Titel: Siemens, über die Anwendung des Dampfstrahles zur Aspiration.
Autor: Siemens, Carl Wilhelm
Fundstelle: 1873, Band 207, Nr. LXXIII. (S. 265–277)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj207/ar207073

LXXIII. Ueber die Anwendung des Dampfstrahles zur Aspiration oder Compression der Gase; von C. W. Siemens in London.50)

Nach dem Bulletin de la Société d'Encouragement, Januar 1873, S. 50.

Mit Abbildungen auf Tab. V.

So erfolgreich auch die Anwendung ist, welche der Dampfstrahl schon seit längerer Zeit bei Locomotiven und anderen Dampfmaschinen für die Zwecke der Dampfkesselspeisung gefunden, so hat sich das System doch in anderer Richtung bis jetzt nur sehr wenig geltend gemacht. Und dennoch empfiehlt sich der Dampfstrahl durch die Einfachheit seiner Wirkung insbesondere da, wo es sich um die Erzeugung eines luftleeren Raumes oder um die Comprimirung von Gasen handelt. Aber in dieser Beziehung hat seine Anwendung bei gleichem Dampfverbrauch bis jetzt immer weit weniger befriedigende ökonomische Resultate geliefert, als der Betrieb einer Luftpumpe durch Dampfmaschinenkraft, und dabei weder das Vacuum der Luftpumpe, noch den Druck welchen die Hohofengebläse verlangen, erreichen lassen.

Nach einem Jahre unausgesetzter Studien und Versuche hat der Verfasser einen Injector construirt, welcher mit Hülfe des Dampfes von nur 3 Atmosphären Spannung ein Vacuum (luftverdünnten Raum) von 24 Zoll (61 Centimeter) Quecksilbersäule erzeugt, und einen Nutzeffect gleich dem mit Gebläsen und selbst mit Luftpumpen erzielten liefert.

Die Figuren 1, 2 und 3 stellen den vervollkommneten Injector im Längendurchschnitte und in zwei Querschnitten dar. Der neue Apparat bedarf nur eines sehr dünnen Dampfstrahles von der Form eines hohlen Cylinders, welcher einer ringförmigen Mündung entströmt. Letztere wird |266| durch die beiden conischen Röhrenstücke A und B gebildet, zwischen welche der Dampf aus der Zuleitungsröhre C tritt. Das innere Rohr A läßt sich mittelst einer Handschraube D vor- und zurückschieben, um den Querschnitt der Mündung verkleinern oder vergrößern und somit die Ausströmung des Dampfes beliebig reguliren zu können. Die Luft oder das Gas, auf welche der Dampf wirken soll, gelangt durch die Röhre E in den Apparat und strömt durch eine zweite gleichfalls ringförmige Oeffnung, welche die erstere umgibt, zugleich aber auch durch den mittleren hohlen Theil des Apparates. Das Rohr G, welches den Dampfstrahl aufnimmt, erweitert sich nach Innen conisch und bildet mit dem äußeren Röhrenstück B eine dritte ringförmige Oeffnung, von der aus die durchströmende Luft sehr rasch gegen die Achse des Rohres G convergirt, und deren Querschnitt dadurch regulirt wird, daß man das Rohr B mit Hülfe der an seinem hinteren Theile befestigten Mutter H justirt. Von den ringförmigen Ausströmungsöffnungen an bleibt das Rohr G immer noch etwas conisch convergirend, und zwar auf eine Länge welche von dem Querschnitte der äußeren Oeffnung und der angewendeten Dampfspannung abhängt. Die zweckmäßigste Länge liegt zwischen der zwölffachen und zwanzigfachen Weite jener Oeffnung. Der Zweck dieser Anordnung ist die Sicherung einer vollständigeren Mischung des Dampfes und der Luft in dem fraglichen Raume (der Mischungskammer). Von da an nimmt der Durchmesser des Rohres, wie Fig. 4 zeigt, stetig zu, indem dasselbe in die Form eines sanft divergirenden Conus, oder noch besser eines Paraboloides übergeht. Um die Entstehung einer Art Wirbelbewegung in der Mitte der sich vereinigenden Ströme zu verhindern, bringt man auch öfters in der Mitte des inneren Rohres A einen spitz zulaufenden Dorn I an.

