Titel: Servier's selbstthätiger Gasregulator.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1862, Band 163, Nr. CXI. (S. 418–423)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj163/ar163111

CXI. Selbstthätiger Gasregulator vom Ingenieur Servier in Paris.

Aus Armengaud's Génie industriel, Januar 1862, S. 51.

Mit einer Abbildung auf Tab. VI.

Der specielle Zweck dieses Apparates ist, einen constanten Druck in demjenigen Theile des Gebietes der Gasanstalt zu unterhalten, wo der Gasverbrauch am größten ist; er unterscheidet sich also von den ähnlichen Apparaten, welche man am Ausgang der Gasanstalt anbringt, und die |419| den constanten Druck an diesem Ausgangspunkt bezwecken, ganz unabhängig von den Veränderungen im Innern der Anstalt oder im Bereiche ihres Gebietes.

Dieß ist allein schon wichtig, allein der Verf. bemerkt, daß es nicht weniger nothwendig ist, diesen Druck, welchen der Regulator unterhält, hinreichend stark zu machen, um allen Bedürfnissen des Consums zu genügen, ohne ihn jedoch zu übertreiben, was einen zu großen Verlust durch die Undichtheiten, sowie durch die Straßenlaternen und die Privatbrenner veranlassen würde.

Bisher war man nur durch Versuche im Stande, diesen Druck für die verschiedenen Tages- und Jahreszeiten zu bestimmen, und man ändert demnach durch verschiedene Belastung des Gasometers den Druck beim Austritt aus der Gasanstalt, je nach dem muthmaßlichen Bedarf des Consums.

Nach dem Verf. müßte man eine bemerkenswerthe Verbesserung dadurch erzielen, daß man in denjenigen Gebietsantheilen, wo der größte Gasverbrauch stattfindet, einen constanten Druck unterhält, ganz unabhängig von den Schwankungen des Consums.

Die Lösung dieses Problems würde einerseits eine große Ersparniß für die Gasanstalten, andererseits für die Abonnenten die Annehmlichkeit zur Folge haben, daß sie nicht mehr genöthigt wären ihre Brenner mehrmals an einem Abend zu reguliren.

Der Verf. ist bei seinem System von dem gewöhnlichen derartigen Apparate ausgegangen, und combinirt dabei die Wirkung des Druckes im Gebiete der Anstalt mit derjenigen der Gasometer; er erreicht durch seine einfache Combination der bekannten Apparate einen constanten oder nach beliebiger Regel veränderlichen Druck im ganzen Gebiete der Anstalt.

Sein Apparat (Auto-Régulateur genannt) arbeitet selbstthätig, ohne Zuhülfenahme einer anderen Kraft, als der Wirkung des Gases, nach einfachen hydrostatischen Gesetzen.

Fig. 12 stellt den Regulator im Durchschnitte dar. Er besteht aus einem großen metallenen Behälter A, worin das Wasser bis zur Linie 1–2 steht; an demselben befinden sich zwei Röhren B und C, die eine für die Zuleitung, die andere für die Ableitung des Gases. Außerdem ist noch ein drittes Rohr D vorhanden, welches von demjenigen Punkte des Gebietes der Anstalt abgezweigt ist, wo man den Druck constant erhalten will.

In den Behälter A taucht, wie gewöhnlich, eine Glocke E, die mit einer zweiten ähnlichen F, von etwas kleinerem Durchmesser, aber gleicher |420| Höhe, verbunden ist. In den zwischen beiden enthaltenen ringförmigen Raum mündet das Rohr D.

Die beiden Röhren B und C münden in das Innere der Glocke F; die erstere ist ganz offen, die zweite ist durch einen schmalen Ring verengert, durch welchen der Conus a hindurchgeht, der an der Doppelglocke befestigt ist.

Bei diesem Apparat befindet sich der regulirende Conus in dem Ausgangsrohr (statt wie gewöhnlich in der Eintrittsleitung), was sehr wesentlich ist.

Das Spiel dieses Regulators ist leicht zu erkennen; die Gleichgewichtsgleichung läßt sich folgendermaßen ableiten:

Es sey P der Druck im Rohre B;

p der Druck im Rohre D;

S die Oberfläche des Kreises von gleichem Durchmesser wie die äußere Glocke;

s die Oberfläche des Kreises von gleichem Durchmesser wie die innere Glocke;

Q das Gewicht des ganzen beweglichen Systemes; so ist

Ps + p (Ss) = Q, mithin

p = (QPs)/(Ss).

Nimmt man nun an, P und Q seyen constant, so sind in dieser Gleichung alle Größen constant, mit Ausnahme von p, welches also, wenn Gleichgewicht stattfinden soll, ebenfalls constant bleiben muß; die Doppelglocke wird also steigen oder sinken und dadurch die Oeffnung am Conus verändern, so daß p constant bleibt.

