Titel: Pirsson's doppelter Vacuum-Condensator.
Autor: Pirsson, J. P.
Fundstelle: 1853, Band 130, Nr. XXXVI. (S. 161–166)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj130/ar130036

XXXVI. Der doppelte Vacuum-Condensator für Meeres-Dampfschiffe von dem Amerikaner J. P. Pirsson.

Aus dem Civil Engineer and Architect's Journal, Mai 1853, S. 166.

Mit Abbildungen auf Tab. III.

Unsere Quelle entlehnt die Beschreibung dieses Condensators dem schätzbaren Werke: The Naval and Mail Steamers of the United States, vom General Stuart, Chef des Ingenieur – Corps der Vereinigten Staaten. Mit 36 Kupfertafeln. New-York 1853. Dieser doppelte Vacuum-Condensator befindet sich am Bord des amerikanischen Regierungs-Dampfschiffes „Alleghany“ und hat folgende, in einem Briefe des Erfinders an den erwähnten General beschriebene Einrichtung.

Die Aufgabe, die Kessel der Meeres-Dampfschiffe mit süßem Wasser zu versehen, hat seit Watt's Zeit die Aufmerksamkeit sehr vieler Ingenieure erregt; ihre Versuche sind aber bis jetzt sämmtlich mißlungen, so daß das Meereswasser bis auf den heutigen Tag zur Dampferzeugung auf dem Ocean angewendet wird, und nur die mit dem Pirsson'schen Apparat versehenen Schiffe eine Ausnahme von dieser allgemeinen Regel machen.

Die ungeheure Wassermenge welche verdampft werden muß, um die Maschinen großer Meeres-Dampfschiffe zu speisen, macht die Erfindung, ungesalzenes Wasser zu verdampfen, zu einem höchst wichtigen Gegenstande. Um diesen Zweck zu erreichen, erscheint die Idee, das auf dem Lande eingenommene süße Speisewasser sich zu erhalten, indem man die verdichteten Dämpfe stets wieder zum Kessel zurückführt, als die zunächst sich darbietende; das Wasser wird durch die Speisepumpen dem Kessel zurückgegeben, und es bleibt daher fortwährend ein Strom süßen Wassers durch die Maschine hindurch in Circulation. Der theoretische Apparat zur |162| Ausführung dieser Idee ist ganz einfach; man braucht nur den Dampf in einen luftdichten Raum ausströmen zu lassen, welcher durch ihn umgebendes kaltes Wasser auf einer niedrigen Temperatur erhalten wird, und alsdann das Condensationswasser mittelst einer Druckpumpe nach dem Kessel zurückzuführen. Dieser Apparat bewirkt alles, was der gewöhnliche Einspritz-Condensator leistet, und man erlangt überdieß den Vortheil, stets ungesalzenes Wasser zu haben.

Die mit der Oberflächen-Condensation verbundenen praktischen Schwierigkeiten und Gefahren sind aber so groß, daß dadurch bis jetzt alle ihre Vortheile in den Hintergrund getreten sind, und erst Pirsson gelang es, den Apparat so einzurichten, daß er durch Druck, Ausdehnung oder Zusammenziehung nicht zerstört werden kann und daher keine Gefahr mehr darbietet.

Die Vermeidung der Gefahren für Menschenleben und Eigenthum ist bei Meeres-Dampfschiffen von solcher Wichtigkeit, daß es gar nicht überraschen kann, wenn jeder Vorschlag zu einer Abänderung in der Einrichtung der Schiffs-Dampfmaschinen nur mit der größten Vorsicht aufgenommen wird. Daher ist denn auch die erste Anforderung an einen Apparat, um sich süßes Wasser auf dem Meere zu verschaffen, die, daß dadurch der Betrieb der Maschine nicht verändert und auch keine Störungen derselben veranlaßt werden.

Ferner muß die Einrichtung eine solche seyn, daß, wenn der Apparat in Unordnung gerathen ist, nur das süße Wasser verloren geht und der Betrieb mit dem gewöhnlichen Einspritz-Condensator fortgesetzt werden kann. Alle diese Elemente fehlten bei den bisher vorgeschlagenen Oberflächen-Condensatoren; denn sie veranlaßten eine gänzliche Veränderung in dem Betriebe der Maschine, so daß die geringste Unordnung bei dem Apparat, welche gar nicht zu vermeiden war, den Stillstand der Maschine veranlaßte.

Diese einleitenden Bemerkungen waren nothwendig, um das Charakteristische des neuen Apparats darzuthun.

Der Condensator des Dampfschiffes „Alleghany“ hat keineswegs in allen seinen Theilen die wünschenswerthesten Formen und Verhältnisse, weil das System der Maschinen und der vorhandene Raum sie nicht zuließen; in dem Princip des Condensators ist übrigens durchaus nichts geändert.

