Titel: Neuerungen an Condensatoren für Dampfmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1883, Band 247 (S. 49–54)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj247/ar247021

Neuerungen an Condensatoren für Dampfmaschinen.

(Schluſs des Berichtes S. 5 d. Bd.)

Patentklasse 14. Mit Abbildungen auf Tafel 5.

Für die Fälle, in welchen das Kühlwasser schwer zu beschaffen ist, wurde schon vielfach die Benutzung der Luft als Kühlmittel in Vorschlag gebracht. Hierdurch würde noch der Vortheil erreicht, daſs die Flächen, auf welchen sich sonst die Niederschläge aus dem Kühlwasser absetzen, rein bleiben; doch haben sich bisher, so viel bekannt, derartige Einrichtungen nicht bewährt. Zunächst ist für Luft wegen des geringeren Wärmeübergangscoefficienten eine viel gröſsere Kühlfläche nothwendig als für Wasser und ferner erfordert die Herstellung des nöthigen Luftzuges in der Regel einen beträchtlichen Arbeitsaufwand.

Um den letzteren zu vermeiden, will Fr. Honigmann in Aachen (Erl. * D. R. P. Nr. 5632 vom 8. Januar 1878) bei stationären Dampfmaschinen den Zug des vorhandenen Schornsteins benutzen. Der Condensator (welcher unzweckmäſsiger Weise in der Zeichnung aus einem einzigen, in Schlangenwindungen gelegten Rohre gebildet wird) soll etwa, wie in Fig. 1 Taf. 5 angedeutet ist, oberhalb eines seitlich in den Schornstein mündenden Kanales d aufgestellt werden. Das Rohr, durch welches der Dampf von unten nach oben geleitet wird, ist am unteren Ende mit einer Warmwasser pumpe, am oberen Ende mit einer Luftpumpe verbunden. Es ist anzunehmen, daſs der Schornsteinzug durch diese Anordnung beeinträchtigt würde.

In richtiger Würdigung der Thatsache, daſs feuchte Luft eine bedeutend gröſsere Wärmeaufnahmefähigkeit besitzt als trockene Luft, d.h. daſs von einem warmen Körper in gleicher Zeit an feuchte Luft eine gröſsere Wärmemenge abgegeben wird als an trockene Luft, soll nach Fr. Fouché in Paris (Erl. * D. R. P. Nr. 14384 vom 10. December 1880) die zur Kühlung dienende Luft vor dem Eintritt in den Condensator angefeuchtet werden. Zu diesem Zweck wird die durch einen Ventilator eingepreſste Luft durch vertikal aufgespannte Metallsiebe geleitet, welche von oben durch Spritzröhren mit Wasser berieselt werden. Hierbei wird zugleich die Temperatur der Luft, welche, im Sommer an sich schon ziemlich hoch, durch die Verdichtung im Ventilator noch gesteigert ist, herabgezogen. Statt auf die angegebene Art könnte das Wasser auch als Sprühregen in den Luftstrom eingespritzt werden. Der von Fouché verwendete Condensator besteht, wie Fig. 2 Taf. 5 zeigt, aus vertikalen, in zwei ebenen Endplatten befestigten Röhren von etwa 20mm Durchmesser, deren Verbindung oben und unten in recht einfacher Weise durch aufgeschraubte, mit Rippen versehene Hauben hergestellt ist. Die Rohrplatten sind auf den äuſseren Flächen abgehobelt und die Theilrippen sorgfältig auf denselben abgedichtet. Um die Abnahme der |50| Hauben behufs Reinigung der Röhren zu vermeiden, ist in der oberen Haube über jeder Röhre ein mittels Schraubenbolzen verschlieſsbares Loch angebracht. In dem Maſse, als sich der Dampf auf seinem Wege zu Wasser verdichtet, kann auch der Durchströmungsquerschnitt für denselben allmählich kleiner genommen werden. Dem entspricht es, daſs hier der bei T eintretende Dampf zunächst durch zwei und später durch nur eine Längsreihe der Röhren geführt wird. Auſserdem sollen die Röhren der ersten Reihen, da diese sich am leichtesten durch Fetttheilchen verstopfen, einen gröſseren Durchmesser als die übrigen erhalten. Das sich in der unteren Haube ansammelnde Wasser flieſst durch U ab. Mit Hilfe eines Ventilators wird die Luft in der Richtung der Pfeile Fig. 2 durch das Röhrenbündel gesaugt.