Die Gesammtheit dieser Anordnungen gewährt bei den verschiedenen Anwendungen einen weit größeren Nutzeffect, als man glauben sollte, und es ist nicht schwer, den Grund dafür anzugeben. Erstens beschleunigt der mit Annäherung an die ringförmigen Ausströmungsmündungen immer enger werdende Luftcanal die Bewegung der Luft, bevor sie mit dem Dampf in Berührung kommt, in dem Maaße, daß der Geschwindigkeitsunterschied zwischen den beiden Fluiden, da wo sie zusammentreffen, bedeutend reducirt erscheint, ein Umstand welcher die beinahe vollständige Beseitigung der erwähnten Wirbelbewegung zur Folge hat. Dann befördert die Ringform der Dampfausströmungsöffnung, indem sie die Berührungsfläche zwischen Dampf und Luft bedeutend vergrößert, die Abführung der letzteren und trägt außerdem zur Verminderung der Wirbel bei. Drittens endlich vermindert das lange parabolische oder |267| conische Rohr, welches den vereinigten Dampf- und Luftstrom aufnimmt, nach und nach die Geschwindigkeit der Gasmolecüle und verwandelt ihre lebendige Kraft in Arbeit des Druckes.

Eine lange Reihe von Versuchen, welche vom Verf. mit einem derartigen Injector zum Zwecke sowohl der Herbeisaugung als auch der Comprimirung der Luft angestellt worden ist, hat auf nachstehende Schlußfolgerungen geführt:

1) Die Quantität der durch einen Injector in einer Minute herbeigesaugten Luft hängt bei einer gegebenen Dampfspannung von der zwischen der Luft und dem Dampf bis an die Grenze der Dampfstrahlwirkung stattfindenden Berührungsfläche ab.

2) Die Vollständigkeit des erlangten luftleeren Raumes und die Intensität des erreichten Druckes hängen unter gleichen übrigen Umständen von der Spannung des angewendeten Dampfes ab.

3) Die Quantität der durch einen bestimmten Apparat (innerhalb der Grenzen seiner Leistungsfähigkeit) per Minute gelieferten Luft steht im umgekehrten Verhältniß zum Gewichte der letzteren; man erhält folglich bei der Evacuirung bessere Resultate, als bei der Comprimirung.

4) Für eine gegebene Dampfspannung sind die Grenzen der erreichbaren Spannung der Luft bei der Compression und bei der Aspiration die nämlichen, bis man in letzterem Falle das vollkommene Vacuum erreicht.51)

Das der Anwendung des Dampfstrahles zu Grunde liegende Princip selbst hatte bis zum Jahr 1858 die öffentliche Aufmerksamkeit wenig auf sich gezogen. Erst durch die Erfindung der Giffard'schen Dampfstrahlpumpe, welche Wasser in einen Dampfkessel von hoher Dampfspannung mit Hülfe eines Dampfstrahles von gleicher oder sogar geringerer Spannung schafft, ist diese interessante Frage angeregt worden. Die Erklärung dieses merkwürdigen Phänomens stützt sich auf das Princip der |268| Erhaltung der lebendigen Kraft in dem vereinigten Dampf- und Wasserstrahl. Indessen unterscheidet sich die Art der Einwirkung des Dampfstrahles auf das Wasser wesentlich von seiner Wirkungsweise in Anwendung auf das Forttreiben der Luft, weil in dem ersteren Falle der Dampf bei seiner Berührung mit dem Wasser condensirt wird, und in dem Momente seines Austrittes aus der Mündung aufhört ein elastisches Fluidum zu seyn, während im zweiten Falle der Dampf mit der Luft ein Gemisch bildet, welches den gewöhnlichen Gesetzen der Elasticität unterworfen ist.

Folgende Tabelle zeigt die Resultate, welche mit des Verfassers Apparat als Aspirator bei der Evacuirung eines Recipienten von 225 Kubikfuß (6,378 Kubikmeter) Inhalt erzielt worden sind. Die vier letzten Columnen zeigen den Grad der Luftverdünnung, nach Millimetern Quecksilbersäule geschätzt, während die erste Columne die Zeit bezeichnet, während welcher der Aspirator wirksam war. Die Dampfspannung im Kessel betrug 45 Pfund per Quadratzoll (3,24 Kilogrm. per Quadratcentimeter) und der Querschnitt der ringförmigen Dampfausströmungsöffnung variirte von 0,05 bis 0,20 Quadratzoll (32 bis 129 Quadratmillimeter).

