Titel: Dinse, über die Verwendung des überhitzten Dampfes in den Dampfmaschinen.
Autor: Dinse, A.
Fundstelle: 1866, Band 180, Nr. II. (S. 2–12)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj180/ar180002

II. Ueber die Verwendung des überhitzten Dampfes in den Dampfmaschinen; von A. Dinse.

Aus der Zeitschrift des deutschen Ingenieurvereins. 1865, Bd. IX S. 573 u. 666.

I. Eigenschaften des überhitzten Dampfes.

Die Erfahrung, welche wir seit Anwendung der Dampfmaschinen gemacht, daß man bei den verschiedensten Constructionen der Dampfkessel, den scheinbar scharfsinnigsten Verbesserungen an denselben, dennoch nur einen verhältnißmäßig geringen Theil der Wärme nutzbar mache, welche durch Verbrennung der verschiedenen Heizmaterialien erzeugt wird, rechtfertigt wohl das Bestreben, welches in den beiden letzten Jahrzehnten lebhafter als je hervorgetreten ist, endlich einmal ein Mittel zu finden, um diesem Uebelstande gründlich abzuhelfen. Man sagte sich sehr richtig, daß durch eine bessere Ausnutzung der erzeugten Wärme, welche bisher im Maximum nur 18 Procent betragen hatte, nothwendig eine Ersparniß an Brennmaterial und in Folge dessen ein billigerer Betrieb erzielt werden müsse.

Endlich scheint es gelungen zu seyn, eine wesentliche Verbesserung erreicht zu haben, und diese besteht in der Anwendung des „überhitzten Dampfes.“ Der Wasserdampf tritt bekanntlich in zwei Zuständen auf, welche man als „gesättigten“ und „ungesättigten“ oder „überhitzten“ Dampf bezeichnet.

Ueber das Ausdehnungsgesetz des überhitzten Dampfes ist zwar bis jetzt nichts Bestimmtes festgestellt; man nimmt aber im Allgemeinen an, daß der überhitzte Dampf, wie ein permanentes Gas, nach dem Mariotte-Gay-Lussac'schen Gesetz sich ausdehne. Die meisten Versuche, namentlich von Fairbairn und Tate 1), sowie frühere Versuche von Regnault und W. Siemens, deuten darauf hin, daß diese Annahme unstatthaft sey. Die erstangeführten Versuche gaben, so weit sie bis jetzt veröffentlicht sind, keine deutliche Form über dieses Ausdehnungsgesetz an, so daß es, von dieser Basis ausgehend, möglich wäre, eine sogenannte „Theorie des überhitzten Dampfes“ aufzustellen.

Im Allgemeinen läßt sich daher über die Eigenschaften des überhitzten |3| Dampfes nur Folgendes feststellen und dieß ist auch durch die Erfahrung bestätigt:

1) Ueberhitzter Dampf hat eine höhere Temperatur und Spannung als gesättigter Dampf von gleichem Volumen (der Gewichtseinheit), oder

2) derselbe hat stets eine höhere Temperatur und ein größeres Volumen (der Gewichtseinheit) als gesättigter Dampf von gleicher Spannung, oder

3) derselbe hat ein größeres Volumen und eine geringere Spannung als gesättigter Dampf von gleicher Temperatur.

Die ad 2) angeführten Eigenschaften des überhitzten Dampfes sind es, welche die Anwendung desselben in den Dampfmaschinen so vortheilhaft machen.

Es ist bei jeder Dampfmaschine unter übrigens gleichen Umständen die ausgeübte Kraft proportional dem verbrauchten Volumen Dampf von bestimmter Spannung. Es können wohl verschiedene Maschinen bei gleicher Kraft verschiedene Quantitäten Dampf consumiren; aber die Wirkungen jeder einzelnen Maschine, für sich betrachtet, bleiben proportional den verwendeten Volumen Dampf, wenn die Spannung dieselbe bleibt.

