k} wurde die Ni-Schaulinie in ihrer
Abhängigkeit von der Geschwindigkeit vi km/st ermittelt. Dabei ist k=\frac{270\,D}{d^2\,s} ein Festwert
der Lokomotive, wo d der Zylinderdurchmesser in cm, s der Hub in cm und D der
Triebraddurchmesser in cm ist. Weiter wurde gezeigt, wie die vorstehenden
Feststellungen zur Ermittlung der richtigen Zylindergrößen Verwendung finden können.
Nach Darstellung von Ni
wurde unter Verwendung der Gl. Z_i=\frac{N_i\,270}{v_i} die Schaulinie der Zugkraft Zi ermittelt und unter
Verwendung der Widerstandsformeln von Strahl (vgl. Glasers Annalen 1913, Bd. 73, S. 104) die Zugkräfte am
Zughaken Zzg und die Tonnenbelastungen für verschiedene
Neigungen festgelegt. Alle diese Ermittlungen wurden für die einzelnen
Lokomotivgattungen in einem übersichtlichen Schaubild zusammengestellt, so daß man
bei jeder Geschwindigkeit und Steigung mit einem Blick übersehen kann 1. die
Leistung in t, 2. die Leistung Ni in PS, 3. die Zugkraft Zi in kg, 4. die Zugkraft Zzg am Zughaken, 5. den
Dampfverbrauch Di in
Stunde, 6. den spez. Dampfverbrauch, 7. den mittleren Druck pi in kg, 8. die Umdrehungszahl n/sek, 9. die mittlere Kolbengeschwindigkeit cm/sek,
10. die erforderliche Füllung ε. Weiter wurde die Verwendung der Darstellungen für
die verschiedensten Fragen des praktischen Lokomotivdienstes gezeigt und die
Beziehungen zwischen dem Dampfverbrauch Dt in einer bestimmten Zeit in ihrer Abhängigkeit von
der Geschwindigkeit v und den Streckenverhältnissen
formelmäßig festlegt.
Im zweiten Teil des Vortrages wurde gezeigt, wie die vorstehenden Ermittlungen bei
der Fahrplanaufstellung Verwendung finden können. Das vom Verfasser hierfür
ersonnene Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß unter
Benutzung der ermittelten Belastungstabellen bzw. besonders abgeleiteter Formeln für
die jeweilig gegebenen Verhältnisse ein Geschwindigkeitsbild, bezogen auf die Zeit,
ermittelt wird, aus dem dann direkt das Zeitwegbild (der graphische Fahrplan)
entwickelt wird. Mit Hilfe der Verbindung beider Schaulinien kann dann angegeben
werden, an welcher Stelle sich der zu beobachtende Zug zu einer bestimmten Zeit
befindet und mit welcher Geschwindigkeit er sich bewegt. Dabei ist es mit Hilfe der
Belastungstabellen stets möglich, und hierauf wird besonderer
Wert gelegt, festzustellen, welche Beanspruchung der Lokomotive bei den
einzelnen Zeitabschnitten vorliegt. Denn nur wenn dies möglich ist und auch bei
Aufstellung der Fahrpläne tatsächlich beachtet wird, ist man bei deren
Verwirklichung vor Ueberraschungen gesichert. Stellt man das Geschwindigkeitsbild
einer Fahrt nach der Zeit dar, so zeigt dies teils krummlinigen, teils geradlinigen
Verlauf. Da der krummlinige Teil rechnerisch schlecht zu verfolgen war, so wurde
auch dieser in geeigneter Unterteilung durch einen geradlinigen Verlauf ersetzt.
Infolgedessen ergaben sich einfache Formeln, welche zur Berechnung der Fahrzeiten
dienen konnten. Die zunächst für die Wagerechte und für eine bestimmte Last G aufgestellten Formeln wurden dann weiter für die
schnelle Berücksichtigung beliebiger Streckenverhältnisse und Zuglasten geeignet
gemacht, wobei gleichzeitig weitere Anleitungen für die zweckentsprechende
praktische Auswertung gegeben wurden. An der Hand einer Reihe von Beispielen wurde
die praktische Durchführbarkeit des Verfahrens gezeigt, und zwar für die
verschiedenen Streckenverhältnisse. Gleichzeitig wurden für die behandelten Fahrten
mit den aufgestellten Formeln unter Verwendung der nach den Angaben Lihotzkys ermittelten Werte für pi und Ci die erforderlichen Dampfverbrauche festgelegt und
diese Ergebnisse mit denen ähnlicher praktischer Versuchsfahrten verglichen.
Schwerölbetrieb fürLeichtmotoren. Wie bereits wiederholt in dieser
Zeitschrift erwähnt, hat der Weltkrieg einen großen Mangel an leichten Treibölen,
wie Benzin usw. erzeugt. Professor Riedler führt in der
Zeitschrift „Autotechnik“ 1919, Nr. 12, Seite 5 aus, daß der Krieg ein
gewaltiger Verbraucher und ein sinnloser Vernichter der wichtigsten Rohstoffe war.
Der Wirtschaftskampf geht zunächst, nicht wie früher um Absatzgebiete, sondern um
Rohstoffe und deren höchste Verwertung.
Für Verbrennungsmaschinen ist die Weiterentwicklung besonders schwierig, weil diese
Maschinen bisher einem Werdegange gefolgt sind, der künftig aussichstlos ist. Der
Bau dieser Maschinen für einzelne bestimmte Brennstoffsorten muß aufgegeben werden.
