Titel: Siemens' regenerirender Condensator für Hoch- und Niederdruckdampfmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1852, Band 123, Nr. XL. (S. 249–261)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj123/ar123040

XL. Neuer regenerirender Condensator für Hoch- und Niederdruck-Dampfmaschinen, welchen sich der Civilingenieur C. W. Siemens zu Birmingham für England patentiren ließ.43)

Aus dem London Journal of arts, Nov. 1851, S. 499.

Mit einer Abbildung auf Tab. IV.

Der Condensator einer Dampfmaschine hat den Zweck, den Treibcylinder gänzlich von Dampf zu befreien, nachdem dieser auf den Kolben gewirkt hat. Dieß geschieht dadurch, daß man den benutzten Dampf in einen verschlossenen Raum leitet, der eine verhältnißmäßig große Oberfläche von kalten Substanzen hat, welche die latente Wärme des Dampfes absorbiren und ihn daher zu einer Flüssigkeit verdichten. Gewöhnlich wird kaltes Wasser zu diesem Zweck angewendet, und es wird dasselbe in unmittelbare Berührung mit dem Dampf gebracht, wie z.B. bei dem Watt'schen Einspritz-Condensator, oder es wirkt mittelst metallener Wände, wie bei dem Oberflächen-Condensator von Hornblower, der von Hall und Anderen verbessert wurde.

Die mehr oder minder vollkommene Kondensation des Dampfes hängt 1) von dem Nichtvorhandenseyn von Luft in dem Condensator, und 2) von der Temperatur ab, bei welcher die Condensation stattfindet.

Um eine vollständige Luftleere hervorzubringen, müßte das Wasser den Condensator mit etwa 32° F. (0° R.) verlassen, oder es müßte |250| als Eis hineingebracht werden. Gewöhnlich hat aber das condensirende Wasser eine Temperatur von 60° F. (12°, 44 R.) und verläßt den Condensator mit etwa 110° F. (34°,6 R.); letztere Temperatur veranlaßt eine bleibende Dampfatmosphäre von 2,5 Zoll Quecksilber, oder mit andern Worten eine Luftleere von 27,5 Zoll unter dem atmosphärischen Druck von 30 Zoll. Wird weniger Condensationswasser angewendet, so erreicht es eine verhältnißmäßig höhere Temperatur und es wird eine minder vollständige Condensation bewirkt. Bei 212° F. (80° R.) würde der Druck des unverdichteten Dampfes gleich demjenigen der Atmosphäre seyn, so daß der Zweck des Condensators gänzlich vereitelt wäre.

In allen den Fällen, wo man daher nicht viel Condensationswasser zur Verfügung hat, oder wo die Hitze des von der Maschine verwendeten Dampfes noch benutzt werden soll, betreibt man die Maschine ohne Condensation (oder mit Hochdruckdampf), wobei aber der effective Druck von fast einer Atmosphäre auf den Treibkolben geopfert wird. Der regenerirende Kondensator, welcher den Gegenstand dieser Abhandlung bildet, verhindert diesen Verlust an Wärme in dem einen Falle und den Verlust an mechanischer Wirkung in dem anderen Falle; denn er besitzt die Eigenthümlichkeit, das condensirende und condensirte Wasser auf die ursprüngliche Temperatur des Dampfes zurückzuführen, d.h. auf diejenige, welche er beim Ausströmen aus dem Treibcylinder hatte (die gewöhnlich 80° R. beträgt), und bewirkt dessenungeachtet eine wirksame Luftleere.