Wenn man nun durch eine geringere Wärmemenge, als zur Erzeugung eines bestimmten Volumens gesättigten Dampfes erforderlich ist, im Stande ist, das Volumen desselben durch Ueberhitzung zu vergrößern, so wird man eine entsprechend größere Kraft erhalten, dazu aber ein geringeres Quantum Brennmaterial gebrauchen.

Bedeutend günstiger wird sich dieses Resultat herausstellen, wenn man im Stande ist, zu dieser Ueberhitzung zu gelangen, ohne direct Brennmaterial dazu zu verwenden, und dieß ist gelungen, indem man, wie ich später zeigen werde, fast allgemein die Verbrennungsgase dazu benutzt, welche in einem sehr heißen Zustande durch den Schornstein abziehen.

Prof. Fink gibt an2), daß, obwohl man zuverlässige Daten über das Ausdehnungsgesetz des Wasserdampfes nicht kenne, doch so viel feststehe, daß der Ausdehnungscoefficient desselben größer sey, als der der Luft. Da nun nach Regnault die specifische Wärme des Wasserdampfes noch nicht die Hälfte, nämlich 0,475, von der des Wassers betrage, so ergebe eine einfache Rechnung, daß man ungefähr mit dem vierten Theile des zur Entwickelung eines bestimmten Dampfvolumens |4| nöthigen Wärmequantums das Volumen verdoppeln könne, wenn man den Dampf überhitze; man brauche daher bei so weit getriebener Ueberhitzung nur 5/8 des früheren Brennmaterials, um dieselbe Kraft hervorzubringen, wie mit nicht überhitztem Dampfe.

Eine fernere Vermehrung des Dampfvolumens durch Ueberhitzung besteht in Folgendem:

Jede im Kessel aufsteigende Dampfblase führt Wassertheilchen mit; sich, mag der Dampferzeuger unmittelbar in die Luft ausmünden oder mag die Dampfentwickelung in einem abgeschlossenen Gefäße, also unter Druck, vor sich gehen. Hierzu kommt, daß das Wasser im Wasserspiegel in Folge der Adhäsion immer das Bestreben hat, im unverdampften Zustande mit dem Dampfe sich zu mischen. Erhitzt man nun diesen feuchten Dampf noch weiter, so werden die im Dampfe vorhandenen Wassertheilchen frei, wandeln sich in Dampf um und vermehren somit das Volumen desselben.

Es ist klar, daß die Vermehrung des Dampfvolumens durch Verdampfen des in jenem enthaltenen Wassers nur dann einen Vortheil gewährt, wenn die dazu nöthige Wärmemenge eine solche ist, die ohnehin verloren gehen würde. Anderenfalls könnte man dieses Dampfvolumen ja direct im Kessel erzeugen.

Aus Vorstehendem übersieht sich leicht, daß, obgleich der zu verwerthende Gewinn durch die Ueberhitzung der Dämpfe nicht wissenschaftlich genau sich feststellen läßt, es für die Praxis doch von Wichtigkeit seyn muß, mit überhitzten Dämpfen in den Maschinen zu arbeiten und zu untersuchen, wie weit man die Ueberhitzung treiben kann ohne Schaden für die einzelnen Maschinentheile; auf letzteren werde ich später ausführlich zurückkommen.

Es kommt aber noch ein anderer Umstand hinzu, der, abgesehen von der Brennmaterialersparniß, wohl schon allein den Vortheil darlegt, welchen der Gebrauch der überhitzten Dämpfe gewährt.