Auch bei den in Fig. 3 bis 6 Taf. 5 veranschaulichten, für Straſsenbahnlocomotiven bestimmten Einrichtungen von Th. Robertson jun. in Glasgow (* D. R. P. Nr. 18264 vom 7. August 1881) soll Luftkühlung zum Niederschlagen des Abdampfes (ohne Druckverminderung) benutzt werden, jedoch in einer Weise, welche den Einspritzcondensatoren entspricht. Der Dampf wird durch ein weites Rohr E in einen Wasserbehälter geleitet, soll aber auf dem Wege dahin durch eingepreſste Luft zum gröſsten Theil condensirt werden. Zu dem Zweck ist ein Theil des Rohres E mit einer groſsen Anzahl feiner Bohrungen (vgl. Fig. 3 und 5) oder eingesägter Schlitze (vgl. Fig. 1) versehen und mit einem Mantel k umgeben, in welchen mittels eines Ventilators Luft eingetrieben wird. Die Löcher sollen schräg durch die Rohr wand gehen, wie in Fig. 3, damit die durchströmende Luft zugleich eine saugende Wirkung auf den Dampf ausübe. Um diese noch zu verstärken, ist am Ausgang des durchlöcherten Rohrtheiles ein Ringspalt p (Fig. 5) angebracht. Auch an dem in das Wasser eintauchenden Ende des Dampfrohres kann, wie Fig. 3 zeigt, die Durchlöcherung in Verbindung mit dem Mantel angeordnet werden. Unterhalb der düsenartigen Mündung ist ein Trichter q und Vertheilungsschirm r zur Beförderung der Wasserströmung eingehängt. Durch die Oeffnung w kann stets Luft in das Abdampfrohr eindringen, damit, wenn der Dampf von den Cylindern abgesperrt ist und in diesen eine Verdünnung eintritt, das Wasser aus dem Behälter nicht in die Cylinder eindringen kann. Bei der Anordnung Fig. 6 sind in das Abdampfrohr zwei kegelförmige ummantelte Theile und zwischen beiden enge Röhren l eingeschaltet, welche möglichst dem freien Luftzuge auszusetzen sind. – Der nicht condensirte Dampf (dies wird wohl die gröſste Menge sein) soll nach der Patentschrift in den Feuerraum geleitet werden, um zur Zugbeförderung zu dienen.

In den Fig. 7 bis 9 Taf. 5 ist ein Condensator von C. Wigand in Bielefeld und F. Becker in M.-Gladbach (Erl. * D. R. P. Nr. 7362 vom 19. November 1878) abgebildet, bei welchem Wasser- und Luftkühlung vereinigt sind. Zwei gewöhnliche Röhrencondensatoren A und B sind |51| über einander aufgestellt und werden von dem Dampf nach einander von oben nach unten durchströmt. Der obere (A) ist für die Luftkühlung, der untere (B) für Wasserkühlung bestimmt, und zwar wird das Kühlmittel durch die Röhren geleitet, während der Dampf dieselben umspült. Von dem Wasserzufluſsrohr w ist ein seitlicher Arm abgezweigt, durch welchen Wasser in den Dampfraum eingespritzt wird. Mittels des Hahnes d kann die Menge des Einspritzwassers regulirt werden. Bei dieser Verbindung treten sowohl die Vortheile, wie die Nachtheile beider Systeme in geringerem Grade auf.

Das gleiche Patent betrifft noch ein Verfahren, nach welchem, abgesehen von geringen Verlusten, immer wieder dasselbe Kühlwasser benutzt werden soll. Der Vorschlag geht dahin, statt bei Wassermangel die Luft direkt im Condensator zu verwenden, das in letzterem erwärmte Wasser in flachen Cascaden der freien Luft auszusetzen, so daſs ihm von dieser unter theilweiser Verdunstung die aufgenommene Wärme möglichst wieder entzogen würde. Die Stufen sollen an den Rändern mit sägeförmig ausgeschnittenen Blechen versehen werden, so daſs das Wasser in feinen Fäden von Stufe zu Stufe rieselt. Derartige Anlagen könnten zugleich eine Zierde der Fabrikhöfe und Gärten bilden. Indessen werden dieselben im Sommer wenig wirksam sein und im Winter mancherlei Uebelstände mit sich bringen. Aehnliche Vorschläge sind übrigens schon mehrfach gemacht worden (vgl. z.B. Wellner 1882 245 268).