Fig. 31 ist theilweis ein Längenaufriß und theilweis ein Längendurchschnitt des Condensators und Evaporators.

Fig. 32 ist eine Ansicht von oben, und Fig. 33 ein Aufriß des Exhaustionsendes.

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A zeigt ein Gefäß von Gußeisen, hinlänglich stark, um dem atmosphärischen Druck zu widerstehen; es muß vollkommen luft- und wasserdicht gemacht werden. a ist ein Kasten, um eine Verbindung mit dem Exhaustionsrohr der Maschine herzustellen. b gewährt eine Verbindung mit der Röhre der großen Luftpumpe. c ist eine Injections- oder Einspritzröhre; dieselbe dehnt sich längs der inneren Seite und unmittelbar über einer durchbohrten Platte d aus, um das Wasser auf dem Oberflächen-Condensator in Form eines Regens zu vertheilen.

B ist der Oberflächen-Kondensator; er besteht aus einer Menge kleiner Röhren, die in durchlöcherte Platten eingelassen und mit Kappen c, f bedeckt sind. In der Kappe f ist eine Oeffnung angebracht, welche mit dem Exhaustionskasten a in Verbindung steht, durch welchen der Dampf in die Röhren strömt. In dem Boden von e befindet sich eine Entleerungs-Oeffnung, welche zu einer Röhre führt, die mit einer kleinen Luftpumpe g in Verbindung steht. Bei e' ist eine Oeffnung in der Kappe e angebracht. Bei f' befindet sich ein Scheider, bestehend aus einem Metallblech mit feinen Löchern, um den Dampf in allen Röhren gleichförmig vertheilen zu können. Die Wirkung von diesem Theile des Apparates ist folgende:

Nehmen wir an, daß die Maschine in Gang gebracht sey und, wie gewöhnlich, die Einspritzung durch c bewirkt werde. Die große Luftpumpe, welche mit dem Rohr b in Verbindung steht, so wie auch die kleine Luftpumpe g thun ihre Wirkung; die große entfernt das eingespritzte Salzwasser und bringt in A eine Luftleere hervor, während die kleine den verdichteten Dampf durch die Röhre i ansaugt und eine Luftleere innerhalb des Oberflächen-Kondensators hervorbringt Nun ist es klar, daß beim Vorhandenseyn nur einer Luftleere, nämlich innerhalb des Oberflächen-Condensators B, derselbe dem atmosphärischen Druck unterworfen seyn würde. Da aber nun die große Luftpumpe die Luft aus dem Raume A entfernt, so hat der Oberflächen-Condensator gar keinen Druck auszuhalten, daß Gefäß A dagegen den Druck der gewöhnlichen Kondensatoren. Alle Gefahr eines Zerspringens u.s.w. ist daher von dem Oberflächen-Condensator entfernt und auf den Einspritz-Condensator übertragen, der aber stark genug gemacht werden kann, um jeder auf ihn einwirkenden Kraft zu widerstehen. Daraus folgt 1) daß die Gefahr eines Bruches des Oberflächen-Condensators auf ein Minimum reducirt ist; und 2) daß, wenn wirklich ein solcher Bruch vorkommt, nur das süße Wasser ganz oder theilweise verloren geht, je nachdem der Bruch größer oder kleiner ist.

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Hierin liegt also die Lösung der ganzen Frage. Um aber die Sicherheit noch bedeutender zu machen, ist die Oeffnung e' angebracht (was bei einem Oberflächen-Condensator nach alter Einrichtung gar nicht thunlich seyn würde). Dadurch wird nämlich unter allen Umständen eine absolute Gleichheit zwischen der Luftverdünnung in A und der in B herbeigeführt, so daß, wenn irgend ein Theil des Dampfes unverdichtet bleiben sollte (weil die Oberfläche oder das Condensationswasser ungenügend ist), er durch diese Oeffnung e' strömt und durch unmittelbare Berührung mit dem Strahl verdichtet wird.

Die demnächst wesentliche Einrichtung der Maschine bezieht sich auf die Möglichkeit einer Ausdehnung und Zusammenziehung. Der Oberflächen-Condensator ist nämlich gänzlich von dem Gefäß A getrennt; die Verbindung mit dem Kasten oder Rohr a ist zum Verschieben eingerichtet, und es können sich daher sämmtliche Röhren ausdehnen oder zusammenziehen, ohne daß dadurch irgend ein Bruch veranlaßt wird. Entstehen kleine Undichtheiten, so wird dadurch die Luftleere nicht vermindert, weil nichts zum Eindringen vorhanden ist.