Bei allen Maschinen ist das Innere des Cylinders während einer halben Kurbeldrehung nach der Atmosphäre oder bei Condensationsmaschinen nach dem Condensator hin offen, d.h. mit einem Raume in Verbindung, in welchem eine bedeutend niedrigere Temperatur herrscht, als im Inneren des Cylinders selbst. Es findet daher eine schnelle Wärmeabgabe von den Cylinderwänden, dem Cylinderdeckel und dem Kolben aus statt, und in Folge dessen eine beträchtliche Abkühlung dieser ganzen Metallmasse. Tritt nun der gesättigte Dampf beim nächsten Hube in diesen Raum, so gibt er seinerseits zur Wiedererwärmung jener Theile einen Theil seiner eigenen Wärme ab, und da er eben nur eine seiner |5| Spannung entsprechende Temperatur hat, wird nothwendig eine Condensation im Cylinder stattfinden.

Das so entstandene Wasser wird nun noch durch das mit dem Dampfe aus dem Kessel fortgerissene vermehrt, sammelt sich auf dem Boden des Cylinders an3) und verursacht Stöße des Kolbens, welcher diese Wassermasse trifft.

Wird nun dieses Wasser durch den Maschinisten nicht rechtzeitig abgelassen, so können die Stöße so heftig werden, und werden es in der That auch, daß entweder ein Theil des Kolbens oder der Cylinderboden oder die Kolbenstange zersprengt wird. Solche Unfälle, welche bei stationären Maschinen freilich nur eine verhältnißmäßig kurze Außerbetriebsetzung zur Folge haben, so lange bis die betreffenden Theile erneuert sind, können jedoch, hauptsächlich bei Seedampfschiffen, bedeutende Gefahren für das Schiff, sowie für die auf demselben befindlichen Menschen, zur Folge haben. Und Vorfälle dieser Art sind nicht selten.

Als Bemerkung diene hier noch, daß bei den meisten Schiffsmaschinen auf See die Wasserablaßhähne am Cylinder stets theilweise geöffnet bleiben müssen, und daß dadurch selbst direct eine beträchtliche Menge Dampf geradezu in die Luft geblasen wird.

Der letztgenannte Uebelstand fällt bei der Benutzung des überhitzten Dampfes ganz fort. Dieser tritt in der Regel mit höherer Temperatur als der gesättigte Dampf von gleicher Spannung aus dem Ueberhitzungsapparat in die Rohrleitungen und schließlich in den Cylinder, verliert bei der Arbeit in demselben freilich eine beträchtliche Menge seiner Wärme; seine Temperatur hat sich jedoch, nachdem er seine Arbeit verrichtet, noch nicht bis zu dem Punkte vermindert4), daß eine Condensation eintreten könnte, d.h. sie ist noch höher als die, welche dem gesättigten Dampfe von gleicher Spannung entspricht.

Prof. Fink fand bei einem Versuche, daß die Ueberhitzung, nachdem der Dampf durch eine nahezu 20 Fuß lange Rohrleitung geführt war, fast gleich Null war. Dennoch war eine bedeutende Brennmaterialersparniß erzielt, und glaubt er den Grund hierfür einzig und allein in der Vermehrung des Dampfvolumens durch Verdampfung der mitgerissenen |6| Wassertheilchen zu finden. In diesem Falle war der Apparat in Wirklichkeit also nur ein Nachverdampfungsapparat.

Was nun schließlich die Anwendung des überhitzten Dampfes bei Condensationsmaschinen betrifft, so hat der Ingenieur J. M. Ryder in London (London Journal of arts, 1860; polytechn. Journal Bd. CLVIII S. 97) gefunden, daß die Injectionswassermenge geringer zu seyn braucht, als bei gesättigtem Dampfe. Hieraus folgt, daß dem Dampfe durch die Ueberhitzung keine größere Gesammtwärme mitgetheilt worden ist, daß vielmehr die sensible Wärme vermehrt, die latente aber vermindert worden, die Summe beider aber eine constante Größe geblieben ist.5)

Die Größe der Heizfläche, welche ein Ueberhitzungsapparat erhalten muß, ist abhängig von dem Orte, an welchem derselbe aufgestellt wird, und der Temperatur, welche man erreichen will. Bei einer Temperatur von circa 232° C. hat man dieselbe in der Größe von 1/2 bis 5 Quadratfuß per nominelle Pferdestärke beobachtet. (Ryder, a. a. O.)

