Titel: Davison, über Oberflächencondensation und die verschiedenen Methoden sie anzuwenden.
Autor: Davison, Th.
Fundstelle: 1861, Band 160, Nr. CXIII. (S. 421–425)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj160/ar160113

CXIII. Ueber Oberflächencondensation und die verschiedenen Methoden sie anzuwenden; von Th. Davison.

Aus den Transactions of the Institution of Engineers of Scotland, durch das Mechanics' Magazine, März 1861, S. 214.

Mit einer Abbildung auf Tab. VI.

Eine große Menge verschiedener Pläne sind entworfen und zahlreiche Apparate versucht worden, um den Dampf der Maschinen auf Seeschiffen |422| zu condensiren und statt Meerwasser zum Speisen der Kessel zu verwenden. Ein sicherer Erfolg ist so wenig erreicht worden, daß sogar die ganze Sache als eine mit zu viel Schwierigkeiten verbundene und daher unausführbare betrachtet zu werden pflegt. Dennoch wäre die Brennstoffersparniß, wenn man reines statt Meerwasser zum Kesselspeisen verwerden könnte, eine sehr erhebliche.

Das Seewasser bietet nämlich zweierlei erhebliche Nachtheile: erstens müssen die durch das Verdampfen sich ansammelnden Salze von Zeit zu Zeit aus dem Kessel entfernt werden, und zweitens bilden die Kalk- und Magnesiasalze trotz aller angewandten Vorsichtsmaßregeln sehr bald nicht unbeträchtliche Kesselsteinkrusten.

Die Entfernung der Salzlösung geschieht durch Ausblasen und muß so häufig wiederholt werden, daß die Wärme, welche mit dem abgelassenen heißen Wasser nutzlos verloren geht, einen bemerklichen Mehrverbrauch von Brennstoff repräsentirt.

Schiffskessel auf dem nördlichen Theil des atlantischen Oceans mit 20 Pfund Druck können nicht hinreichend krustenfrei bleiben, wenn das in denselben befindliche Wasser mehr als den doppelten Salzgehalt des Seewassers hat; es muß daher die Hälfte des verbrauchten Speisewassers abgeblasen werden. Dabei stellt sich der Wärmeverlust folgendermaßen:

Bei 20 Pfd. Druck ist die Temperatur des kochenden Wassers 261° Fahr. Die Temperatur des Speisewassers, wie es die Maschine liefert, ist 110° Fr.; da die Wärmemenge, welche erfordert wird um Wasser von 0° in Dampf zu verwandeln, 1210° ist, so ist klar, daß wenn 2 Pfd. Wasser von 110° in den Kessel kommen und eines davon in Dampf verwandelt werden soll, 1100 Wärmeeinheiten dazu erforderlich sind, so wie weitere 151 W.-E. um das zweite Pfund von 110° auf 261° – bei welcher Temperatur dasselbe ausgeblasen wird – zu bringen. Diese verlorenen 151 W.-E. bilden 13,7 Proc. der wirklich nutzbaren 1100 W.-E. und es wird also durch dieses Ausblasen ein Verlust an Brennmaterial von 13,7 Proc. verursacht.

Auf anderen Meeren steigt der Verlust noch höher, er beträgt z.B. in den westindischen Gewässern, wo 2/3 des Speisewassers abgelassen werden müssen, 27,4 Proc.

In der Praxis mögen die Resultate zwischen diesen Extremen schwanken: doch ist der Verlust noch höher, indem sich trotz aller Vorsicht, immer Kesselstein absetzt, der nur mit großer Mühe zu entfernen ist, und stets durch die Verminderung der Leitungsfähigkeit erhöhten Brennmaterialaufwand bedingt.

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Bei höherem Druck ist der Nachtheil noch größer, indem sich mehr Kesselstein bildet und das auszublasende Wasser heißer ist. Außerdem aber erheischt die Anwendung von Seewasser viel größere und kostspieligere Kessel.

Wendet man Oberflächencondensatoren an, so wird der Verlust durch Abblasen vermieden und daher ein größerer oder geringerer Vortheil erzielt. Der Nutzen, welchen außerdem der gänzliche Wegfall des Kesselsteins veranlaßt, wird verschieden, jedoch selten unter 5 Proc. angegeben.

Kessel, mit reinem Wasser gespeist, dauern natürlich viel länger, was ein fernerer großer Vortheil ist. Endlich erfordert die Luft- und Speisepumpe bei Anwendung von Oberflächencondensatoren viel weniger Arbeitskraft, da einerseits nur der condensirte Dampf und nicht auch die – zwanzigmal so große – Menge condensirenden Einspritzwassers wegzupumpen, und andererseits nur etwa die Hälfte an Speisewasser nothwendig ist. Allerdings beansprucht auch die Bewegung des Kühlwassers Kraft, doch braucht es nur von einer Seite des Schiffes zur andern geführt und mithin nur die Reibung in den Röhren überwunden zu werden.

Betrachtet man, dem nicht zu verkennenden großen Vortheile gegenüber, welchen hiernach Oberflächencondensatoren bieten, die große Anzahl in den letzten 30 Jahren versuchter und patentirter Constructionen, und vergleicht man damit die sehr geringe Anzahl von wirklich im Gebrauche stehenden Condensatoren, so muß man die Ueberzeugung erlangen, daß die Ausführung dieser Apparate mit irgend einer großen Schwierigkeit verbunden ist. Aus der näheren Untersuchung scheint hervorzugehen, daß diese insbesondere in der Dichtung der Condensationsröhren an die betreffenden Platten besteht.