Tabelle I.

Versuche mit Siemens' Injector zur Herstellung eines luftleeren Raumes in einem geschlossenen Behälter.

Textabbildung Bd. 207, S. 268

Man stellte endlich eine Reihe von Versuchen mit dem nämlichen Injector an, um die Luft in dem nämlichen Recipienten zu comprimiren. Bei diesem Versuche wurde das conische Rohr (delivery tube) durch eine 3 Zoll (7 1/2 Centimeter) im Durchmesser haltende, mit einem Hahn versehene Leitungsröhre mit dem fraglichen Recipienten in Verbindung |269| gesetzt. Diese Leitungsröhre empfing mit Hülfe eines kleinen Rohres von 1/2 Zoll (13 Millimeter) Durchmesser, und unter einem Drucke von 40 Pfd. per Quadratzoll (2,81 Kil. per Quadratcentimeter), eine kleine Quantität kalten Wassers behufs der Condensation des Dampfes bei seinem Austritte aus dem Injector; dieses Wasser gelangte gleichzeitig mit dem Dampf in die Leitungsröhre. Der Querschnitt der für die Passage der Luft bestimmten äußeren ringförmigen Oeffnung betrug 0,20 Quadratzoll, derjenige der Passage im Inneren des Dampfstrahles selbst 0,16 Quadratzoll, im Ganzen also 0,36 Quadratzoll (232 Quadratmillimeter). Der Querschnitt der für den Dampf bestimmten Oeffnung variirte bei den verschiedenen Versuchen, deren Resultate die folgende Tabelle enthält, von 0,07 bis 0,12 Quadratzoll (45 bis 77 Quadratmillimeter).

Tabelle II.

Versuche mit Siemens' Injector, um die Luft in einem geschlossenen Behälter zu comprimiren.

Textabbildung Bd. 207, S. 269
|270|

Nach Ablauf der vierten Minute schloß man den Hahn der Zuleitungsröhre, und sperrte zugleich den Ausfluß des Condensationswassers ab. Die Tabelle zeigt, daß die Spannung in dem Recipienten von diesem Momente an in Folge der Condensation einer kleinen Quantität des restirenden Dampfes ein wenig abnahm. Bei dem dritten Versuch, welcher ohne Anwendung des Condensationswassers angestellt wurde, zeigte sich eine bedeutend größere Abnahme der Spannung, und in dem Recipienten eine höhere Endtemperatur der Luft. Die Spannung im Dampfkessel betrug 50 Pfund per Quadratzoll (3,51 Kil. per Quadratcentimeter).

Wir gehen nun zur Betrachtung einiger Anwendungen des vervollkommneten Dampfinjectors über.

1. Transmission von Depeschen mit Hülfe atmosphärischen Druckes.

Bei der Transmission von Depeschen in Röhren hat der Injector in Anbetracht seiner Einfachheit, seiner billigen Herstellungskosten und des geringen Raumes welchen er einnimmt, einen großen Vorzug vor der durch eine gewöhnliche Dampfmaschine in Betrieb gesetzten Luftpumpe. Die Raumersparniß insbesondere ist in stark bevölkerten Städten, wo die für Aufstellung einer Dampfmaschine beanspruchte Räumlichkeit nicht so leicht zu finden ist, von großer Wichtigkeit.