Fig. 13 zeigt einen senkrechten Durchschnitt des regenerirenden Condensators einer Hochdruckmaschine von zehn Pferdekräften. Er besteht aus einem senkrechten viereckigen Kasten a von Gußeisen, dessen unteres Ende b cylindrisch ist und einen Treibkolben enthält. Der Kasten enthält senkrechte Metallplatten, welche parallel neben einander stehen und Zwischenräume von nicht weniger als 1/16 Zoll haben. Das obere Ende des Condensators steht einerseits mit der Exhaustions- oder Entleerungsröhre e der Maschine, und andererseits mit dem Warmwasserbehälter f mittelst eines Ventils g in Verbindung. Ein Aufhalter h verhindert das Oeffnen des Ventils über eine gewisse Entfernung, damit es sich augenblicklich wieder schließen kann. Die Metallbleche d sind durch fünf oder mehrere schwache Bolzen aneinander befestigt, und zwischen ihnen liegen kleine Scheiben, welche sie in gehöriger Entfernung von einander halten. Hebt man den Condensatordeckel i ab, so können diese Bleche leicht herausgenommen und gereinigt werden. Unmittelbar |251| unter den Blechen tritt ein Einspritzrohr k in den Condensator; es ist mit einem kleinen Luftgefäß l und mit einem Hahn zur Regulirung versehen.

Die Wirkung dieses Condensators ist folgende: dem Treibkolben wird die Bewegung von der Dampfmaschine mitgetheilt, und zwar so, daß er zwei Züge macht, während der Dampfkolben einen vollendet. In dem Augenblick, wo sich die Entleerungsröhre der Maschine öffnet, sind die Bleche d gänzlich im Wasser eingetaucht, von welchem ein kleiner Theil in die Röhre a über die Bleche tritt und nebst der daselbst befindlichen Luft, mittelst des Dampfstromes, durch das Ventil g in das Warmwassergefäß geführt wird, wo das Wasser bleibt, während der überschüssige Dampf in die Luft ausströmt. Einen Augenblick, nachdem die theilweise Entleerung des Dampfcylinders begonnen hat, tritt das Wasser zwischen die Bleche d zurück, so daß der Dampf in die Zwischenräume treten kann und sich dort condensirt. Die aus dem Wasser hervortretenden obern Kanten der Bleche sind mit Dampf von atmosphärischem Druck umgeben, und indem sie einen Theil davon condensiren, erlangen sie sehr bald die Temperatur des Dampfes, d.h. ungefähr 210° F. (79° R.).

Die theilweise Condensation vermindert die Dichtigkeit und die Temperatur des zurückbleibenden Dampfes, welcher zu seiner weitern Condensation vermehrter und kälterer Oberflächen bedarf. Diese gewähren die weiter aus dem Wasser hervortretenden Theile der Metallbleche. Während der Zeit, in welcher das Wasser die Bleche verläßt, ist der größere Theil des Dampfes verdichtet. Die Condensation des noch bleibenden Theils von dem Dampfe, könnte nicht so schnell mittelst der Metalloberflächen bewirkt werden; da aber der Kolben c zu sinken fortfährt, so kommt der Dampf in unmittelbare Berührung mit dem Strahl kalten Wassers aus der Einspritzröhre k, was die Luftleere auf dieselbe Art wie bei einem gewöhnlichen Einspritz-Condensator vollendet. Das Luftgefäß l, welches mit der Einspritzröhre verbunden ist, hat den Zweck, die Einspritzwasser aufzunehmen, wenn das Wasser zwischen die Bleche aufgestiegen ist, und dasselbe mit steigender Stärke in den Condensator zu drängen, wenn es erforderlich ist die Luftleere zu vervollständigen.

Obgleich dieser Condensator in strenger Folge wirkt, so wird das ununterbrochene Zuströmen des Dampfes aus dem Cylinder doch nicht gehemmt, und er vollendet die Luftleere, wenn der Treibkolben der Maschine nur 1/10 von seinem Laufe vollbracht hat. Sowohl die Maschinenkurbel, |252| als die den Condensator treibende Kurbel befinden sich in demselben Augenblicke in gleicher Höhe; aber letztere vollendet ihre Umdrehung in der Hälfte der Zeit, in welcher sich die Maschinenkurbel umdreht; wenn daher der Treibcylinder nur 1/10 von seinem ganzen Zuge gemacht hat, so wird die Condensatorkurbel fast die Hälfte ihres Laufs vollendet haben, und es wird der ganze Condensationsproceß bewirkt seyn. Der größte Theil der latenten Wärme des Dampfes wird von den Blechen aufgenommen, deren obere Enden auf etwa 210° F. (79° R.) und die untern Enden etwa auf 150° F. (52°,4 R.) erwärmt seyn werden.