Das bisherige Bestreben, die Maschinen nur mit einem bestimmten Brennstoffe zu
betreiben, entspricht nicht mehr der kommenden Brennstoffversorgung. Deshalb müssen
alle Verbrennungskraftmaschinen, auch die Leichtmotoren für Verkehrzwecke, besonders
vervollkommnet werden, so daß ein einwandfreies Verbrennen verschiedener
Brennstoffsorten in derselben Maschine möglich wird, vom Benzin bis zum Gasöl. Der
Benzinmotor muß zum Oelmotor umgewandelt werden.
Es muß aber angestrebt werden, die zähflüssigen Brennstoffe durch geeignete
Vorrichtungen vollständig und gleichmäßig zu zerstäuben, dann auf geeignete Weise
den fein zerstäubten Brennstoff gut zu vergasen, um so ein richtiges
Brennstoff-Luftgemisch zu erhalten. Weiterhin muß dafür gesorgt werden, daß ein
Zerfall des Gemisches vor der Verbrennung verhütet wird, und alles Brennbare des
Gemisches vollständig und genügend rasch verbrennt.
Deshalb arbeitet man seit Verwendung des Benzols mit Zusatzwärme, und unsere
bekannten Vergaser zerstäuben und vergasen schwere Brennstoffe wie Benzolspiritus,
Benzolöl und Benzolpetroleum durch Verwendung vorgewärmter Luft und durch
Einschaltung eines Verdampfers, der durch die heißen Abgase betrieben wird. Die
Schweröl-Luftgemische neigen stark zum kondensieren, der Brennstoff spaltet sich aus
dem Luftstrome ab und bildet Tropfen. Dieser Zerfall wird besonders begünstigt durch
starke Temperaturabnahme und durch ungeeignete Ausbildung der Saugleitung. Scharfe
Krümmungen sind hier zu vermeiden. Der Wärmezustand des Motors und aller seiner
Teile, mit denen das Gemisch in Berührung kommt, muß ein solcher sein, daß sich das
warme Gas-Luftgemisch nicht abkühlen kann. Deshalb geht man dazu über, die
Hauptrohrleitung durch Abgase zu beheizen, oder sie mit der Auspuffleitung zu
vereinigen. Empfehlenswert ist es, bei schweren Brennstoffen die sogenannte
Heißkühlung zu verwenden, d.h. das Kühlwasser unter Druck über die Siedetemperatur
bis zu 180° zu erhitzen.
Vollkommene Verbrennung des gleichmäßigen Schwerölluftgemisches im Motor ist endlich
nur dann möglich, wenn jede Störung des Verbrennungsvorganges durch fremde Einflüsse
vermieden wird. Durch Versuche ist bereits der schädliche Einfluß des Schmieröles
festgestellt worden. Das Schmieröl wird durch die Kolbenringe in den
Verbrennungsraum gebracht. Je kohlenstoffreicher der Brennstoff und je geringer
seine Brenngeschwindigkeit ist, desto störender macht sich das Schmieröl bei der
Verbrennung bemerkbar. Die Verbrennung ist durch Schmierölzutritt schon beim
Benzolbetriebe sehr erheblich verschlechtert und verändert den gesamten
Verbrennungslauf. Noch ungünstiger gestalten sich die Verhältnisse beim
Schwerölbetrieb.
Prof. A. Riedler weist am Schlusse seiner Abhandlung
darauf hin, daß „die wichtige Aufgabe darin besteht, die für den Schwerölbetrieb
der Leichtmotoren gekennzeichneten motor- und wärmetechnischen Bedingungen durch
besondere Ausgestaltung der Motoren und Gemischbilder zu erfüllen, in
planmäßiger Versuchsarbeit und unter sachgemäßiger Vertretung der großen
Erfahrungen der neuesten Zeit im Bau und Betriebe der Motoren. Je schärfer die
Bedingungen erfaßt werden, desto sicherer der Erfolg. Bloße
„Konstruktionsideen“ und die üblichen „Erfindungen“ werden ihn
nicht bringen.“
W.
Wärmetheorie.
Wärmeinhalt der feuchtenLuft. In Heft 29 der Zeitschrift des Vereins deutscher
Ingenieure veröffentlicht W. Schüle ein Diagramm der
Wärmeinhalte feuchter Luft, dessen praktischer Wert für die Berechnung von
Trocknungsanlagen und dergleichen nicht unterschätzt werden darf. Die Ordinate des
Schaubildes ist die Temperatur. Da bei atmosphärischem Druck die Gewichtsmenge
trockenen Sattdampfes, welche 1 kg reine Luft aufnehmen kann, durch den Wärmegrad
eindeutig bestimmt wird, läßt sich zunächst die strichpunktierte Dampfgewichtskurve
aufzeichnen. Der Abstand eines auf ihr liegenden Punktes von der Ordinatenachse gibt
an, wieviel Gramm trockner Dampf in der genannten Luftmenge bei der durch die Lage
des Punktes gekennzeichneten Temperatur enthalten ist. Auch die Wärmemenge, welche
das gesättigte Dampf-Luftgemisch bei gleicher Spannung während des Erhitzens von 0°
bis 100° aufnimmt, ist eine Funktion der Temperatur. Trägt man deren Werte für die
verschiedenen Wärmegrade als Abszissen in das Diagramm ein, so ergibt sich die durch
die Bezeichnung Q 760 kenntliche Kurve. Von ihren
Schnittpunkten mit den Wagerechten durch die in Abständen von 10° auf der Ordinate
angegebenen Teilpunkte verlaufen schräg nach rechts oben Linienzüge. Deren
Bedeutung läßt folgendes Beispiel erkennen: Bei 60° ist der gesamte Wärmeinhalt
eines Gemisches von 1 kg Luft mit trockenem Sattdampf gleich der Entfernung des
Punktes f von der Ordinate. Tritt bei unverändertem
Drucke eine Ueberhitzung bis auf 99° ein, so steigt der Wärmeinhalt. Er kann als
Abstand des Punktes g von der Ordinate aus dem Diagramm
abgegriffen werden. Analoges gilt für die Parallelen zur Linie fg, die somit als Ueberhitzungsgraden bezeichnet werden
können. Die wagerechten Strecken zwischen der Ordinate und dem Linienzug O-a kennzeichnen demnach die von reiner Luft beim
Steigen der Temperatur von 0° bis 100° aufgenommene Wärmemenge. Die im Schaubilde
noch sichtbaren Kurven mit den Bezeichnungen 10 v. H., 20 v. H. usw. geben die
Wärmeinhalte eines ungesättigten Dampf-Luftgemisches an, wenn das Verhältnis
des in einem Kubikmeter desselben enthaltenen Dampfgewichtes zu dem bei
gleicher Temperatur in einem Kubikmeter enhaltenen Sattdampfgewichte gleich 0,1 bzw.