Die Postverwaltung in London hat dem Verfasser eine Circulationsröhre von 3 Zoll (76 Millimeter) Durchmesser zur Verfügung gestellt, welche zwischen der Centralstation des Telegraphen in der Telegraph street und Charing Cross, mit Zwischenstationen am General Post Office und in der Nähe von Temple Bar, gelegt war. Die Gesammtlänge der Röhre beträgt 6890 Yards oder ungefähr 4 engl. Meilen (6720 Meter). In dieser Röhre kann, wie in der Skizze Fig. 5 angedeutet ist, mit Hülfe einer durch Dampfkraft in Betrieb gesetzten Luftpumpe A ein luftverdünnter Raum erzeugt werden. Zunächst wird der Recipient V evacuirt und die auf diese Weise herbeigesaugte Luft in dem Recipienten P comprimirt. Letzterer steht mit dem ersteren durch die Röhre T selbst in Communication, wie es die Pfeile andeuten. Der Zweck dieser Recipienten ist, die Röhre vor den Unzuträglichkeiten zu bewahren, welche die intermittirende Thätigkeit der Maschine darbietet; sie sind selbstverständlich unnütz, wenn der Dienst mit Hülfe des Injectors vor sich geht. Die den Courierdienst versehenden Kolben (les pistons-courriers), welche in Folge der erzeugten Luftverdünnung in der Röhre circuliren, sind, wie aus den Figuren 6 und 7 ersichtlich ist, |271| cylinderförmig; sie bestehen aus einem mit Halbwollenzeug überzogenen Futteral von Gutta-percha, und haben solche Dimensionen daß sie sich leicht fortbewegen können.

Es wurde auf dieser Linie mit drei Injectoren E, E, E Figur 5. von der in Fig. 1 dargestellten Gattung experimentirt, welche so angeordnet waren, daß alle drei die Luft aus der Röhre T saugten, während der Dampf aus der Leitung G herbeiströmte. Als die drei Aspiratoren zugleich arbeiteten, betrug die mittlere Geschwindigkeit eines die Röhre zwischen Charing Cross und Telegraph street durchlaufenden Depeschenkolbens 14 1/2 Meilen (23 Kilometer) per Stunde. Die in der Röhre stattfindende Luftverdünnung war äquivalent 10 Zoll (254 Millimeter) Quecksilbersäule, die Dampfspannung betrug 40 Pfund per Quadratzoll (2,81 Kil. per Quadratcentimeter), und der Kohlenverbrauch behufs der Dampfkesselspeisung 56 Pfund (25,37 Kil.) per Stunde. Bei langen Linien würde es sich empfehlen, einen Aspirator an jedem Ende aufzustellen.

Um die Curierkolben in der Röhre unterzubringen, oder sie an den verschiedenen Stationen S, S Fig. 5 aufzunehmen, ohne den Luftstrom zu unterbrechen, bedient man sich des in Fig. 8, 9 und 10 dargestellten Auffängers (intercepteur). Dieser Apparat besteht aus zwei ziemlich kurzen Röhren B und C, welche in einem beweglichen Gestell neben einander angeordnet sind, und so verschoben werden können, daß die eine oder die andere einen integrirenden Bestandtheil der Röhrenleitung selbst bildet. Die beiden Enden des beweglichen Gestelles sind ebene Flächen und mit der größten Sorgfalt polirt; jede derselben gleitet genau anschließend über der ähnlichen Fläche einer an jedem Ende der Auffangstelle angebrachten Platte. Um das Eindringen der Luft so vollständig wie möglich zu verhindern, hat man außerdem in der letztgenannten Fläche drei ringförmige Rinnen angebracht, worin die correspondirende Fläche des beweglichen Gestelles gleitet. Das Rohr B, welches zum Entsenden der Depeschen dient, ist ganz einfach ein hohler Cylinder von gleichem inneren Durchmesser wie die Circulationsröhre T. Wenn er mit der letzteren einen Körper bildet, so kann ein Depeschenkolben ohne Aufenthalt durch den Apparat gehen. Das andere Rohr C dient als Auffänger und ist, wie aus Fig. 9 und 10 ersichtlich, an dem vorderen Ende mit einer durchlöcherten Scheidewand versehen, welche, wenn das Rohr in die Röhrenleitung eingeschaltet ist, die Kolben aufhält. Dieses zweite Rohr enthält ein Glasfenster, durch welches man die Ankunft des Depeschenkolbens beobachten kann. Damit die Circulation der Luft in der Röhrenleitung nicht aufgehalten werde, wenn |272| man das Auffangrohr nach Wegnahme der Depeschen an seinem Orte läßt, ist eine Seitenröhre F angeordnet, welche mit der Hauptleitung an beiden Enden des Auffangrohres communicirt.