Eine natürliche Folge des Umstandes, daß kein Druck auf den Oberflächen-Condensator einwirkt, ist die Möglichkeit ihn sehr leicht zu machen. Auch ist es gar nicht nöthig den Oberflächen-Condensator aus Röhren zu bilden; Metallbleche, welche Dampf und Wasser in dünne Schichten theilen, sind eben so wirksam. Röhren verdienen übrigens den Vorzug, weil ihre Handhabung allen Maschinenwärtern bekannt ist, andere entschiedene Vortheile hat aber das Röhrensystem durchaus nicht.

Es ist nun noch ein anderes Gefäß zu beschreiben, welches in Verbindung mit dem Condensator angewendet wird. Man sieht dasselbe in C. Der Zweck dieses Apparates ist bloß, den Verlusten abzuhelfen, welche durch Undichtheiten der Kessel, Maschinen und Leitröhren veranlaßt werden. Das süße Wasser, welches vor der Abfahrt des Schiffs in den Dampfkessel kommt, ist dasjenige welches beständig angewandt wird; fände nun kein Verlust an solchem durch Undichtheiten statt, so wäre auf der längsten Reise auch kein Ersatz nöthig. Um diesen nun herbeizuschaffen, wendet Hr. Pirsson den Evaporator C an; derselbe besteht aus einem metallenen Gefäß, innerhalb dessen eine Reihe von Röhren D vorhanden ist, welche durch m mit der Dampfkammer in Verbindung stehen. n ist eine Röhre, welche C mit dem Exhaustionsrohr a verbindet. o' ist eine Röhre, durch welche Meerwasser nach C gelangt. p ist eine Röhre, welche C mit der Röhre d verbindet, die zu der großen Luftpumpe führt. r ist eine zum Kessel führende Röhre. s eine Röhre, welche in die Exhaustionsöffnung h ausläuft.

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Die Operation ist die folgende: Sobald in dem Condensator eine Luftleere gebildet ist, entsteht auch in C eine solche, da zwischen beiden eine Verbindung durch a stattfindet. Nun öffne man den Hahn in der Röhre o' und lasse Meerwasser bis zu der gehörigen Höhe einfließen, welche man durch die gläserne Wasserstandsröhre t erkennen kann. Es wird alsdann Dampf durch r eingelassen, der in die Röhren D strömt und das Meerwasser bald zum Sieden bringt. Die Dämpfe werden durch n in den Condensator angesaugt und daselbst mit den aus der Maschine ausströmenden Dämpfen condensirt; das Condensationswasser gelangt alsdann zu den Speisepumpen und von diesen in die Kessel. Was daher in C verdampft, wird dem Speisewasser beigefügt, bis der Verlust ersetzt ist. Die Röhre p dient zum Entfernen eines Theils des concentrirten Meerwassers. s ist eine Röhre zum Ansaugen des Wassers aus m, welches durch die Condensation des Dampfes innerhalb der Röhren D entsteht und an und für sich ungesalzen ist. Sobald der Kessel auf diese Weise gefüllt ist, wird das salzige Wasser durch p abgelassen und man läßt einige Minuten einen Strom durch den Kessel fließen, um ihn gehörig auszuwaschen, worauf man das Abflußrohr wiederum verschließt.

Sehr nöthig ist es, daß der Capitän des Schiffs sich mit dem Maschinisten verständigt, wenn das Schiff auf dem Meere angehalten werden soll; denn wenn der Maschinist plötzlich beordert wird, die Maschine, z.B. wegen Messung der Tiefe u.s.w., anzuhalten, so müssen die Sicherheitsventile geöffnet werden, und es entweicht sehr viel süßes Wasser unbenutzt in die Luft. In allen solchen Fällen muß der Maschinist 15 bis 20 Minuten vorher benachrichtigt werden, um die Dampferzeugung zu vermindern.

Dimensionen des Alleghany-Condensators.


Aeußerer Kasten oder Mantel:

größte Länge

72 3/4

Zoll.
größte Höhe 62 1/2
größte Breite 39 1/2

Oberflächen-Condensator:

Quadratsuße in den Röhren

1000

Fuß.
Länge der Röhren 4
Anzahl der Röhren 1000
Durchmesser außerhalb 1 Zoll.
Gewicht der Röhren 20 Unzen auf den Quadratfuß.
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Diese Dimensionen sind unter der Voraussetzung berechnet, daß eine Luftverdünnung von 26 1/2 Zoll unterhalten wird, und das Condensationswasser eine Temperatur von 130° F. (54 1/2° C.) hat.

Evaporator. – Aeußerer Kasten oder Mantel:

größte Höhe 71 Zoll.
größte Länge 38
größte Breite 27 1/2

Kupferne Röhren:

Länge

4

Fuß.
Durchmesser 1 1/2
Anzahl der Quadratfuße 200
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