0,2 usw. ist.
Textabbildung Bd. 334, S. 249
Mit Hilfe des Schaubildes lassen sich die verschiedensten
Aufgaben schnell lösen. Will man z.B. wissen, wieviel Gramm Wasser von 0° bei
atmosphärischem Druck 1 Kilogramm Luft von 100° verdampfen kann und wie tief während
des Vorganges die Temperatur sinkt, so bestimmt man zunächst den Wärmeinhalt der
reinen Luft bei 100°. Er ist geich der Entfernung der Ordinaten von Punkt a und muß ebenso groß wie der Wärmeinhalt des
Dampfluftgemisches im Endzustande sein. Zur Feststellung der Temperatur beim
Schlusse der Verdampfung zieht man daher ein Lot von a
bis zum Schnittpunkte b mit der Sättigungskurve Q 760. Die Wagerechte durch b trifft die Ordinate in dem Teilpunkte 30°. Dessen Abstand von der
Dampfgewichtskurve gibt weiterhin an, daß, während die Temperatur der Luft um 70°
sank, 27 Gramm Dampf entstanden sind. Um den Feuchtigkeitsgehalt von gesättigter
Luft zu bestimmen, die von 40° auf 80° bei gleichbleibendem Druck erwärmt wird,
zieht man die Gerade cd. Er sinkt, wie man unschwer
erkennt, bis auf 15 v. H. Erhitzt man gesättigte Luft von 60° bis auf 99°, so ist
ihr Feuchtigkeitsgehalt, wie die Linie fg angibt, noch
20 v. H. Die Temperatur, welche die Luft besitzt, wenn sie nunmehr so viel Wasser
aufnimmt, daß sie bis zu 80 v. H. gesättigt ist, wäre 68° entsprechend der
Senkrechten g – h. Das Wassergewicht ΔG, welches bei dieser Zunahme der Feuchtigkeit
verdampft wird, findet man, wie eine einfache Ueberlegung zeigt, durch Ziehen der
Linie hi in Richtung der Ueberhitzungsgeraden. Es ist
gleich 19 Gramm. Ein bis auf Temperaturen von 350° erweitertes Diagramm, das u.a.
Kurven gleichen Sättigungsgrades und unveränderten Volumens enthält, gibt Schüle fernerhin in dem genannten Heft der Zeitschrift
des Vereines deutscher Ingenieure an.
Beitrag zur Theorie des Trocknens und Dörrens. Es dürfte
ziemlich allgemein bekannt sein, daß beim Trocknen und Dörren die höchste zulässige
Temperatur die wirtschaftlichste ist. Der Grund hierfür ist darin zu suchen, daß die
Wasseraufnahmefähigkeit der Luft rasch mit steigender Wärme zunimmt. Indessen
herrscht vielfach Unklarheit darüber, mit welcher Temperatur die Luft als verbraucht
aus einer Trocknungsanlage ausgestoßen werden soll. Meist wird angenommen, daß es
geboten ist, die Abluft mit möglichst hoher Sättigung bei recht niedriger Temperatur
zu entfernen. E. Höhne untersucht in Heft 35 der Zeitschrift des Vereins dtsch. Ing.
diese landläufige Ansicht auf ihre Richtigkeit und gelangt zu dem Ergebnis, daß sie
nur in ihrem ersten Teile zutreffend ist, eine niedrige Ablufttemperatur aber die
Wirtschaftlichkeit herabsetzt.
Textabbildung Bd. 334, S. 250
Diese Erkenntnis wird in sehr anschaulicher Form durch das auf
Grund wärmetheoretischer Betrachtungen entworfene Schaubild zur Darstellung
gebracht, in welches das bei verschiedenen Sättigungsgraden durch 1 kcal, abgeführte
Wassergewicht über der Temperatur als Abszisse eingetragen wurde. Man sieht, daß
etwa bei 15° der Wärmeaufwand für die Verdunstung am größten ist. Je mehr die
Temperatur den angegebenen Punkt überschreitet, desto wirtschaftlicher gestaltet
sich bei gleichbleibendem Sättigungsgrad das Entziehen von Wasser in einer
Trocknungsanlage. Ferner erkennt man, daß es bei Sättigungsgraden von mehr als 80 v.