Hierher gehört auch der Condensator von W. Black und Th. Hawthorn in Gatesfield-on-Tyne, England (Erl. * D. R. P. Nr. 10881 vom 8. Februar 1880), welcher in Fig. 10 und 11 Taf. 5 dargestellt ist. Zwei kastenartige geschlossene Gefäſse A sind durch eine groſse Anzahl enger Röhren B, sowie unten durch eine weite gebogene Röhre C mit einander verbunden und mitsammt diesen Röhren möglichst vollständig der atmosphärischen Luft ausgesetzt. Das eine etwas erweiterte Ende der Röhre C ist mit mehreren Düsen F versehen, unterhalb deren das Dampfrohr D mündet. Für den Betrieb wird der ganze Behälter bis etwa 50 oder 60mm über den Röhren mit Wasser gefüllt, so daſs mithin der Abdampf direkt in das Wasser bläst. Sehr geräuschlos wird dies wohl nicht stattfinden. Durch das Einblasen des Dampfes entsteht, wie leicht ersichtlich, ein Kreislauf des Wassers im Sinne der Pfeile, wobei dasselbe in den Röhren B Wärme an die Luft abgibt. Von Zeit zu Zeit muſs ein Theil des Wassers durch den Hahn G abgelassen werden, weil der sich niederschlagende Dampf die Wassermenge vermehrt. Die Einrichtung ist jedenfalls nur zur Condensation unter Atmosphärendruck bestimmt und zwar hauptsächlich für Locomotiven, bei denen durch die Fortbewegung selbst ein kräftiger Luftstrom erzeugt wird. Aber auch in diesem Falle wird, wie bei den in Fig. 3 bis 6 Taf. 5 dargestellten Einrichtungen, die Wärmeabgabe an die Luft zu gering sein, um eine erhebliche Menge des Abdampfes niederzuschlagen.

|52|

Während man in dieser Richtung die Pumpen für das Kühlwasser überflüssig zu machen suchte, war man auch schon seit langer Zeit darauf bedacht, eine Verdünnung ohne Luftpumpe herzustellen. Bekannt sind namentlich in Zuckerraffinerien die Condensatoren mit angehängter Wassersäule (vgl. z.B. Sault 1877 224 * 29). Aber auch diese Anordnungen erfordern zum Absaugen der Luft eine wenn auch nur kleine Luftpumpe. Ganz vermieden wird dieselbe bei den weniger bekannten Constructionen, bei welchen der Abdampf selbst zu Anfang jedes Kolbenhubes die Luft austreibt, wobei allerdings während dieses ersten Theiles des Kolbenhubes die Verdünnung fortfällt. Ein derartiger Condensator wurde zuerst im J. 1826 von dem Mecklenburger Dr. E. Alban bei einer einfach wirkenden Balanciermaschine angewendet (vgl. auch 1851 120 * 161). Die einzige Schwierigkeit bei diesem Verfahren liegt darin, den ersten Dampfstrahl, welcher zu Anfang jedes Hubes die Luft austreibt, schnell zu condensiren, damit möglichst bald die Verdünnung im Condensator hergestellt werde. In der Regel suchte man dies durch Einspritzen von Wasser zu erreichen.

Der in Fig. 12 Taf. 5 dargestellte Condensator von W. Schweitzer in Freiburg, Baden (Erl. * D. R. P. Nr. 7487 vom 9. Mai 1879), bei welchem ebenfalls eine angehängte Wassersäule benutzt ist, soll anscheinend auch stoſsweise wirken. In einen mit Kühlmantel versehenen Cylinder tritt der Dampf durch ein durchlöchertes Rohr ein und treibt die Luft durch das Ventil h und das Wasser durch das Ventil i aus. Durch h wird auch ein groſser Theil des Dampfes entweichen. Sobald der Atmosphärendruck in dem Cylinder erreicht ist, schlieſst sich h; das Ventil i dagegen bleibt offen, bis die Spannung in Folge der eintretenden Condensation auf einen Werth, welcher der Höhe der angehängten Wassersäule entspricht, gesunken ist, also z.B. bei 5m Wassersäule auf 0at,5, bei 8m auf 0at,2 u.s.w. Soll der Apparat dauernd in Wirkung verharren, so muſs in dem Cylinder stets etwas Wasser zurückbleiben. Bei der Untersuchung der Wirkungsweise muſs die Anzahl der Kolbenhübe der Maschine und das Beharrungsvermögen des aus dem Condensator zu verdrängenden Wassers berücksichtigt werden. Jedenfalls ist in der gezeichneten Anordnung die Kühlfläche viel zu klein, um mehr als ganz unerhebliche Dampfmengen niederzuschlagen; auch wird die Verdünnung nicht sehr bedeutend sein können.