Bei einem von Pilgrim in London construirten Apparat sind 0,5 bis 0,55 Quadratfuß per Pferdestärke ausreichend gewesen, um die Temperatur des Dampfes bis auf 205° C. zu bringen.

II. Historische Uebersicht der Verwendung des überhitzten Dampfes.

Obwohl die Eigenschaften des überhitzten Dampfes schon seit langer Zeit bekannt sind, und auch J. Watt, wie aus einzelnen Andeutungen hervorgeht, schon mit demselben experimentirt hatte, so fand derselbe doch erst zu Ende der vierziger Jahre dieses Jahrhunderts wirkliche praktische Verwendung, und zwar hauptsächlich in Frankreich. Violette gebrauchte im Jahre 1848 überhitzten Dampf von 200 bis 250° C. zum Austrocknen des Holzes. Solcher Dampf ist nämlich im Stande, das im Holze enthaltene |7| Wasser vollständig zu absorbiren, resp. zu verdampfen, ohne daß seine Temperatur bei diesem Processe so weit sinkt, daß eine Condensation eintreten könnte. Kurze Zeit darauf fing Violette an, in einer Pulverfabrik der damaligen französischen Republik überhitzten Dampf von circa 300° C. zur Fabrication von Holzkohle zu verwenden, und erzielte damit eine sehr gute gleichartige Kohle, wie sie zur Pulverfabrication nothwendig ist. Weiterhin versuchte er mit Dampf von 200° C. Brod und Schiffszwieback zu backen und schließlich Gyps zu brennen. Zu letzterem Zweck verwendete er Dampf von 1/2 Atmosphäre Ueberdruck, welcher dann auf 200° erwärmt und somit bedeutend überhitzt wurde. – Im J. 1849 verwendete Prof. Scharling überhitzten Dampf zum Wiederbeleben der Knochenkohle in Zuckerfabriken. Die Qualität dieser wiederbelebten Kohle stand jedoch derjenigen bedeutend nach, welche man auf gewöhnlichem Weg durch Glühen erhielt. Besser ließ sich der überhitzte Dampf zum Reinigen von Palmöl, stinkenden Theeren u.s.w. gebrauchen.