Indem das Wasser zwischen den Blechen während des letzten Zehntels des Kolbenlaufs wieder in die Höhe geht, absorbirt es deren Wärme auf eine ähnliche stufenweise Art (indem es zuerst über die kältern, und nach und nach über die wärmern Theile ihrer Oberflächen geht), und entweicht zuletzt in den obern Dampfdurchgang auf einer dem Siedepunkt nahen Temperatur, in welchem Augenblick neuerdings Dampf aus dem Cylinder strömt, der das Wasser wie oben beschrieben, in das Warmwassergefäß schafft und seine Temperatur vollends bis auf den Siedepunkt erhöht.

Zur Bewegung des Condensatorkolbens wurden mehrere Bewegungsmittheilungen versucht, unter denen eine Kniehebel-Verbindung, welche unmittelbar von dem Balancier der Maschine getrieben wird, wie m Fig. 13 zeigt, die zweckmäßigste seyn dürfte.

Die Menge des Wassers, welches in diesem Condensator erforderlich ist um 1 Pfd. Dampf von atmosphärischem Druck zu condensiren, die anfängliche Temperatur des condensirenden Wassers zu 60° F. (12°,4 R.), die schließliche Temperatur zu 210° F. (79° R.) und die latente Wärme des Dampfes zu 212° F. (80° R.) bei 960 Einheiten angenommen – beträgt 960/(210 – 60) = 6,6 Pfd. Wasser um 1 Pfd. Dampf zu condensiren. Dagegen erfordert der gewöhnliche Einspritz-Condensator, wenn man annimmt daß das condensirende und condensirte Wasser mit 110° F. (34°,6 R.) ausströmt,

[960 + (212 – 110)]/(110 – 60) = 21,2 Pfd.

Bei einer Locomotive oder einer andern Hochdruckmaschine, wo der Dampf mit einem Druck von etwa 30 Pfd. über den atmosphärischen Druck aus dem Cylinder strömt, ließe man zwei Drittel unverdichtet |253| entweichen und erhielte eine Luftleere mit nur 66/3 = 2,2 Pfd. condensirendem Wasser für 1 Pfd. Dampf welches durch den Cylinder ging.

Die geringe Menge des erforderlichen Condensationswassers macht diesen Condensator bei Maschinen in fast jeder Localität anwendbar; auch war man bemüht den Apparat so leicht und compendiös als möglich zu machen.

Die Vortheile, welche seine Anwendung bei Hochdruckmaschinen gewährt, sind folgende:

1) Es wird an Effectivkraft gewonnen, was sich durch die Luftleere erklärt; der Erfinder schlägt diesen Gewinn zu 20 Proc. an.

2) Es wird an Wärme zur Dampferzeugung erspart, indem den Kesseln siedendheißes Speisewasser zugeführt wird. Der Rest des heißen Wassers kann sehr vortheilhaft zur Erwärmung von Gebäuden, in Färbereien etc. verwendet werden. Man kann dieß zu 15 Proc. anschlagen.

3) Der nicht verdichtete Dampf läßt sich zum Hervorbringen eines Zugs in den Essen oder zu andern Zwecken verwenden.

4) Der Treibkolben entzieht der Maschine keine Kraft, was bei der Luftpumpe des Einspritz-Condensators der Fall ist.

5) Der Condensator kann zu jeder Zeit in oder außer Wirkung gesetzt werden, indem man die Speisung mit Einspritzwasser zuläßt oder abschließt. Ist das erstere geschehen, so wird sofort eine Luftleere gebildet, ohne daß ein Durchblasen erforderlich wäre; und wird das Einspritzwasser abgestellt, so kann die Maschine auf dieselbe Weise arbeiten, als wenn gar kein Condensator vorhanden wäre.

6) Die im Condensator enthaltene Luft wird am Anfang jedes Zuges wirklich ausgetrieben, was für die Bildung einer guten Luftleere ein großer Vortheil ist; dagegen entfernt die gewöhnliche Luftpumpe nur einen Theil der Luft bei jedem Zuge, und hinterläßt folglich immer einen Theil im Condensator.