H. keine erheblichen Vorteile mit sich bringt, wenn man eine noch höhere Sättigung
anstrebt. Wirtschaftlich günstige und technisch leicht erreichbare Verhältnisse
findet man bei 60 bis 80° C und einem Sättigungsgrad von 60 bis 80 v. H. In
übersichtlicher Weise läßt die Abbildung erkennen, daß die gleiche Wassermenge durch
1 kcal, verdunstet wird bei 40 v. H. Sättigung und 78°, bei 60 v. H. Sättigung und
63°, bei 80 v. H. Sättigung und 54° sowie bei völliger Sättigung und 43°. Durch
weitere Benutzung zeichnerischer Verfahren zeigt Höhne,
daß die Wirtschaftlichkeit des Trocknungsvorganges mit zunehmendem Gesamtdruck von
Dampf und Luft sinkt. Dies Ergebnis seiner Untersuchungen dürfte zur Klärung der
Frage beitragen, ob es sich empfiehlt, bei normalem Barometerstande, im Vakuum oder
mit künstlich erzeugter Druckluft zu trocknen. Ferner ist der Nachweis von
Wichtigkeit, daß es als falsch betrachtet werden muß, wenn man die Dörrluft einmal
vorwärmt, sie dann Wasser aufnehmen läßt und als verbraucht ausstößt.
Wirtschaftlicher ist es, sie nach einmaliger Benutzung bei ihrem Gange durch
das Dörrgut stufenweise nachzuwärmen. Zum Schluß seiner Darstellung zeigt Höhne, in welcher Weise sich unter Anwendung graphischer
Methoden Tafeln entwerfen lassen zur Bestimmung des Sättigungsgrades feuchter Luft
auf Grund der Psychrometerablesungen. Er weist nach, daß man mit ihrer Hilfe zu
genaueren Ergebnissen gelangt als bei Verwendung von Tafeln, die nach der Sprungschen oder Wolfschen
Formel berechnet wurden. Nach richtigen Gesichtspunkten hergestellte Psychrometer
sind als ziemlich zuverlässige Vorrichtungen zur Bestimmung des Sättigungsgrades
feuchter Luft zwischen 0° und nahezu 100° zu betrachten. Sie verdienen mehr
Vertrauen als Haarhygrometer, da bei diesen die wichtigsten Bestandteile, nämlich
die Haare, in industriellen Betrieben leicht verschmutzen und dann ungenau zeigen.
Allerdings macht die Handhabung der Psychrometer besondere Sorgfalt und Sachkenntnis
erforderlich. Es darf z.B. das trockene Thermometer nicht weniger als 10 bis 12 cm
vom feuchten abstehen, damit es nicht durch die tiefe Temperatur des letzteren
beeinflußt wird. Die Bretter, auf denen die Thermometer befestigt sind, sollen unter
den Kugeln durchbrochen sein, um diese der Luftströmung im hinreichenden Maße
auszusetzen. Die Kugeln des feuchten Thermometers müssen mindestens 2 bis 3 cm über
dem Wassertrog angebracht werden, damit das durch den Docht aus dem Behälter
angesogene Wasser, wenn es eine andere Temperatur hat, als die umgebende Luft, das
nasse Thermometer nicht zu unrichtigem Anzeigen veranlaßt. Außerdem ist es
wünschenswert, daß das Befeuchtungswasser im Trog ungefähr dieselbe Temperatur wie
die zu untersuchende Luft besitzt. Deshalb darf der Standort eines Psychrometers
nicht rasch gewechselt werden. Endlich ist noch zu beachten, daß die verwendeten
Dochte oft ausgewechselt werden müssen und nicht zu dick sind, da sie sonst
isolierend wirken.
Schmolke.
Gastechnik.
Industrielle Gewinnung von Helium. Das Helium, das zuerst im Jahre 1868 im Sonnenspektrum
entdeckt und erst vor etwa 25 Jahren auch als Bestandteil irdischer Stoffe erkannt
wurde, zählte bisher zu den seltenen Gasen. Es ist neben anderen sogenannten
Edelgasen in sehr geringer Menge in der atmosphärischen Luft vorhanden und wurde
bisher nur aus Cleveit, Uranit und anderen seltenen Mineralien auf recht mühselige
Weise in einer Menge von wenigen Litern hergestellt, so daß die physikalischen und
chemischen Eigenschaften dieses Gases näher erforscht werden konnten. Die
hervorstechendsten Eigenschaften des Heliums sind seine niedrige Dichte und seine
chemische Indifferenz. Nächst dem Wasserstoff ist das Helium das leichteste Gas, das
wir kennen, und da es außerdem nicht brennbar ist, wäre es ein ideales Füllgas für
Luftschiffe. Die Möglichkeit der Verwendung des Heliums für diesen Zweck wurde schon
vor einer Reihe von Jahren erkannt, doch scheiterte die praktische Ausführung dieses
Planes bisher an der Seltenheit und dem hohen Preis des Gases.