Alle diese Verwendungsarten fanden jedoch in der technischen Welt wenig Anklang; da kam man anfangs der fünfziger Jahre darauf, auch zum Betrieb der Dampfmaschinen des überhitzten Dampfes sich zu bedienen. Schon im Jahre 1854 hatte die Verwendung derartiger Dämpfe in den Maschinen, hauptsächlich in den Vereinigten Staaten, ziemliche Verbreitung gefunden. Wegen der Nachtheile, mit welchen diese Verwendung verbunden war, schien es jedoch bald, als ob man sich von dem ganzen Principe vollständig abwenden wolle. Der bisher verwendete gesättigte Dampf tritt nämlich mit einer Temperatur in den Cylinder, welche es sehr wohl zuläßt, sämmtliche Bewegungstheile, da wo sie auf einander laufen, zu schmieren und so vor einem Einfressen derselben in einander zu bewahren. Dazu kommt, daß da, wo fette Schmiere in genügender Quantität nicht wohl zugeführt werden konnte, namentlich am Umfang des Dampfkolbens, das im Dampf enthaltene Wasser die Stelle der Schmiere vertrat und so auch diesen Theil des Bewegungsmechanismus schützte. Bei Anwendung überhitzten Dampfes war dieß nicht mehr möglich. Da der Dampf mit einer bedeutend höheren Temperatur als früher in den Cylinder trat, so wurde das Fett verflüchtigt, die Verpackung in den Stopfbüchsen verbrannte, und die Dichtung hörte damit auf. Ferner gelangte zum Kolbenumfang gar keine Schmiere mehr, und da nun auch das Wasser, was bisher dessen Stelle vertreten hatte, im Dampfe fehlte, so fing der Kolben an, trocken an der Cylinderwandung zu schleifen, und beide Theile fraßen sich ein und fest. Dadurch hörte auch die Dichtung des Kolbens auf, und es gieng der Vortheil, welcher durch die Vermehrung des Dampfvolumens gewonnen war, auf |8| diese Weise größerentheils direct wieder verloren; ja es wurde derselbe durch die schnelle Abnutzung der Bewegungstheile vollständig aufgewogen. – Da tauchte in Amerika eine Entdeckung auf, welche geeignet war, die Aufmerksamkeit aller Fachmänner auf sich zu ziehen. Wethered in Wetheredville fieng nämlich an, ein Gemisch von gesättigtem und überhitztem Dampfe in seinen Maschinen zu verwenden, und gewann dadurch die Vortheile, welche die Anwendung des überhitzten Dampfes gewährt hatte, ohne die hiermit verbundenen Nachtheile. Die amerikanische Regierung erkannte sofort die Wichtigkeit dieser Entdeckung, und Martin, Ober-Ingenieur der Verein. Staaten-Marine, wurde beauftragt, seine schon früher über die Verwendung des überhitzten Dampfes angestellten Versuche auch auf die des gemischten Dampfes auszudehnen. Kurze Zeit früher von dem Maryland-Institut angestellte Versuche hatten ergeben, daß, um das Wasser einer Cisterne zum Sieden zu bringen, bei Anwendung von gesättigtem Dampf 73 Minuten, von überhitztem Dampf 80 Minuten, von gemischtem Dampf 44 Min. bei derselben Spannung erforderlich gewesen waren. Sollten diese Angaben richtig seyn, so gienge daraus hervor, daß reiner überhitzter Dampf ein äußerst schlechter Wärmeleiter ist. Martin's Versuche ergaben Folgendes:6)

Die ersten Versuche wurden mit einer Hochdruckmaschine angestellt (ohne Condensation). Die Leistung der Maschine bestand im Wasserheben mittelst zweier Pumpen mit Behältern mit verdichteter Luft. Die Versuchsreihe mit

gesättigtem Dampf ergab Arbeitseinheiten per Pfd. Kohle 790.
(von 109° C.)
überhitztem „ „ „ 1302.
(von 178° C.)
gemischtem „ „ „ 1625.
(von 148° C.)

Die Arbeitseinheiten per Pfund Kohle verhalten sich also wie 1 : 1,649 : 2,057. Daraus folgt bei so weit getriebener Ueberhitzung: 1) daß, wenn man bei demselben Kessel in der Maschine überhitzten Dampf anwendet, man eine Zunahme des Nutzeffectes von 65 Procent, 2) bei gemischtem Dampf von 105,7 Proc. erzielt, und schließlich 3) daß bei der Benutzung des Gemisches gegen überhitzten Dampf allein der Gewinn noch 25 Proc. beträgt.

Aus einer zweiten Reihe von Versuchen, die im Januar 1854 auf |9| dem Dampfer „Joseph Johnson“ auf dem Hudson bei New-York angestellt wurde, ergibt sich, wenn man als Maaß des Nutzeffectes die Kubikzahlen der Umdrehungen (nur bei Vergleichen zulässig) und als Maaß der Erzeugungskosten der erhaltenen Leistungen die verbrauchten Kohlenmengen annimmt, den erhaltenen Nutzeffect pro Pfund Kohlen mit gesättigtem Dampf gleich 1 gesetzt, daß der mit gemischtem Dampf erhaltene gleich dem 1,727fachen ist; mithin betrug bei diesen Versuchen der Gewinn 72 Procent. (Für gesättigten Dampf war der Ueberdruck 19,5'' Quecksilber, Temperatur des Cylindermetalls 111° C., des Condensatormetalls 51° C.; für gemischten Dampf Ueberdruck im Kessel 18,5'' Quecks., mittlere Temperatur des Cylindermetalls 143° C., des Condensatormetalls 64° C., Temperatur des überhitzten Dampfes vor der Vermischung 303° C., des Gemisches 173° C.) Da mehrere Techniker, unter anderen auch W. Siemens, bezweifelten, daß der gemischte Dampf, bei gleichem Druck und gleicher Temperatur wie der überhitzte angewendet, einen größeren Nutzeffect als letzterer liefert, so stellte Wethered im Oct. 1855 einen vergleichenden Versuch an, welcher folgende Resultate ergab:

1. Versuch mit überhitztem Dampfe für sich allein.

Dauer 3 Stunden; Druck 2,57 Atmosphären. Temperatur des Dampfes im Cylinder 147,7° C. Temperatur desselben beim Ausströmen aus dem Cylinder 107° C. Gesammtzahl der Umdrehungen des mit der Maschine betriebenen Ventilators 6430, in der Minute 35,7. Verdampftes Wasser 460 Liter, verbrauchte Kohlenmenge 180 Pfd. (162 Zollpfd.)

2. Versuch mit gemischtem Dampfe.

Dauer 3 Stunden; Druck 2,57 Atmosphären. Temperatur der vereinigten Dämpfe beim Einströmen in den Cylinder 145,5° C.; beim Ausströmen aus demselben 102° C. Gesammtzahl der Umdrehungen des Ventilators 6680, in der Minute 37. Verdampftes Wasser 520 Liter, verbrauchte Kohlenmenge 140 Pfd. (126 Zollpfd.)

Nimmt man hier die Arbeit des überhitzten Dampfes gleich 1 an, so findet man die des gemischten Dampfes gleich 1,4427; mithin hat man bei Anwendung des Gemisches einen Gewinn von 44 Procent. Der Wärmeverlust betrug bei 1) 40,7° C., bei 2) 43,5° C. Hierin sucht, und wohl mit Recht, Wethered die Ursache des beim zweiten Versuch erhaltenen günstigeren Resultats. – Nachdem diese Ergebnisse veröffentlicht waren, ließen auch die französische und englische Regierung Versuche anstellen. Der Vortheil der Anwendung gemischten Dampfes war somit erwiesen, aber eine Erklärung der Thatsache, wie es möglich sey, und welche Vorgänge dazu beitragen, daß mit dem gemischten Dampfe eine größere Wirkung erzielt werde, als mit nur überhitztem, war man nicht |10| im Stande aufzufinden und hat sie auch heute noch nicht gefunden. Daß man mit dem gemischten Dampfe eine größere Wirkung erzielen muß, als mit dem gesättigten Dampfe, ist wohl unschwer einzusehen. Vereinigen sich die beiden Dampfströme, was gleich nach dem Austritte des überhitzten Dampfes aus dem Apparat zu geschehen pflegt, so trägt die höhere Temperatur des überhitzten Dampfes dazu bei, das in dem gesättigten enthaltene Wasser zu verdampfen und überhaupt letzteren gleichfalls zu überhitzen. Die Temperatur wird dann freilich eine bedeutend geringere als die des nur überhitzten Dampfes, obwohl sie immerhin noch viel höher bleibt als die des gesättigten Dampfes war. Dadurch wird es möglich, daß bei der Anwendung des gemischten Dampfes die schädlichen Einflüsse der zu hohen Temperatur fortfallen, und daß man somit, wie schon oben erwähnt, die Vortheile des überhitzten Dampfes ohne die mit seiner Verwendung verbundenen Nachtheile erhält.