2. Wasserhebung.

Wenn man Wasser auf eine, 20 Fuß (6,10 Meter) nicht überschreitende Höhe heben will, so kann man in Fällen wo ein System gewöhnlicher Pumpen nur schwer und mit großen Kosten aufzustellen wäre, oder wo es sich um eine vorübergehende Arbeit, z.B. um eine Entwässerung handelt, mit Vortheil den Injector als Saugpumpe anwenden. In einem solchen Falle sollte der Apparat in der in Fig. 11 angedeuteten Weise eingerichtet werden. In einer Höhe von 16 bis 20 Fuß (5 bis 6 Meter) oberhalb des Niveau's des zu hebenden Wassers sind zwei geschlossene Kammern A und B angeordnet. Das durch die Saugröhre D aufsteigende Wasser tritt durch die Bodenventile C in diese Kammern; der Ausfluß des gehobenen Wassers erfolgt durch die Ventile G. Der Injector E, in welchen der Dampf durch die Leitung H strömt, erzeugt durch Vermittlung der Röhre F abwechselnd in den Kammern A und B den luftverdünnten Raum. Zu dem Ende ist die Röhre F mit einem Drehventil L ausgestattet, welches so angeordnet ist, daß es abwechselnd jede Kammer mit dem Injector in Verbindung setzen kann. Das Ende der mittelst einer Klappe verschließbaren Dampfausströmungsröhre steht durch die Röhre K und das eben erwähnte Ventil L gleichfalls mit den Kammern in Verbindung. In der Kammer A befindet sich ein Schwimmer M, dessen Spindel den Kipphebel N in Bewegung setzt, welcher seinerseits wieder vermittelst der geschlitzten Stange R auf den Gewichthebel des Ventiles L wirkt.

Folgendes ist nun das Spiel des Apparates. Die Dampfstrahlpumpe E saugt die Luft durch die Röhre F aus der Kammer B; das Wasser steigt daher unter dem Einflusse des atmosphärischen Druckes durch die Saugröhre D in diese Kammer und füllt sie. Zugleich gelangt das entweichende Gemisch von Dampf und Luft durch die Röhre K oben in die mit Wasser gefüllte Kammer A und treibt vermöge seines Druckes das Wasser durch das Ventil G aus der Kammer. Zur Bestimmung dieses Druckes genügt es, den oberen Theil des Ausströmungsrohres des Injectors zu schließen; die Abflußröhre, in welche das Wasser durch das Ventil G entweicht, kann alsdann ihre Mündung oberhalb des Niveau's in der Kammer A haben. Mit dem Wasser in der Kammer A sinkt auch der Schwimmer M, wirkt auf den Hebel N und |273| bringt ihn in verticale Lage. Wenn sich die Kammer entleert hat, so kippt der Hebel in die nach der anderen Seite geneigte Lage über und führt dadurch das Ventil L in die seiner Anfangsstellung entgegengesetzte Lage. In diesem Momente verwandelt sich die Einwirkung des Injectors auf die beiden Kammern in die umgekehrte, indem er die Luft aus der soeben vom Wasser entleerte Kammer A saugt und dagegen den Dampf- und Luftstrahl in die inzwischen mit Wasser gefüllte Kammer B bläst. Auf diese Weise werden die beiden Kammern abwechselnd geleert und gefüllt; die Thätigkeit des Apparates ist also eine ununterbrochene. Wenn das Ausströmungsrohr offen bleibt, so kann man das durch den Dampf- und Luftstrahl veranlaßte heftige Geräusch dadurch verhüten, daß man an dem oberen Ende dieses Rohres einen Schallbrecher (sound killer) S anbringt. Dieser besteht aus einer Art Metalltrommel, welche inwendig mit einem System durchbrochener Scheidewände versehen ist, eine Anordnung welche erfahrungsgemäß für den beabsichtigten Zweck vollkommen hinreicht.