7) Der regenerirende Condensator ist einfacher und auch wohlfeiler als der gewöhnliche Einspritz-Condensator, da er kaum den vierten Theil der Größe des letztern und nur ein Ventil statt drei hat.

Die Vortheile, welche der regenerirende Condensator bei stehenden Maschinen gewährt, sind praktisch erwiesen.

Für Locomotiven würde der regenerirende Condensator folgende Vortheile darbieten: Er läßt sich bei jeder Kolbengeschwindigkeit |254| anwenden, indem die Länge der Bleche vermindert, ihre Breite vergrößert, und die Geschwindigkeit des Condensatorkolbens verhältnißmäßig vermindert wird. Seine Dimensionen stehen nur im Verhältniß zu der Räumlichkeit des Cylinders und nicht (wie bei andern Condensatoren) zu der Pferdekraft der Maschine. Das Gesammtgewicht eines Condensatorenpaares, wie es bei einer Locomotive mit Cylindern von 13 Zoll Durchmesser und 20 Zoll Hub erforderlich ist, beträgt ungefähr 3 1/2 Centner. Die Kraft des Ausblasens bleibt fast unvermindert. – Der Condensator erfordert keine Aufmerksamkeit bei dem Betriebe der Locomotive, und wenn er durch eine zufällige Ursache nicht wirkt, so fährt die Dampfmaschine als Hochdruckmaschine doch zu wirken fort; auch kommt er mit den arbeitenden Theilen der Maschine gar nicht in Kollision. – Die beiden Condensatoren sind in einem Stück gegossen und unmittelbar vor den Cylindern der Locomotive angebracht. Sie gleichen den beschriebenen und abgebildeten Condensatoren; nur ist die Länge der Bleche und der Hub der Kolben im Verhältniß zum Dampfcylinder sehr vermindert, damit die Geschwindigkeit des Wassers zwischen den Blechen eine gewisse Gränze nicht überschreiten kann.

Die beiden Condensatorkolben sind mit den entgegengesetzten Enden eines kurzen Balanciers verbunden, welcher seine Bewegung von der Maschine erhält. – Außer den Exhaustions-Ventilen welche in das Warmwassergefäß führen, sind diese Condensatoren mit zwei andern Auslaßventilen versehen, die eine etwas eigenthümliche Construction haben und mit einer sehr beschränkten Bewegung den Vortheil vereinigen, dem in die Esse der Locomotive ausströmenden Dampf einen vollkommen freien Durchgang zu verstatten. Dieses Ventil besteht aus einem länglich viereckigen Schieber in der obern Wand des Dampfcanals, welcher von dem Cylinder zum Condensator führt; an den Enden des Schiebers sind dreieckige Stücke, welche die Seiten zweier länglichen Ränder tragen, welche die Oeffnung bedecken, mit Ausnahme solcher Momente, wo ein größerer Druck im Innern sie gewaltsam öffnet. Ihre Bewegung ist durch Aufhalter beschränkt.

Das Ausströmen des Dampfes sammt dem heißen Wasser in das Warmwassergefäß wird durch ein Klappenventil auf letzterem regulirt, welches in die Atmosphäre aufgeht; dadurch wird ein Druck über dem atmosphärischen in dem Warmwassergefäße erlangt, welcher günstig wirkt, indem er das siedend heiße Condensationswasser in die Speisepumpe des Kessels treibt. Es ist oben bemerkt worden, daß die gewöhnliche |255| Speisewassermenge an sich selbst nicht halb hinreicht um eine Luftleere in dem Condensator zu erlangen und daß daher eine anderweitige Wassermenge hergeschafft werden muß. Berücksichtigen wir jedoch den geringen Ueberschuß des Condensationswassers, besonders wenn die Durchmesser der Treibcylinder im Verhältniß der gewonnenen Effectivkraft vermindert werden, und bedenken wir ferner, daß siedend heißes Wasser den größten Theil seiner Wärme leicht abgibt, so wird der Vorschlag, im hintern Theile des Tenders einen einfachen Refrigerator anzubringen, gewiß zweckmäßig erachtet werden. Hierbei wird die schnelle Bewegung der Locomotive durch die Luft benutzt um die Abkühlung des Wassers zu befördern.