Im J. 1856 befanden sich auf der Industrieausstellung in Paris zwei Maschinen, welche mit überhitztem, resp. gemischtem Dampf arbeiten sollten, letztere von Wethered und erstere von W. Siemens. Der Kessel der Wethered'schen Maschine hat einen Ueberhitzer, wie er auch heute noch angefertigt wird, bestehend aus einem Schlangenrohr in der Kuppel der Esse. Die Heizfläche desselben betrug 3 Quadratfuß (0,179 Quadratmeter) per Pferdestärke. Der überhitzte Dampf vereinigte sich in einer besonderen Dampfkammer mit dem gesättigten. Besondere Umstände verhinderten die rechtzeitige Aufstellung des Apparates im Ausstellungsgebäude und blieb derselbe, da auch keine speciellen Versuche mehr damit angestellt werden konnten, ziemlich unberücksichtigt. Aus zwei Versuchen von Moigno aber, bei deren einem die Maschine mit gewöhnlichem gesättigtem Dampfe (von durchschnittlich 124° C.) und bei deren zweitem sie mit gemischtem Dampf (von durchschnittlich 164° C. und 2,1 Atmosphären Druck) betrieben wurde, ergibt sich, wenn man für beide Fälle die Anzahl der per Liter verdampften Wassers erlangten Arbeitseinheiten berechnet, daß diese Zahlen nahezu in dem Verhältnisse 1 : 2 stehen, oder daß die Kraftzunahme beim zweiten Versuch circa 100 Proc. betragen hat.

Zwei spätere Versuche ergaben gleiche Resultate. Die Versuchszeit betrug 3 Stunden, der Dampfdruck in beiden Fällen 2,5 Atmosphären. Für gesättigten Dampf wurden 515, für den gemischten 500 Liter Wasser verdampft. Die Anzahl der Kolbenhübe betrug im ersten Fall 4735, im letzteren 5845, der Kohlenverbrauch 168 Pfd. (151,2 Zollpfd.), resp. 158 Pfd. (142,2 Zollpfd.)

Die so gewonnene Ersparniß ist jedoch sowohl bei der Verwendung |11| von nur überhitztem Dampfe, als auch bei der von gemischtem Dampfe von einer anderen begleitet, welche nicht weniger wichtig ist als jene. Was die Dampfschifffahrt so kostspielig macht, ist nicht das große Gewicht der Maschinen, welche einen bedeutenden Raum einnehmen, sondern die schnelle Zerstörung der wesentlichen Bewegungsorgane, der Schieber, Kolbenringe und selbst der Cylinder. Die gesättigten Meerwasserdämpfe reißen eine bedeutende Menge von den in dem Wasser enthaltenen Salzen mit sich, und diese greifen die erwähnten Oberflächen an. In gewissen Gewässern ist ein Betrieb der Maschine von einigen Stunden oder Tagen hinreichend, um die nachtheiligsten Unfälle zu veranlassen, so daß kostbare Reparaturen erforderlich werden. Dieser große Nachtheil verschwindet bei der Anwendung überhitzter, resp. gemischter Dämpfe. Dieselben führen kein flüssiges Wasser und folglich auch nicht die diesem beigemischten Salze mit sich. Es kommt in allen Fällen nur reiner Dampf mit den reibenden Flächen in Berührung, welche daher nicht so leiden, wie es unter gewöhnlichen Umständen der Fall ist.

Die erwähnte zweite Maschine auf der Pariser Ausstellung von W. Siemens, welche mit von ihm sogenannten regenerirten Dämpfen getrieben wurde, beruht im Wesentlichen auf demselben Princip. Es wird gesättigter Dampf erzeugt, überhitzt, und der im Cylinder verbrauchte Dampf wieder erhitzt und kommt dann nochmals zur Verwendung. Dieß wiederholt sich mehrere Male. In einem Kessel, welcher die ganze Maschine umhüllte, wurden Dämpfe von circa 5 Atmosphären Spannung erzeugt. Dieser Dampf strömte, ehe er zur Wirkung auf den Kolben gelangte, an einem Cylinder von Drahtgewebe vorbei, welcher an einem Ende eine Temperatur von 400° C., am anderen von 150° C. hatte. Hierbei wurde der Dampf überhitzt und kam in diesem Zustande zur Wirkung auf den Kolben, wodurch der Kurbel eine halbe Umdrehung ertheilt wurde.