Nach Mitteilungen aus Amerika hat man sich dort mit diesem Projekt während des
Krieges eifrig beschäftigt, um mit einem mit Helium gefüllten Riesenluftschiff den
Ozean zu überqueren und einen Luftangriff auf Deutschland zu unternehmen. Die
Herstellung großer Mengen von Helium soll auf einem verhältnismäßig einfachen Wege
geglückt sein, so daß die Herstellungskosten des Gases nicht übermäßig hoch sind
(sie sollen etwa 14 M für 1 m3 betragen). Als
Ausgangsmaterial für die Gewinnung des Gases dient heliumhaltiges Naturgas. Die
amerikanischen Erdölgebiete sind bekanntlich auch sehr reich an Naturgasquellen;
einzelne dieser Quellen enthalten im Durchschnitt 1 v. H. Helium. Das Naturgas von Dexter (Kansas)
soll sogar 1,84 v. H. Helium enthalten. Durch Verbrennen des Naturgases erhält man
ein Gasgemisch, das aus Kohlensäure, Stickstoff, Helium und Wasserdampf besteht. Die
Trennung des Heliums von diesen Gasen bereitet keine besonderen Schwierigkeiten, so
daß die Herstellung reinen Heliums auf diesem Wege wohl möglich ist. Die
Einzelheiten des Verfahrens wurden von dem bekannten amerikanischen Metallurgen Cottrell ausgearbeitet, dem dafür die Perkin-Medaille
verliehen wurde. Die von der amerikanischen Regierung errichteten Anlagen sollen
täglich bis zu 50000 cbf (= 1415 m3) Helium
erzeugen können; hierzu muß die hundertfache Menge Naturgas täglich verbrannt
werden, wenn der Heliumgehalt des Naturgases 1 v. H. beträgt. Die Trennung des
Heliums von den Verbrennungsgasen erfolgt wahrscheinlich durch deren Verflüssigung,
wobei das Helium und andere Edelgase, die erst bei äußerst tiefen Temperaturen in
den flüssigen Zustand übergehen, gasförmig bleiben. Man erhält so ein Rohgas, das
neben Helium noch die beiden Edelgase Argon und Neon enthält; auch diese Begleiter
lassen sich von dem Helium mit Hilfe der Verflüssigung und nachfolgender
fraktionierter Destillation abscheiden. Die Verbrennung des Naturgases liefert
jedenfalls die zum Antrieb der Kompressoren und Kältemaschinen erforderliche Energie
oder doch einen Teil davon.
Die Verwendung von Helium als Füllgas für Luftschiffe ermöglicht sehr wesentliche
konstruktive Verbesserungen, die bisher mit Rücksicht auf die Explosionsgefahr bei
Verwendung von Wasserstoff nicht durchführbar waren. Man wird bei mit Helium
gefüllten Luftschiffen z.B. die Maschinengondeln in das Innere des Luftschiffkörpers
verlegen können, wodurch eine beträchtliche Verminderung des Luftwiderstandes und
eine dementsprechend größere Geschwindigkeit erzielt wird. Diesem Vorteil gegenüber
macht es wenig aus, daß die Dichte des Heliums doppelt so groß als die des
Wasserstoffs ist, wodurch sich der Auftrieb eines Heliumluftschiffs um etwa 7,5 v.
H. niedriger als der eines Wasserstoffballons von gleichem Rauminhalt stellt. Dazu
kommt, daß alle Vorkehrungen gegen Feuer- und Explosionsgefahr bei der Verwendung
von Helium als Füllgas entbehrlich werden.
Auch bei uns in Deutschland liegt die Gewinnung von Helium in größerem Maßstab
durchaus im Bereich der Möglichkeit. Zwar besitzen wir keine heliumhaltigen
Erdgasquellen wie Amerika, doch sind die aus zahlreichen deutschen Mineralquellen
ausströmenden Oase heliumhaltig, so namentlich die Gase der Thermalquellen von
Wildbad, die einen Heliumgehalt von 0,71 v. H. aufweisen.
Sander.
Werkstattstechnik.
Frauenarbeit zeigte sich während des Krieges wie
anderwärts auch in den Diskus werken Frankfurt a. M. notwendig als Ersatz für
Männerarbeit. Die Einstellung der Frauen war ohne Betriebstörung möglich durch
weitgehende Unterteilung der Bearbeitungsgänge und durch weitgehende Anwendung des
Flächenschleifens nach Lehren, die Schlosserarbeiten meist überflüssig machten.
Breite, ebene Flächen wurden mit dem Schleifriemen, geformte Flächen auf einer
Sonderschleifmaschine mittelst einer Topfscheibe nach dem von den Fräsmaschinen her
bekannten Kopierverfahren bearbeitet. Ferner wurden neben mechanischen Hebezeugen,
die mit Zangen, Haken und ähnlichen Anhängevorrichtungen arbeiten, noch für
Sonderzwecke elektromagnetische Hebezeuge ausgiebig benutzt, die gerade für die
Frauen große Erleichterungen brachten. Die Hebezeuge beider Arten hängen an kleinen,
leicht auf Hängebahnen verfahrbaren Katzen. Endlich wurde der Fabrikpflege erhöhte
Aufmerksamkeit gewidmet, und auf Grund gemachter Beobachtungen verbesserte
Arbeitsbedingungen durchgeführt. Die physischen Berufseigenschaften wurden
durch allgemeine Belehrungen über das Verhalten in der Werkstatt, Belehrungen über
den Betrieb der Maschinen und die Behandlung der Werkzeuge gesteigert.
Die Anzahl der Frauen stieg sprunghaft bis auf 90 v. H. der Männer. Die Firma konnte
trotzdem alle vorkommenden Aufträge bestens erledigen. (Werkstattstechnik 1919, Heft
12.)