Die Anwendung des vorgeschlagenen Condensators bei Niederdruckmaschinen erfordert nach dem Gesagten nur wenige Bemerkungen. In diesem Falle hat der Dampf, wenn er aus dem Cylinder entweicht, nicht hinlängliche Kraft, um Luft und heißes Wasser aus dem Condensator in die Atmosphäre zu treiben; und es muß daher ein zum Theil leerer Behälter zu ihrer Aufnahme vorhanden seyn. Zu dem Ende wird diejenige Seite des Condensationscylinders, welche bei der beschriebenen Construction stets leer ist, mit dem Auslaßventil des Condensators in Verbindung gesetzt, und erhält die Ladung von Wasser und Luft, wenn sich der Kolben am entgegengesetzten Ende befindet; es wird dann noch ein zweites Ventil angebracht, durch welches das Wasser während der Rückkehr des Kolbens in das Warmwassergefäß getrieben wird. Wegen zweckmäßigerer Anordnung ist der Condensator-Cylinder umgekehrt.

Die Hauptvortheile welche durch Anwendung dieses Condensators bei Niederdruck-Maschinen erlangt werden, sind:

1) Die erforderliche Menge vom Einspritzwasser wird in dem Verhältniß von 1: 3 vermindert. 2) Das Speisewasser für den Kessel wird fast siedend heiß gewonnen, wodurch eine Brennmaterialersparung von (210 – 110)/960 oder beiläufig 10 Procent erzielt wird. 3) Die ganze Wärmemenge welche unter dem Kessel erzeugt wird, gibt die Maschine in Form von siedend heißem Wasser ab, welches in den meisten Fällen vortheilhaft zum Heizen von Gebäuden, zum Waschen, Färben und andern Zwecken benutzt werden kann. 4) Es wird ein bedeutender Theil der Kraft welche zum Betriebe der Luftpumpe erforderlich ist, erspart.

|256|

Der Erfinder beschließt seine Abhandlung mit einer historischen Skizze der Dampfmaschinen-Condensatoren, um den wesentlichen Unterschied seines Systems zu erläutern.

Bei Newcomen's Maschine bemerkt er, wurde die Condensation des Dampfes durch einen Strahl kalten Wassers, welcher in den Dampfcylinder selbst gelangte, bewirkt. Das kalte Wasser kühlte natürlich die Wände des Cylinders ab, welche ihrerseits einen bedeutenden Theil von der nachfolgenden Dampfmenge abkühlten, ehe der Dampf den Kolben aufwärts getrieben hatte.

James Watt suchte ein Mittel gegen diesen Wärmeverlust, und kam auf den Gedanken, den Dampf in einem besondern verschlossenen Gefäß zu verdichten. Dadurch erreichte er nicht nur seinen unmittelbaren Zweck, sondern er machte zu gleicher Zeit die Dampfmaschine jenes Grades von Vollkommenheit und allgemeiner Anwendbarkeit fähig, welchen sie jetzt besitzt. Der Einspritz-Condensator von Watt ist der wirksamste seiner Art, und hat seine ausschließliche Herrschaft bis auf den heutigen Tag behauptet. Er besteht aus einem verschlossenen Gefäß, welches periodisch mit dem Dampfcylinder communicirt. Das Einspritzwasser, sammt dem verdichteten Dampf und der Luft, welche sich zum Theil aus dem Einspritzwasser entwickelt und zum Theil durch die Fugen des Cylinders und der Auslaßröhre dringt, werden ununterbrochen mittelst der Luftpumpe aus dem Dampfcylinder geschafft. Bald nach der Einführung des Watt'schen Condensators wurde von Hornblower ein Oberflächen-Condensator vorgeschlagen, welcher in einem verschlossenen ringförmigen Gefäß von dünnem Blech bestand, an dessen innern Oberflächen der benutzte Dampf der Maschine verdichtet wurde; die latente Wärme dieses Dampfs wurde unaufhörlich durch einen Strom kalten Wassers fortgeführt, welcher das Gefäß umgab. Eine verhältnißmäßig kleine Luftpumpe zog sowohl das verdichtete Wasser aus (welches wieder in den Kessel gepumpt wurde), als die etwa durch Fugen eingedrungene Luft. Wegen Mangels einer hinreichend großen abkühlenden Oberfläche zeigte sich dieser Condensator ungenügend.