Folgendes sind die Resultate, welche bei einem zum Zweck der Wasserhebung angestellten Vorversuch mit dem in Fig. 12 dargestellten rohen Apparat erzielt wurden. Der Injector E stand durch eine zwei-zöllige Röhre F mit einem geschlossenen Behälter A von 10,3 Kubikfuß (291,5 Liter) Inhalt in Verbindung, in welchen das Wasser durch eine gleichfalls zweizöllige Saugröhre D aus verschiedenen Höhen gehoben wurde. Der Querschnitt der für die Luftpassage bestimmten äußeren ringförmigen Oeffnung des Injectors betrug 0,35 Quadratzoll und der Querschnitt der inneren centralen Oeffnung 0,16 Quadratzoll, der Gesammtquerschnitt also 0,51 Quadratzoll (339 Quadratmillimeter). Mit einem Querschnitte der Dampföffnung von 0,09 Quadratzoll (58 Quadratmillimeter) und mit einem Drucke von 60 Pfund per Quadratzoll (4,21 Kil. per Quadratcentimeter) in dem speisenden Dampfkessel hob der Injector 10,3 Kubikfuß Wasser auf eine Höhe von 12 Fuß (291,5 Liter auf eine Höhe von 3,65 Met.) in 40 Secunden, und die nämliche Quantität auf eine Höhe von 17 1/2 Fuß (5,32 Met.) in 75 Secunden. Mit dem nämlichen Querschnitte für die Luft, und mit einem Querschnitte von 0,08 Quadratzoll (52 Quadratmillimeter) für den Dampf und 50 Pfund Druck (3,51 Kil. per Quadratcentimeter) im Dampfkessel wurden jene 10,3 Kubikfuß Wasser in 40 Secunden auf eine Höhe von 15 Fuß (4,56 Met.) gehoben. Die Höhe, auf welche das Wasser gehoben wird, hängt von der Dampfspannung und der Quantität desselben, zum Theil von der Weite des Strahles ab.

|274|

3. Verdampfung bei der Zuckerfabrication.

Die mit dem neuen Apparate erlangten ausgezeichneten Resultate brachten Hrn. R. A. Robertson in London auf den Gedanken, denselben bei den Siedepfannen für die Zwecke der Zuckerfabrication in Ostindien anzuwenden; wir geben seine hierauf bezüglichen Mittheilungen im Folgenden.

Man hat den Versuch gemacht, und zwar mit ausgezeichnetem Erfolg, die Luftpumpen bei den Pfannen worin der Syrup im luftverdünnten Raum eingekocht wird, durch den Dampfstrahlinjector zu ersetzen. Die Einfachheit der ganzen Anordnung sichert dieser neuen Anwendung eine große Zukunft in den Colonien.

Jedermann kennt den bedeutenden Verlust in qualitativer und quantitativer Hinsicht, welcher durch die hohe Temperatur herbeigeführt wird, auf die man den Saft des Zuckerrohres zu bringen genöthigt ist, wenn man die Abdampfung nach dem älteren Verfahren in großen offenen Pfannen vornehmen will. Man hat mehrere sinnreich construirte Pfannen vorgeschlagen und zum Theil auch in Anwendung gebracht, um die Abdampfung bei niedriger Temperatur vor sich gehen zu lassen. Da diese vervollkommneten Pfannen aber einerseits weit kostspieliger sind, andererseits eine viel größere Sorgfalt erfordern, so ist man beinahe überall auf die alte Methode, trotz ihrer Mißstände, zurückgekommen. Von allen Einrichtungen, welche adoptirt worden sind, um die Abdampfung bei einer niedrigen Temperatur zu realisiren, ist die sogenannte Vacuumpfanne, in Verbindung mit einem System von Luftpumpen, noch die beste, wenn sie sorgfältig ausgeführt wurde. Sind die Umstände günstig, so läßt sich mit ihr eine sehr rasche Abdampfung bei einer niedrigen Temperatur erzielen. In den Zuckersiedereien der Colonien sind jedoch beinahe alle Umstände dieser Methode ungünstig. Das zur Condensation des Dampfes nothwendige Wasser hat in diesen Klimaten eine so hohe Temperatur, daß man genöthigt ist, dasselbe in großen Quantitäten anzuwenden; hieraus ergibt sich das Bedürfniß mächtiger Pumpen, welche neben der Evacuirung der Pfannen gewaltige Wassermassen herbeizuschaffen haben. Kurz, es knüpft sich hieran ein Aufwand an sehr kostspieligen Hülfsmitteln, welche einer sorgfältigen Ueberwachung bedürfen und häufige Reparaturen im Gefolge haben.