Werkzeugmaschinen für unmittelbaren Antrieb von der
Transmission bringen folgende Vorteile: 1. Anbringung von Laufkränen bei
mäßiger Stockwerkshöhe, 2. gute Raumausnutzung und keine Verdunkelung der Werkstatt
durch die wagerechten Riemen zwischen Transmission und Vorgelege, 3. schnelle,
billige Aufstellung der Werkzeugmaschinen, 4. Riemenersparnisse, 5. weniger Wartung
von Triebwerksteilen. Der Einscheibenantrieb gestattet den unmittelbaren Antrieb von
der Transmission her ohne weiteres, weil die Abstellvorrichtungen und der
Geschwindigkeitswechsel an der Maschine selbst, angebracht sind. Zur Raumausnutzung
soll man dann die kurzen Werkzeugmaschinen quer zur Transmission mit
halbgeschränktem Riementrieb, die langen Werkzeugmaschinen parallel zur Transmission
aufstellen. Man erhält dann ziemlich breite Gänge zwischen den Maschinen. Die beste
Umlaufzahl für die Transmission ist 250 in der Minute. Die Möglichkeit, Maschinen
mit Stufenscheiben anzutreiben, die unmittelbar auf der Transmission lose sitzen und
mit Reibungskupplungen ein- und ausgeschaltet werden, befriedigt nicht immer. Besser
ist der Weg, das Vorgelege auf die Maschinen selbst zu setzen, was natürlich schon
vom Konstrukteur vorgesehen sein muß, da es sich später nicht oder nur schwer
ermöglichen läßt. Bei Hobelmaschinen müßte das Vorgelege auf die Ständer der
Maschine gesetzt werden, bei Shapingmaschinen mit schwingender Kurbelschleife
empfiehlt sich ein Räderkasten. Bei Drehbänken, Abstechbänken, Revolverdrehbänken
läßt sich die Verwendung eines Vorgeleges nicht umgehen. Höchstens kann man es auf
einen besonderen Ständer setzen. Bei Senkrechtdrehbänken muß man das
Stufenscheibenvorgelege am Fuß der Maschine anzubringen versuchen. Bohrmaschinen
sind vielfach schon mit Einscheibenantrieb versehen und haben eine Stufenscheibe am
unteren, die andere am oberen Ende des Ständers. Wagrechtfräsmaschinen werden wie
Drehbänke zu behandeln sein. Sie werden, wie diese, vielfach mit Einscheibenantrieb
und Räderkasten gebaut. Der Stufenscheibenantrieb dürfte sich aber billiger stellen.
Bei Rundschleifmaschinen war bisher das Deckenvorgelege üblich. Es muß versucht
werden, wie bei den Amerikanern, den Geschwindigkeitswechsel und den Antrieb der
verschiedenen Bewegungen in die Maschinen selbst zu verlegen. Flächen- und
Werkzeugschleifmaschinen brauchen vorläufig noch ein Deckenvorgelege. Im ganzen
genommen ist der Antrieb nur bei wenigen Werkzeugmaschinen noch durch ein
Deckenvorgelege unbedingt notwendig. (Werkstattstechnik 1919, Heft 13 und 14.)
Zur Beseitigung alter Maschinenfundamente kommt als einzig
wirtschaftliche Arbeit nur die Sprengung in Frage. Es ist deswegen zweckmäßig,
ähnlich wie bei den Brückenpfeilern, auch bei Fundamenten von vornherein gleich
Sprengkammern anzubringen, die dann bei der späteren Beseitigung mit Sprengstoff
gefüllt und mit Gips verdämmt werden. Man stampft am einfachsten bei der Herstellung
der Fundamente aus Beton eingefettete Rundhölzer von 35 bis 40 mm ein, deren
Ende so gelegen ist, daß es als Mittelpunkt eines Zerstörungsradius von 1 m gelten
kann. Bei größeren Fundamenten soll man statt der Rundhölzer Vierkanthölzer von 15 ×
15 cm Stärke nehmen, deren Ende dann einem Zerstörungsradius von 2 m entsprechen würde.
Die eingestampften Löcher können auch durchgehen und zur Durchleitung von Kabeln
usw. benutzt werden. Vor der Sprengung selbst müssen alle irgend wie entfernbaren
Eisenteile wenn nötig mit dem autogenen Schneidapparate beseitigt werden, damit sie
nicht bei der Sprengung weit herumfliegen und der Umgebung gefährlich werden.
Fenster sind zu öffnen oder ganz auszuhängen, Glasdächer am besten abzudecken.
(Werkstattstechnik 1919, Heft 15.)
Prg.
Elektrotechnik.
Große Turbodynamos. In den Vereinigten Staaten ist der Bau
von Turbodynamos von 30000 kW Leistung und darüber keine Seltenheit mehr. Die Westinghouse Electric Co., Pittsburg, hat bereits 14
Turbodynamos von 30000 bis 70000 kW Leistung abgeliefert, von denen ein Teil bereits
mehr als ein Jahr in Betrieb ist. Die Turbodynamos sind als Verbund-Dampfturbinen
mit zwei Gehäusen ausgebildet. Die Hochdruckturbine macht 1500 Umdr./min., die
Niederdruckturbine 750 Umdr./min. Bei 14,4 at Dampfdruck und 98,5 v. H. Luftleere
leisten die Turbinenanlagen 30000 kW.
Für das Kraftwerk der Commonwealth Edison Co., Chicago,
wurde eine Dampfturbine geliefert, die bei 15,5 at Dampfdruck und 1200 Uml./min.
etwa eine Leistung von 35000 kW abgibt. Sie ist als Tandem-Verbundturbine gebaut,
deren Hochdruckteil als Dampfturbine mit doppelter Dampfströmung ausgeführt ist. Bei
dieser Turbine haben sich im Betriebe Störungen an der Labyrinthdichtung der
Niederdrucktrommel bemerkbar gemacht. Die Ursache war darin zu suchen, daß die
Gehäuseausdehnung zu wenig berücksichtigt war. Die Turbinenanlage wurde fast ohne
Unterbrechung bis zu 40000 kW belastet.
Bei einer 40000 kW-Verbund-Turbodynamo, die seit 1917 in Betrieb ist, arbeitet die
Hochdruckseite mit 1800, die Niederdruckseite mit 1200 Uml./min. Die Turbinenanlage
hat mit 30000 bis 40000 kW mittlerer und bis zu 50000 kW Höchstbelastung regelmäßig
gearbeitet. Durch Warmlaufen eines Hauptlagers trat eine Senkung der Trommelachse
ein, wodurch die Schaufelung beschädigt wurde. Es war notwendig, die Spielräume
nachzustellen und Ausgleichgewichte für das verlorene Schaufelgewicht anzubringen.