Ein wirksamer Oberflächen-Condensator würde jedoch bedeutende Vorzüge im Vergleich mit dem Einspritz-Condensator haben, hauptsächlich bei Marine-Dampfmaschinen; denn da der verdichtete Dampf stets in den Kessel zurückkehrt, so verhindert er die Bildung von Kesselstein und es würde dadurch das Ausblasen des Kessels unnöthig; seine Luftpumpe erfordert viel weniger Triebkraft, auch braucht ein solcher Condensator nicht genau beaufsichtigt zu werden. In Berücksichtigung |257| dieser Umstände wurden verschiedene Versuche gemacht um Hornblower's Erfindung zu verbessern; da aber alle diese Verbesserungen fast gleichen Charakter haben, so genügt es zu dem vorliegenden Zweck den von Hall erfundenen Condensator zu erwähnen, welcher auch der bekannteste ist. Er besteht aus zwei flachen Gefäßen oder verschlossenen Kammern, welche durch sehr viele Messingröhren mit einander verbunden sind, durch welche der zu verdichtende Dampf circulirt. Diese Röhren sind von kaltem Wasser umgeben, welches den Raum zwischen den Gefäßen ausfüllt. Eine kleine Luftpumpe nimmt das verdichtete Wasser und die Luft aus dem untersten Gefäße weg. Das große Gewicht und die bedeutenden Kosten des Condensators, der Umstand daß er sehr leicht in Unordnung geräth, endlich die Unmöglichkeit die Röhren von den kalkigen Niederschlägen des Wassers befreien zu können, ohne den ganzen Apparat auseinander zu nehmen, sind bedeutende Einwürfe gegen seine praktische Brauchbarkeit.

Im J. 1847 hatte der Patentträger Gelegenheit einen Oberflächen-Condensator unter Umständen anzuwenden, wo Ersparung von Raum und Material wesentlich waren. Indem er über die zweckmäßigste Vertheilung der Oberflächen nachsann, glückte es ihm eine Anordnung zu finden, welche mit der Hälfte des bei dem Hall'schen Condensator verwendeten Materials ein sehr genügendes Resultat gab.

Dieser verbesserte (Hall'sche) Oberflächen-Condensator besteht aus einer Anzahl von 3/32 Zoll dicken, 4 1/2 Zoll breiten und 24 Zoll langen Kupferblechen, welche mittelst zweier der Länge nach gehenden platten Kupferdrähten zwischen den nebeneinanderliegenden Blechen mit einander verbunden sind; sämmtliche Bleche sind zwischen den Wänden eines länglichen viereckigen Kastens, der den Körper des Condensators bildet, dicht zusammengeschraubt. Die Enden der Bleche springen über den Deckel und den Boden des Condensators vor, und sind in gleicher Ebene mit seinen äußern Oberflächen abgehobelt. Die Fugen am Deckel und Boden sind durch Kautschuk-Ringe verdichtet, welche unter schmalen gußeisernen Rahmen niedergeschraubt werden und der verschiedenen Ausdehnung der beiden Metalle nachgeben. Die platten Drähte werden in paralleler Richtung etwa 3 Zoll von einander zwischen die Bleche gelegt und bilden so eine große Anzahl enger Canäle, durch welche das kalte Condensationswasser in aufwärtssteigender Richtung strömt, ohne in den luftleeren Raum des Condensators zu dringen, in welchen die Kanten der Drähte und Bleche treten und die condensirenden Oberflächen bilden.

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Die Erklärung dieses Condensators ist folgende: die Wärme-Transmission bei einem Oberflächen-Condensator ist eine dreifache: 1) von dem verdichteten Dampf nach den innern Metalloberflächen; 2) von den innern Oberflächen durch den Körper des Metalls nach den äußern Oberflächen; 3) von den äußern Oberflächen nach dem umgebenden Wasser, von welchem sie weggeführt wird.