Es ist klar, daß bei der großen Zahl von solchen Röhren sehr ungleiche Ausdehnungen stattfinden müssen, und daß, wenn hierauf nicht Rücksicht genommen ist, Undichtheiten die Folge seyn werden. Ein guter Condensator muß also jeder Röhre die Ausdehnung frei gestatten.

Eine zweite Bedingung ist die, daß jeder Theil der condensirenden Oberfläche eine gleiche und hinreichende Menge Kühlwasser erhalten muß, da sonst eine größere Oberfläche, als eigentlich nothwendig, erfordert wird.

Drittens müssen die Condensatoren so wenig Raum wie möglich einnehmen: dieß ist namentlich für ihre Anbringung auf bereits im Gebrauche befindlichen Schiffen von Wichtigkeit, da dieselben selten in der Nähe der Maschine viel überflüssigen Platz haben.

Viertens muß der Condensator leicht in Ordnung zu erhalten seyn: Reinigung, Untersuchung, Reparatur dürfen nicht zu viel Zeit in Anspruch |424| nehmen. Es ist dieß wichtiger, als es scheinen möchte. Man nehme nur an, daß zum Dichten einer Röhre an ihren beiden Enden 5 Minuten Zeit erforderlich sey, so stellt sich die zum Einsetzen und Dichten aller Fugen für gewisse große Apparate erforderliche Zeit zu sieben Wochen heraus. Meistens ist die Einrichtung der Condensatoren so, daß nur wenige Arbeiter zugleich daran arbeiten können.

Endlich ist eine fünfte Bedingung, daß alle Fugen vollkommen dicht halten müssen und der Apparat möglichst wenig kosten soll.

Sewell's Oberflächencondensator. – Nachdem der Verf. die vorstehenden Bedingungen, als das Ergebniß zahlreiche Beobachtungen und Untersuchungen, wohl erwogen hat, kann er folgende Construction, als allen Erfordernissen genügend, empfehlen. Dieselbe ist von Hrn. Sewell in New-York erfunden und in Fig. 5 im Durchschnitt dargestellt.

Die Condensationsröhren liegen horizontal und gehen frei durch die durchlöcherten Endplatten hindurch, indem sie an jeder Seite etwa 1/2 Zoll weit vorstehen. Eine dünne Gummischeibe mit einem Loch in der Mitte wird über diese Enden gezogen. Das Loch in dieser Scheibe ist viel enger als der Durchmesser der Röhre, und es wölbt sich daher jeder Ring nach Außen in Gestalt der Manschetten an hydraulischen Pressen.

Diese Gummiverpackung der Röhre wird dann durch eine darauf passende und die Röhren umgebende Platte an ihrer Stelle festgehalten, deren Löcher den Röhren entsprechen und weit genug sind, um deren Enden und Manschetten aufzunehmen, aber nach Außen sich so verengen, daß die Röhren ihren Ort nicht verändern können.

Das Kühlwasser geht durch die Röhren und der Dampf wird an deren Oberfläche condensirt.

Diese Construction erfüllt alle Bedingungen eines guten Condensators. Die Ausdehnung jeder Röhre nach beiden Seiten ist ermöglicht und zwar ohne die Reibung, welche jede andere Verpackung verursacht, da die Gummipackung sich ausdehnt, statt daß die Röhre hindurch zu gleiten braucht. Auf diese Weise wird die Abnutzung jeder Röhre oder Verpackung und mithin die Entstehung von Undichtheiten verhütet und die Herstellung der Dichtung ohne besondere Geschicklichkeit im richtigen Anziehen oder Lösen ermöglicht.

Der Druck des Wassers selbst hält die Fugen dicht, indem die Manschette sich um so fester anlegt, je größer der Wasserdruck ist.

Zweitens kann das Wasser, welches sich innerhalb der Röhre befindet, in jede zweckmäßige Strömung der Reihe nach durch alle Röhren versetzt und so die beste Wirkung erzielt werden.

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Drittens können die Röhren dichter an einander gelegt werden, als bei jeder andern Construction, da ein Zwischenraum von 5/16 Zoll zwischen ihren äußern Rändern für diese Verpackung vollkommen ausreichend ist. Es kann daher der Condensator auf ein sehr kleines Volumen reducirt und in manchen Fällen angebracht werden, wo andere Constructionen zu viel Raum einnehmen würden.

Viertens ist es sehr leicht, die Röhren herauszunehmen und zu reinigen. Das Wegnehmen und Wiedereinsetzen von 1000 Röhren kann in einer Stunde geschehen, und da hiedurch schon von selbst die Reinigung der Außenfläche bewirkt wird, so kann gewiß nicht mehr in dieser Beziehung verlangt werden.

Fünftens gestattet dieser Condensator die Anwendung sehr langer Röhren, und es stellen sich daher die Kosten sehr niedrig, da die Verpackung äußerst billig ist. Der Verf. hat eine Röhre gesehen, welche sechs Monate hindurch auf dem Dampfer „Mona's Isle,“ dem ersten, welcher in England mit diesem Apparat versehen worden, im Gebrauch gewesen war. Die Röhren wurden gereinigt und mit derselben Verpackung wieder eingesetzt, welche augenscheinlich so elastisch wie eine neue war.

Endlich ist der Condensator so leicht zusammengesetzt, daß er, wenn ein Unfall die Röhren, die Circulationspumpe oder andere Theile treffen sollte, in wenig Minuten in einen Einspritzcondensator verwandelt werden kann.

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