Anwendung des Apparates. Der Verf. hält es nicht für nothwendig, daß eine Gesellschaft, welche mehrere Gasanstalten für die Beleuchtung einer Stadt hat, eben so viele Selbstregulatoren besitzen müsse. Um dieses zu beweisen, gibt der Verf. folgende Erläuterung.

Jede Anstalt hat ein System von Gasometern von einem bestimmten Gewicht und von Leitungsröhren von einem bestimmten Durchmesser, welche ihr das, was der Verf. eine bestimmte Vertheilungskraft nennt, geben. Diese ist das Maximum an Gas, welches eine Anstalt stündlich liefern kann, wenn alle Gasometer gefüllt und alle Leitungen geöffnet sind, und an dem Ende des Gebietes ein hinreichender Druck für eine gehörige Beleuchtung gegeben wird.

Betrachtet man nun ein System von mehreren Anstalten für eine Stadt, deren Leitungsnetze überall verbunden sind, so nimmt der Druck, welchen jede Anstalt während der vollen Beleuchtung gibt, vom Ausgangspunkt |421| jeder Anstalt bis zu dem Punkt hin ab, wo sich die Druckhöhen der einzelnen Anstalten das Gleichgewicht halten; diesen Punkt kann man den Mittelpunkt des gemeinschaftlichen Gebietes nennen.

Dieser Punkt kann je nach den Jahreszeiten verschieden seyn, da nicht immer der volle Druck aller Gasometer nothwendig ist, um am äußersten Ende jedes Gebietes hinreichenden Druck zu erhalten, und man Gründe haben kann, die eine oder andere Anstalt verhältnißmäßig stärker zu betreiben, wodurch natürlich das betreffende Gebiet auf Kosten der übrigen erweitert wird.

Der Mittelpunkt des gemeinschaftlichen Gebietes ist aber der Punkt, wo sich die verschiedenen Druckhöhen das Gleichgewicht halten, wenn der größte Consum und die größte Gaszuströmung stattfindet.

Wenn nun bloß eine Anstalt mit einem Selbstregulator versehen ist, der mit dem entferntesten Ende ihres Gebietes in Verbindung steht, so werden sämmtliche Anstalten den richtigen Druck liefern, da, wenn eine zu hohen Druck gäbe, der Druck am Mittelpunkt des Gebietes steigen und mithin auf den Regulator wirken würde, der sofort die Zuströmung der regulirenden Anstalt so vermindern muß, daß der Centraldruck constant bleibt; ebenso wird die Regulirung im entgegengesetzten Falle eintreten.

Dieß beweist: 1) daß für ein ganzes System von Anstalten ein einziger Regulator genügt, und 2) daß man diesen am besten der stärksten Anstalt zutheilt, nämlich derjenigen, welche am meisten Gas fabricirt und die geräumigsten Gasometer besitzt, weil diese zu gewissen Zeiten im Stande seyn muß, der zu schwachen Gaslieferung der übrigen nachzuhelfen, oder das zuviel gelieferte Gas aufzusammeln. Uebrigens sind die Grenzen, in denen die Gaserzeugung der regulirenden Anstalt sich zu bewegen hat, sehr beschränkt, da die Production der übrigen sich jeden Tag nach dem Consum richtet.

Es brauchen also für ein System verbundener Anstalten nur die Kosten eines einzigen Regulators bestritten zu werden, was gegen die dadurch erzielte Ersparniß gar nicht in Betracht kommen kann.

Durchmesser der Rückleitung (der Röhre D der obigen Beschreibung). Der Verf. bespricht nun einen wichtigen Einwurf, nämlich den Umstand, daß das Rohr, welches auf den Apparat den Druck p des Gebietes der Anstalt überträgt, möglicherweise undicht werden kann; daraus würde für einen kleinen Durchmesser des Rohres eine solche Gasentweichung folgen können, daß der Druck im Rohre beim Eintritt in die Glocke auf Null reducirt würde.

Es wäre aber ein großer Fehler, wenn man dieser Rückleitung einen |422| so kleinen Durchmesser geben wollte, wie ihn die Theorie zu gestatten scheint. Man muß die Umstände in Erwägung ziehen, denen alle Gasleitungen in Städten wegen Undichtheiten und in Folge der Erschütterung bei Ausgrabungen im Erdboden unterworfen sind, weßhalb denn auch der Verf. die Dimension dieses Rohres den Bedingungen der Hauptleitungen unterwirft und annimmt, daß es 1 Liter Gas per laufenden Meter und per Stunde verliert.