Der erstgenannte Proceß (die Condensation) würde mit einer unbegränzten Geschwindigkeit erfolgen, wenn er nicht durch den zweiten und dritten Proceß, oder durch das Vorhandenseyn permanenter Gase verzögert würde, welche sich auf den verdichtenden Oberflächen anhäufen, und deren unmittelbare Berührung mit dem Dampf verhindern. Der zweite Proceß (die Leitung) ist in directem Verhältniß mit dem Leitungsvermögen des Metalles und nach dessen Dicke verschieden; aber die Leitungsfähigkeit des Kupfers ist so groß, daß seine Dicke keinen bemerkbaren Einfluß auf die Quantität der in einer gegebenen Zeit durchgelassenen Wärme zu haben scheint.

Der hier beschriebene Oberflächen-Condensator wurde in Uebereinstimmung mit diesen Bemerkungen construirt. Er enthält wärmeabsorbirende Oberflächen (mittelst des Wassers), 18 Quadratfuß per Pferdekraft; condensirende Oberflächen, 9 Quadratfuß per Pferdekraft; berechnete mittlere Dicke des Metalls, durch welches die Wärme durchgelassen wird, 1 1/4 Zoll; Gewicht des Kupfers, 60 Pfd. per Pferdekraft; von den Blechen eingenommener Raum, 0,4 Kubikf. per Pferdekraft (ungefähr 1/10 von dem Raume, welchen die Röhren eines Röhren-Condensators einnehmen).

Die Vortheile dieses Condensators sind seine verhältnißmäßig wohlfeile Construction, und die Leichtigkeit, womit man zu den Wassercanälen zwischen den Blechen gelangen kann. Er erfordert auch weniger Condensationswasser als die früheren Oberflächen-Condensatoren, wegen der wiederholten und innigen Berührung, womit jedes Theilchen mit den erwärmenden Oberflächen in Berührung gebracht wird, ehe es den obern Behälter oder das Warmwassergefäß erreichen kann. Der Erfinder ist der Meinung, daß dieser Oberflächen-Condensator mit Vortheil bei den Maschinen der Marine-Dampfschiffe angewendet werden kann, und da er ihn nicht patentiren ließ, so hofft er, daß es nicht an Versuchen dazu fehlen wird.

Auf die Idee seines regenerirenden Condensators verfiel der Erfinder im Frühling 1847, als der benutzte Dampf einer Niederdruckmaschine |259| bei Hrn. John Graham zu Manchester in Form von mäßig heißem Wasser zur Verwendung gebracht werden sollte. Der Apparat dazu bestand aus einem sich drehenden Ventil, welches den benutzten Dampf der Maschine zuerst in die Atmosphäre und dann nach und nach in getrennte verschlossene Behälter einließ, wo er bei verschiedenen Dichtigkeiten condensirt wurde. Das kalte oben einfließende Wasser trat zuerst zwischen die Bleche in der letzten Abtheilung, dann stufenweise zwischen diejenigen der übrigen Abtheilungen, bis es die erste Abtheilung erreichte, wo der Dampf fast den atmosphärischen Druck hatte und folglich das Wasser fast bis zum Siedepunkte erwärmte, mit welcher Temperatur es ausströmte.

Der nächste Schritt war ein Einspritzcondensator nach dem nämlichen Princip. Das sich drehende Ventil ließ den benutzten Dampf der Maschine zuvörderst in die Atmosphäre ausströmen, dann nach und nach in getrennte Behälter, wo er bei verschiedenen Dichtigkeiten condensirt wurde. Das in den Apparat eingespritzte kalte Wasser ging nach und nach durch den Dampf in jedem Behälter, und zwar mittelst verdrängender Kolben, welche alle an derselben Kolbenstange angebracht waren und durch jede Abtheilung zwischen den Behältern gingen; das heiße Wasser trat am Boden aus. – Die verschiedenen Behälter waren mit Ueberläufen versehen, um das Wasser schneller und vollständiger mit dem Dampf in Berührung zu bringen; eine kleine Pumpe wurde zum Ausziehen der mit Dampf und Wasser gemischten Luft benutzt.

––––––––––

Nachdem vorstehende Abhandlung des Hrn. Siemens in dem Institut der Ingenieure zu Birmingham vorgetragen worden war, eröffnete sich eine Discussion, von welcher wir das Wichtigste mittheilen wollen.