Dagegen gestaltet sich die Anwendung der nämlichen Pfanne sehr einfach, wenn man das Vacuum mit Hülfe eines Injectors in der durch die Figuren 13 und 14 angedeuteten Weise erzeugt. In diesem Falle bedarf es nur einer gewissen Quantität Wasserdampfes von mäßiger |275| Spannung, um einen Strahl in A zu treiben, und auf diese Weise die durch das Sieden des Syrupes oder irgend einer anderen in dem Kessel B eingeschlossenen Flüssigkeit erzeugten Dämpfe aufzusaugen. Diese Dämpfe streichen mit dem durch die Röhre E herbeigeleiteten Dampfe des injicirten Strahles durch die Heizröhren D des Kessels, und tragen mit zur Beförderung der Verdampfung bei. Das Handrad C dient zur Regulirung des Querschnittes der Dampfstrahlöffnung. In Folge dieser Combination ist man der seitherigen kostspieligen Erzeugung des Vacuums mittelst Luftpumpen, welche durch Dampfmaschinen oder andere Motoren in Betrieb gesetzt werden, überhoben, und die Speisung eines Condensators, in gewissen Fällen eine Hauptfrage, fällt hinweg. Alles dieses ersetzt der Dampfinjector, ein verhältnißmäßig einfacher und billiger Apparat, der kaum einer Beaufsichtigung bedarf und seinen Dienst regelmäßig versieht.

Die mit dem vorstehenden Abdampfungsverfahren angestellten Versuche sind von so gutem Erfolge begleitet gewesen, daß man gegenwärtig einen Kessel nach einem von uns construirten Modell baut, welcher die Verdampfung von 50 Kubikfuß (14 Hektoliter) Wasser in 24 Stunden, und die Erzeugung einer anhaltenden Luftverdünnung von 18 bis 20 Zoll (450 bis 500 Millimeter) Quecksilbersäule gestattet.

Die in Fig. 14 dargestellte Verdampfungspfanne zeigt den Injector in seiner einfachsten Anordnung. Derselbe kann aber auch mit gleichem Vortheile bei den sogenannten Abdampfapparaten mit doppelter oder dreifacher Wirkung in Anwendung gebracht werden. – Man hat sich desselben mit Erfolg bedient, um das Vacuum in einer Pfanne zu erzeugen, zu welcher ein Condensator gehörte, der hoch genug über dem Boden angeordnet war, um das Wasser, worin die Dämpfe des Syrupes sich condensirt hatten, einfach durch seine Schwere auf die Vacuumkammer fließen zu lassen; der Injector hatte in diesem Falle nur die Luft und eine kleine Menge der Syrupdämpfe zu entführen.

Man hofft, der Injector werde sich, in Folge seiner Billigkeit und Einfachheit, in den Colonien behufs der Trennung der Melasse vom Zucker sehr nützlich bewähren. Indem er die Luft unterhalb des durchlöcherten Bodens der Behälter, in denen sich die feuchte Zuckermasse befindet, aufsaugt, nöthigt er den Syrup oder die Melasse unter dem Einfluß des atmosphärischen Druckes durch den Behälterboden abzufließen. Dieses Verfahren bietet einen Ersatz für die rohe und unvollkommene Methode, die Flüssigkeit vermöge ihrer eigenen Schwere abzuführen, und ebenso für die allerdings vollkommenere aber kostspieligere Methode des Deckens durch Centrifugalkraft.

|276|

4. Siemens' Gasofengebläse.

Der Verfasser hat Gelegenheit gehabt, den Injector häufig in der in Fig. 15 und 16 dargestellten Weise als Gebläse anzuwenden, um die Verwandlung des Brennmateriales in brennbare Gase in seinen Gasöfen (Gas-Generatoren) zu beschleunigen. Das Gebläse B ist in einer der Seitenmauern des Ofens angebracht, und der vereinigte Luft- und Dampfstrom tritt durch die Oeffnung A in den durch die Thür D abgeschlossenen Raum C unterhalb des Rostes. Die geringe mit der Luft eintretende Dampfmenge reicht gerade hin, um die Erzeugung des brennbaren Gases zu erleichtern. Indem nämlich der Dampf durch das weißglühende Brennmaterial streicht, verwandelt er sich in Wasserstoff- und Kohlenoxydgas. Der Dampf gelangt in den Injector durch ein Seitenrohr E, welches sich von der Hauptröhre F abzweigt. Letztere speist nämlich eine Anzahl für eine ganze Reihe von Oefen bestimmter Apparate. Das in dem Rohr E angebrachte Ventil G hat den Zweck, den Dampf von den außer Betrieb befindlichen Injectoren abzusperren, und ein kleiner Hahn L dient zum Ablassen des in der Röhrenleitung sich bildenden Condensationswassers.