Die Turbinen dieser Bauart nehmen Belastungen bis herab zu 5000 kW ohne Störung auf
und halten Spitzenbelastungen von kurzer Dauer bis zu 50000 kW aus.
Die größte Leistung besitzt eine 60000 kW-Verbund-Turbodynamo der Interborough Rapid Transit Co., New York. Es sind hier
ein Hochdruckgehäuse und zwei Niederdruckgehäuse jedes für sich angeordnet. Von
diesem Turbinenaggregat ist im April 1918 die eine Niederdruckturbine mit
Hochdruckdampf in Betrieb gesetzt worden, darauf folgte im August 1918 die
Hochdruckturbine, an welche die vorhandene Niederdruckturbine angeschlossen wurde,
erst im Oktober 1918 kam auch die zweite Niederdruckturbine in Betrieb. Im
regelmäßigen Betriebe hat die Turbinenanlage bereits Belastungen bis zu 61000 kW
aufgenommen. Jede der drei Einzelturbinen ist als Ueberdruckturbine für 1500
Uml./min. gebaut und mit einem Drehstromgenerator von 11000 V bei 25 Per./sek.
gekuppelt. Bei 40000 kW Belastung tritt der Dampf mit 14,7 at abs. und 260° C in den
Hochdruckteil und mit 2 at abs. und 121° C in die beiden Niederdruckturbinen ein.
Die gesamte Turbinenanlage bedeckt eine Grundfläche von 15,2 × 18,8 m. Beim Versagen
der einen Niederdruckturbine wird verhindert, daß die andere Niederdruckturbine den
ganzen Abdampf der Hochdruckturbine aufnimmt. Zu diesem Zwecke ist in die
Abdampfleitung der Hochdruckturbine ein Ueberdruckventil eingebaut, das in
Tätigkeit tritt, wenn die Leistung der Niederdruckturbine 30000 kW überschreitet. Im
Falle einer Störung an der Hochdruckturbine erhalten die beiden Niederdruckturbinen
selbsttätig Frischdampf, sobald die Umlaufzahl um eine bestimmte Größe gesunken ist.
Wenn die beiden Niederdruckturbinen versagen, strömt der Abdampf der
Hochdruckturbine ins Freie. Die Turbinenanlage hat vier Oberflächenkondensatoren mit
etwa 9300 m2 Kühlfläche. (Mechanical Engineering,
April 1919.)
W.
Telephonieversuche mit Luftschiff „Bodensee“. Am
24. 9. wurden während einer Fahrt des Luftschiffes „Bodensee“ von
Friedrichshafen nach Berlin Reichweitenversuche mit drahtloser Telephonie
unternommen. Auf dem Luftschiff befand sich ein Telephonie-Röhrensender mit einer
Antennen-Energie von 10 Watt, welcher an einem einfachen Luftdraht von 40 m Länge
angeschlossen war. Die Gegenstation von gleicher Größe befand sich in Nürnberg und
benutzte die Antennenanlage der dort befindlichen Heimatfunkenstation. Der
gegenseitige Verkehr begann, als das Luftschiff in 400 m Höhe über Nürnberg
hinwegflog, eine Höhe, die fast während der ganzen Fahrt beibehalten wurde. Die
Sprechverständigung war beiderseitig stets einwandfrei. Es konnte aber leider die
größte Entfernung, auf die eine Verständigung möglich ist, nicht ermittelt werden,
da die Luftschiffstation über Plauen die für die Schiffsleitung benötigten
Wettermeldungen entgegennehmen und daher die Entfernungsversuche abbrechen mußte.
Berücksichtigt man die aufgewendete Sendeenergie von nur 10 Watt, und die kleinen
Abmessungen der verwendeten Luftleitergebilde, so muß man die auf der Strecke
Nürnberg-Plauen überbrückte Entfernung von 140 km als außerordentlich
bezeichnen.
Da ja nun in diesem Falle die Versuche nicht einmal bis zur äußersten
Verständigungsmöglichkeit ausgedehnt wurden, so ist wohl ohne weiteres ersichtlich,
daß bei Verwendung größerer Antennen und Sendeenergieen auch die deutsche drahtlose
Telephonie Resultate zeitigen dürfte, die keinen Vergleich mit den aus dem Auslande
berichteten Erfolgen auf diesem Gebiete zu scheuen haben.
Wasserkraftmaschine.
Die Kaplan-Turbine. Im D. p. J. Bd. 333, Seite 130, 1918
wurde bereits über Versuche mit Kaplan-Turbinen berichtet. Nach den Ausführungen des
Erfinders Prof. Dr. Kaplan in Brunn in der Zeitschrift
„Die Wasserwirtschaft“ Nr. 6, 1918 sind die in der genannten Zeitschrift
(1917, Heft 23 u. f.) mitgeteilten Angaben über die Bremsergebnisse der
Kaplan-Turbine irreführend. Die Versuche wurden mit Laufrädern ausgeführt, deren
Beschaufelung nicht entsprechend den Angaben des Erfinders ausgeführt waren.