Zuvörderst entstand die Frage, welcher Unterschied im Brennmaterial-Verbrauch bei der Maschine auf den Saltley-Werken mittelst Anwendung des Condensators gegen früher stattgefunden habe? – Hr. Siemens erwiederte, daß die Maschine eine Woche mit dem Condensator und die andere Woche ohne denselben betrieben worden sey, und daß der Condensator eine Ersparung von 18 Proc. Brennmaterial (Steinkohlen) veranlaßt habe. Der Condensirapparat sey übrigens zu leicht, und nicht besonders zu diesem Zweck angefertigt gewesen, auch seyen |260| bei den später construirten Condensatoren die Verhältnisse verbessert worden.

Diese Angabe wurde von Hrn. Wright bestätigt, welcher bemerkte, daß die Brennmaterial-Ersparung etwa 8 Cntr. in 1 1/4 Tag betragen habe. Der Gang der Maschine konnte nur ein unregelmäßiger seyn, weil wegen Mangelhaftigkeit des Apparats, welcher zu leicht war, öftere Stillstände erforderlich waren.

Der Vorsitzende meinte, daß bei einer Locomotive die außerordentliche Geschwindigkeit mit welcher die Dampfstrahlen ausströmen, ohne Zweifel ein großes Hinderniß für die Anwendung des Condensators sey. Hr. Siemens erwiederte hierauf, daß es nur nothwendig seyn würde den Condensator so rasch zu bewegen, daß ein Cylinder voll Dampf condensirt wird, ehe der nächste Cylinder voll ausströmt; und dieß ließe sich nach seiner Meinung leicht dadurch bewirken, daß man die Bleche des Condensators verhältnißmäßig breiter und den Hub des Condensatorkolbens kürzer macht, um dessen Geschwindigkeit so viel als nöthig zu vermindern. Der Dampf müsse alsdann zu dem Tender in Röhren zurückgehen, zwischen welchen Luft in Folge der großen Geschwindigkeit der Locomotive circulirt.

Der Vorsitzende bemerkte, daß es schwierig seyn dürfte das Tenderwasser zum Condensiren kalt genug zu erhalten, wenn nur wenig Wasser im Tender zurückbleibt, da bekanntlich das nach der Fahrt zurückbleibende Wasser sehr heiß, fast kochend sey. Hr. Siemens erwiederte, er erwarte, daß das Condensationswasser auf beiläufig 100° F. (30° R.) abgekühlt werde, ehe es zum Tender zurückkehrt, nämlich durch seine Circulation in den Refrigeratorröhren und die rasche Bewegung der Locomotive durch die Luft; auch brauche das Wasser nicht so kalt zu seyn wie im gewöhnlichen Condensator, da nur der letzte Theil des Dampfes durch Einspritzen condensirt werde.

Hr. Cowper bemerkte, daß nur ein kleiner Theil des Dampfes das Einspritzwasser erreiche, indem der größte Theil vorher durch die Bleche condensirt werde oder in die Atmosphäre ausströme; es dürfte daher das Einspritzwasser dieselbe Temperatur haben, als das von einem gewöhnlichen Condensator herkommende. Ferner sey zu berücksichtigen, daß der Tender nicht sobald leer werden würde wie gewöhnlich; weil ein Theil des Dampfs verdichtet werde und in den Tender zurückkehre, statt daß der ganze Dampf in die Esse geblasen werde; das auf diese Weise wiedergewonnene Wasser dürfte ein Drittel von dem ganzen Speisewasser betragen.

|261|

Hr. Siemens zeigte durch die graphische Darstellung eines Indicators, daß durch die Anwendung des Condensators bei einer Locomotive der Dampf bei etwa einem Drittel des Hubes abgeschlossen werden könne, statt wie gewöhnlich bei zwei Dritteln; dadurch würde die Hälfte des Dampfes bei übrigens gleicher Kraft erspart.

In Bd. CXXII S. 402 des polytechn. Journals wurde bereits das Princip des Condensators unseres Landsmannes Siemens mitgetheilt.

A. d. Red

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