Nun begann dasselbe Spiel in einem zweiten Cylinder, und wurde dadurch der Kurbel die andere halbe Umdrehung ertheilt. Jede einzelne dieser beiden Maschinen war also einfachwirkend. Um während der Bewegung des einen Kolbens den schädlichen Gegendruck auf den anderen zu vermindern, hatte die Maschine einen dritten Cylinder, in welchen der verbrauchte Dampf strömen und expandiren konnte. Dabei strich er in entgegengesetzter Richtung an dem Drahtgewebe vorbei und wurde seine Temperatur auf diese Weise wieder auf 150° C. vermindert. Nachdem die Umdrehung erfolgt war, begann das Spiel von Neuem und zwar mit demselben Dampfe, welchem etwa nur 1/10 des ganzen Dampfvolumens frischer Dampf zugeführt wurde. Moigno führt mehrere Resultate an, |12| welche mit der ersten derartigen Maschine erzielt seyn sollen; von diesen sey nur eines einzigen hier erwähnt. Die Maschine machte 100 Umdrehungen. (Siemens sagt, daß die Wärmeabgabe und Aufnahme von den Drahtgeweben und zu denselben zurück so schnell erfolgen, daß eine derartige Maschine 300 Umdrehungen in der Minute machen könne.) Der Dampfdruck im Mantel betrug 5 Atmosphären, der Effect, mit Mac Naught's Indicator gemessen, 25,1 Pferdekräfte. Der Brennmaterialverbrauch per Pferdekraft erreichte in der Stunde nur die Höhe von 2,54 Pfd. (1,15 Kilogr.)

(Der Schluß folgt.)

|2|

Mitgetheilt im polytechn. Journal Bd. CLV S. 1 und Bd. CLVII S. 406.

|3|

Verhandlungen des Vereins für Eisenbahnkunde in Berlin, 1855 bis 1856, IV. Heft.

|5|

Daß das condensirte Wasser ganz oder theilweise im Dampfcylinder wieder verdampft, ist in der Abhandlung „Ueber die Condensation des Dampfes in den Cylindern der Dampfmaschinen“ in der Zeitschrift des deutschen Ingenieurvereins Bd. VII S. 424 näher dargethan.

R. Weber.

|5|

Es ist wünschenswerth, die Ueberhitzung so weit zu treiben, daß diese Annahme zutrifft.

R. Weber.

|6|

Wir sind der Meinung, daß die erwähnte Erscheinung einer anderen Erklärung bedarf, als der des Hrn. Verfassers. Wir denken uns bei Anwendung von gesättigtem Dampfe denselben bei seinem Eintritte in den Condensator aus zwei Theilen bestehend. Der eine Theil hat seine Dampfform vom Eintritte in den Cylinder bis zum Uebergange in den Condensator beibehalten, während er fast ganz allein die mechanische Arbeit geleistet hat. Der andere Theil – sey es nun, daß er als mitgerissenes Wasser dem Cylinder zugeführt oder erst an den Wänden desselben condensirt wird, oder auch in Folge der Entziehung von Wärme, welche in mechanische Kraft umgewandelt wird – verwandelt sich bei seinem Austritte wieder in Dampf, ohne wesentlich zur Kraftproduction beigetragen zu haben.

Dieser schädliche Dampf erfordert natürlich einen entsprechenden Zuwachs an Condensationswasser, welches bei überhitztem Dampf erspart wird. Diese Ersparniß hängt von dem Grade der Ueberhitzung, d.h. davon ab, ob der Dampf nur getrocknet, oder so weit überhitzt wird, daß die erwähnten beiden Arten von Condensation im Dampfcylinder verhindert werden.

R. Weber.

|8|

Polytechn. Journal, 1859, Bd. CLI S. 406.

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