Am 22. Juni 1919 wurden nun Abnahmeversuche an einer Kaplan-Turbine ausgeführt, die
nach den Angaben des Erfinders gebaut ist. Sie ist für eine Spinnerei in Velm in
Niederösterreich bestimmt. Die Turbine mit wagerechter Welle ist in einer offenen
Wasserkammer eingebaut für etwa maximal 1400 l/sek. bei einem Gefälle von ungefähr 3
m. Die Ausführung der Turbine samt Zubehör stammt aus der Stahlgießerei und
Maschinenfabrik Storek in Brunn. Durch den Einbau des
Meßüberfalles im Unterwassergraben, etwa 1,70 m vom Wasserauslauf aus dem
Saugrohrkrümmer angebracht, war das Gefälle vermindert und betrug während der
Messungen bei voller Beaufschlagung rund 2,30 m und bei halber Beaufschlagung etwa
2,50 m. Die überfließende Wassermenge wurde nach der Formel von Freese berechnet. Der Bremszaun mit Dreipunktzentrierung
arbeitete störungsfrei. Die Umlaufzahl wurde durch ein Hornsches Handtachometer
festgestellt. Besonders wurde bei diesen Versuchen, die von Prof. Budau, Wien, ausgeführt wurden, nachgeprüft, ob der bei
den früheren Versuchen bei halber Beaufschlagung von 500 1/sek. erhaltene
Wirkungsgrad von 85 v. H. wirklich vorhanden sei, gegenüber einem Wirkungsgrad von
84 v. H. bei voller Beaufschlagung von etwa 1000 1/sek. Ein so hoher Wirkungsgrad
bei einer so stark verminderten Beaufschlagung und einer hohen spezifischen Drehzahl
von etwa 800 ist ein überraschendes Ergebnis. Um keinen Zweifel an dem Ergebnis
aufkommen zu lassen, wurden die Versuche wiederholt, wobei sich wieder der gleiche
Wirkungsgrad ergab. Es ist somit kein Grund mehr vorhanden, die gefundenen Resultate
anzuzweifeln, und somit trifft einer der ärgsten Vorwürfe, die man gegen Turbinen
mit derartig hoher spezifischer Drehzahl erheben konnte, nämlich bei kleiner
Beaufschlagung stark abnehmenden Wirkungsgrad zu haben, zu mindestens bei dieser
Ausführungsart der Kaplan Turbine nicht zu. (Die Wasserwirtschaft Nr. 14, 1919.)
W.
Wirtschaft.
Normalspannungen. In der Jahresversammlung des Verbandes
deutscher Elektrotechniker vom 27. September 1919 sind für die Betriebsspannung
elektrischer Anlagen über 100 V bis zu 100000 V Normen angenommen worden, die der
nächsten Jahresversammlung in Stuttgart zur Beschlußfassung vorgelegt werden sollen.
Als Betriebsspannung wird diejenige Spannung bezeichnet, die in leitend
zusammenhängenden Netzteilen an den Klemmen der Stromverbraucher im Mittel vorhanden
ist. Als Stromverbraucher gelten außer Lampen, Motoren usw. auch Primärwicklungen
von Transformatoren. Die bisher herrschende Systemlosigkeit bei der Wahl der
Spannung für elektrische Anlagen brachte den großen Nachteil mit sich, daß
Maschinen, Transformatoren und Apparate jeweils besonders angefertigt werden mußten,
wodurch eine Verzögerung und Verteuerung der Lieferung herbeigeführt wurde, auch
wurde durch sie der Zusammenschluß benachbarter Anlagen in vielen Fällen erschwert.
In den meisten Fällen bestand kein zwingender Grund, die gerade gewählte
Betriebsspannung zu verwenden, weil dieselbe Wirtschaftlichkeit auch mit einer
etwas abweichenden Spannung erreicht werden konnte und ist es, um eine Besserung für
die Zukunft herbeizuführen, nur notwendig, dem projektierenden Ingenieur eine
bestimmte Auswahl normaler Betriebsspannungen an die Hand zu geben. Durch die
Normalisierung erreicht die gesamte Elektrotechnik den Vorteil, daß eine
einheitliche Herstellung ermöglicht wird, daß die Lagerhaltung und der Ersatz
erleichtert werden, ferner wird der spätere Zusammenschluß benachbarter Anlagen in
vielen Fällen ohne weiteres möglich sein, wo bis jetzt infolge der Wahl etwas
abweichender Spannungen Schwierigkeiten entstanden. Die Vorteile der Normalisierung
bestehen sowohl für den Verbraucher als auch Hersteller elektrischen Materials.
Spart Brennstoffe! Unter diesem Leitwort veranstalten der
Verein deutscher Ingenieure und die Vereinigung der Elektrizitätswerke vom 29.
Oktober bis 1. November d. J. im großen Saal des Ingenieurhauses, Sommerstr. 4 a,
eine Vortragsfolge über Brennstoff Wirtschaft. Die Vorträge sollen zeigen, wie mit
einfachen, zurzeit zu Gebote stehenden Mitteln der Brennstoffnot vorzubeugen ist und
dem Volksvermögen erhebliche Werte erhalten werden können. Die Vorträge behandeln
folgende Fragen: Mittel und Wege zur besseren Ausnutzung unserer Brennstoffe;
Grundlage der Brennstoffkunde; Kohlenkrisis und Transportfrage; Verbesserung der
Wärmewirtschaft durch Abwärmeverwertung bei Dampfkraftanlagen, bei
Verbrennungskraftanlagen und Groß Oelmaschinenanlagen; Wärmemessung bei
Dampfkraftanlagen und bei Verbrennungskraftanlagen; Verwertung und Nutzbarmachung
minderwertiger Brennstoffe; Wärmefortleitung; Brennstoffwirtschaft im Haushalt und
in den Städten; wärmewirtschaftliche Kupplung städtischer Werke mit privaten
Fabrikbetrieben.
Personliches.
Am 14. Oktober ist Geh. Reg.-Rat Dr.-Ing. E. h. und Dr. phil. h. c. Wilhelm v. Siemens im Alter
von 64 Jahren gestorben. Die Schriftleitung wird im nächsten Heft eine eingehende
Würdigung dieses bedeutenden Mannes bringen.