Der Verf. nimmt also hiemit sehr ungünstige Verhältnisse an: denn der Durchmesser der meisten Hauptleitungen ist sehr groß, und da der Gasverlust der Anzahl und Größe der Verbindungsstellen proportional ist, so ist er für engere Röhren auch bei weitem geringer.

Außerdem ist der mittlere Druck für ein Leitungsnetz viel kleiner als derjenige in der Rückleitung des Regulators.

Endlich muß diese Leitung, ihres speciellen Zweckes wegen, mit größerer Sorgfalt ausgeführt werden und aus einer Substanz bestehen, welche die größte Sicherheit gegen Verlust bietet, nämlich aus Blei.

Wenn der Verf. also seine Rechnung auf die Resultate einer schon älteren Leitung von einem mittleren Durchmesser von 24 Cent. basirt, so nimmt er sehr ungünstige Verhältnisse an. Sind folglich seine Schlüsse in diesem Falle richtig, so müssen sie für den speciellen Fall dieser Rückleitung um so mehr Geltung haben.

Der Verf. geht alsdann auf einen anderen wesentlichen Punkt über; er zeigt nämlich, daß es nicht nothwendig ist, den Druck des Gebietsmittelpunktes vollständig auf den Regulator zu übertragen, sondern daß es genüge, daß die eintretenden Schwankungen desselben übertragen werden. Wenn man nämlich annimmt, daß in Folge von Undichtheiten in der Rückleitung ein Gasverlust stattfindet, so muß dieser Verlust, da der Druck am Anfang des Rohres constant ist, ebenfalls constant seyn, und also auch der Druckverlust auf der ganzen Leitungslänge constant bleiben; hieraus folgt, daß in obiger Gleichung

p = (Q – Ps)/(S – s)

für p der Werth pp/n gesetzt werden muß. Es wird also p um einen gewissen Bruchtheil kleiner als derjenige Werth, welcher zur Bestimmung der Dimensionen des Apparates gedient hat; diese Gleichung zeigt aber zugleich, daß die Abhülfe leicht ist, daß man nämlich, um das Gleichgewicht herzustellen, nur das Gewicht Q der Glocke zu vermindern braucht. Wenn also in der Rückleitung Undichtheiten stattfinden, welche auf den Regulator nicht die ganze Druckhöhe des Gebietes übertragen |423| lassen, so wird dadurch die Thätigkeit des Apparates doch nicht behindert.

Es fragt sich nun, welchen Durchmesser man der Rückleitung geben muß, damit, bei einem Verlust von 1 Liter per Meter und Stunde, der Druck sich für die ganze Leitung der Röhren nur um 1 Millimeter vermindere.

Diese Frage löst sich leicht mittelst der Formel

Textabbildung Bd. 163, S. 423

worin der Verlust Q gleichförmig auf die ganze Röhrenleitung vertheilt gedacht ist, während der Coefficient 2,7 aus Girard's Versuchen am Spital St. Louis abgeleitet wurde, bei welchen die Durchmesser der Röhren zwischen 2 Centimet. und 1 Decimet. variirten.

Setzt man z.B.

Hh = 0cm,1 als Gesammt-Druckverlust,

L = 5000 Meter* als Länge der Leitung,

Q = 1¹,38, Gesammtverlust per Secunde = (1lit. × 600m)/3600'',

so ergibt obige Formel für D den Werth 0m,096.

Es würde also eine Leitung von 1 Decimeter Durchmesser, unter gewöhnlichen Verhältnissen gelegt, vollkommen zweckentsprechend seyn.

Der Verf. gibt noch ein anderes Auskunftsmittel an, um dem Einfluß des Gasverlustes zu begegnen, nämlich das Rückleitungsrohr in das Innere einer Hauptleitung zu legen. Wenn also eine Undichtheit stattfände, so würde dieselbe sogar der Leitung Gas zuführen, und folglich das Umgekehrte der oben angegebenen Wirkung hervorgebracht werden, so daß man das Gewicht der Glocke des Regulators vermehren müßte; größere Undichtheiten würden sich dagegen nahe am Regulator bemerklich machen, da der Druck des die Rückleitung umgebenden Gases auf den Regulator übertragen werden würde. Die Auffindung und Ausbesserung der undichten Stelle ist also sehr leicht.

Wie die vorhergehenden mathematischen Betrachtungen zeigen, ist diese Vorsichtsmaßregel aber nicht nothwendig, und man führt daher die Rückleitung am besten selbstständig und von hinreichendem Durchmesser aus, weil dann bei erforderlicher Aufstellung des Apparates in einer andern Anstalt das Rückleitungsrohr ohne weiteres wieder gebraucht werden kann.

|423|

Was schon für sehr bedeutende Anstalten ausreicht.

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