Diese Gebläse, in Anwendung auf die Generatoren brennbarer Gase für Heizzwecke, gewähren folgende Vortheile. Sie gestatten die Anwendung von Kohlenpulver der geringsten Qualität; zugleich steigern sie die Gaserzeugung jedes Ofens, welcher dieses geringwerthige Brennmaterial consumirt, von 1 1/2 Tonne vergasten Brennmateriales auf 3 Tonnen innerhalb 24 Stunden; endlich verbessern sie die Qualität des Gases durch die Erzeugung von Wasserstoffgas aus den der Luft beigemischten Wasserdämpfen.

Vorstehende Beispiele der Anwendung mögen als Beleg für die Wirksamkeit und den Werth des Injectors genügen. Andere nützliche Anwendungen bieten sich von selbst in allen denjenigen Fällen dar, wo es sich um die Evacuirung oder Comprimirung von Luft oder anderen Gasen handelt. Schließlich glaubt der Verfasser darauf aufmerksam machen zu dürfen, daß, obgleich die Anwendung des Dampfstrahles als mechanisches Agens an sich nicht neu ist, sondern bereits zu verschiedenen Zwecken und unter verschiedenen Formen Eingang gefunden hat, doch die mechanischen Bedingungen, unter welchen der Dampfstrahl das Maximum des Nutzeffectes zu entwickeln im Stande ist, bis jetzt noch nicht klar gestellt oder in der Art praktisch realisirt worden sind, daß sie Resultate darböten, welche mit den durch eine Dampfmaschine und Luftpumpe erzielten vergleichbar wären. Ein solches Resultat läßt sich aber |277| jetzt mit dem Dampfstrahl erreichen, indem man die elastische Kraft des Dampfes in die Triebkraft eines Gemisches von Dampf und Luft umwandelt und diese dann als Compressionskraft verwerthet, ohne irgend einen Verlust an Nutzeffect durch Wirbel, Schall- oder Wärmeerzeugung zu erleiden.

Diese Abhandlung wurde vom Verfasser in der Generalversammlung der Institution of Mechanical Engineers vom 2. Mai 1872 vorgelegt. – Ueber Siemens' Dampfstrahl-Luftexhaustor und dessen Anwendungen wurden im polytechn. Journal Bd. CCV S. 521, und speciell über seine pneumatische Depeschenbeförderung in Bd. CCVI S. 3 Notizen mitgetheilt.

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Wir lassen hier einige durch Hrn. Siemens constatirte Thatsachen folgen:

Indem man ein Gemisch von Luft und Dampf in die Atmosphäre ausströmen ließ, trieb man in der Minute mit einer Dampfspannung von 5 Pfund das nämliche Gewicht Luft hinaus, wie mit einer Spannung von 60 Pfund; der einzige Unterschied bestand darin daß man mit einer geringen Spannung das Maximum der Verdünnung oder der Verdichtung, welches der Injector erzeugen kann, schneller erreichte. Dieses Maximum, d.h. das Maximum der Spannungsdifferenz zwischen der Luft an dem Punkte wo der Dampfstrahl beginnt, und der Luft in dem zum Versuch genommenen Recipienten, war genau doppelt so groß mit Dampf von 100 Pfund, als mit Dampf von 50 Pfund Spannung. Je weiter die Luftverdünnung vorgerückt war, desto beträchtlicher war der Nutzeffect. Man brauchte, als man mit der Evacuirung eines Recipienten begann, eben so viel Zeit, um die Spannung der Luft um ein erstes Pfund unterhalb des Druckes der Atmosphäre zu vermindern d.h. um die Spannung von 15 auf 14 Pfund zu bringen, als zu der gleichen Reduction der Spannung in irgend einer anderen Periode der Operation, z.B. zu der Reduction derselben von 8 auf 7 Pfund.

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