Ein dem vorigen ähnlicher, in Fig. 13 Taf. 5 veranschaulichter Condensator ist in Amerika an R. E. Williams in Grass Valley, Nevada County, Cal., patentirt. Auf einem Sockel C ist der mit Kühlmantel versehene Condensationscylinder A und ein Luftcylinder B aufgestellt. Der durch D einströmende Dampf stöſst zu Anfang jedes Hubes die Luft durch das Ventil i in den Cylinder B, aus dem sie durch r entweicht. Das Wasser läuft direkt aus dem Sockel durch w ab. Das Hauptaugenmerk ist bei dieser Construction auf eine bequeme Reinigung und Ausschaltung |53| des Condensators gelegt. Um denselben während des Betriebes nachsehen und reinigen zu können, ist nur nöthig, zwischen der oberen Flansche des Cylinders A und dem darauf gesetzten -Stück D eine Platte einzuschieben, das -Stück oben zu öffnen und ein Rohr auf dasselbe zu schrauben, durch welches dann der Dampf auspuffen kann. Am Sockel C sind Reinigungsklappen g angebracht.

Bei Wasserhaltungsmaschinen und anderen Dampfpumpen ist die Wassersäule im Saugrohr zur Unterhaltung einer Verdünnung im Condensator sehr geeignet. C. Hilt in Kohlscheid bei Aachen (* D. R. P. Nr. 865 vom 2. Oktober 1877) benutzt hierbei die in Fig. 14 bis 16 Taf. 5 abgebildete Einrichtung, aus einem in das Saugrohr eingesetzten Düsensystem und einem Einspritzcondensator bestehend. Der Abdampf tritt durch das Rohr G in den Topf A ein, in welchen durch die Brause H Wasser eingespritzt wird. Je nach der hierfür zur Verfügung stehenden Wassermenge wird in A ein gröſserer oder geringerer Theil des Dampfes niedergeschlagen. Der Rest gelangt mit der ausgeschiedenen Luft durch das Rohr K in die Düsen, wird hier durch die aufsteigende Wassersäule angesaugt und mit in den Saugwindkessel geführt, wobei der Dampf vollends condensirt wird. Das in A aus dem Dampf sich bildende Wasser flieſst mit dem Einspritzwasser durch M aus und wird gleichfalls von dem Wasser im Saugrohr mitgerissen. Damit beim Stillstand der Maschine durch G kein Wasser in dieselbe gelangen könne, ist vor der Mündung von G eine Klappe R angebracht.

Für eine gute Wirkung der Vorrichtung ist es wichtig, daſs der Einspritzcondensator nicht zu klein und die Röhren nicht zu eng sind; ersterer soll mindestens einen Inhalt gleich dem halben Cylindervolumen haben und der Querschnitt des Saugrohres soll um 50 Procent grösser genommen werden als der des Druckrohres. Der Düsenapparat ist auch früher schon bei Wasserhaltungsmaschinen verwendet worden; doch wurde damit immer nur eine mangelhafte Verdünnung erreicht. Durch die Hinzufügung des Einspritzcondensators wird die Wirkung bedeutend verbessert sein.

Ein Condensator ganz eigener Art ist der in Fig. 17 und 18 Taf. 5 dargestellte rotirende Apparat von Th. Elcoate in Newcastle-upon-Tyne (* D. R. P. Nr. 17781 vom 27. September 1881). Derselbe gleicht einer Centrifugalpumpe mit hohlen Flügeln und hohler Welle. Auch die Wirkungsweise ist im Wesentlichen die einer Centrifugalpumpe mit dem einzigen Unterschiede, daſs das angesaugte Wasser hier zugleich den Dampf niederschlagen und mitreiſsen soll. Der Innenraum jedes Flügels ist durch eingesetzte Bleche in drei Kanäle getheilt; durch den mittleren strömt der Dampf, durch die äuſseren das Kühlwasser. In die Hohlwelle, welche in der Mittelebene des Flügelrades mit einer Scheidewand versehen ist, tritt der Dampf von der einen Seite, bei P, ein, um durch die Oeffnungen H in die Flügel zu gelangen, während das |54| Kühlwasser auf der anderen Seite bei O zuströmt und durch die Oeffnungen S in die Flügel einflieſst. Die Dampfkanäle in den Flügeln verengen sich nach dem Umfang hin und bilden an der äuſseren Mündung einen engen Spalt, durch welchen der theilweise condensirte Dampf sammt der ausgeschiedenen Luft in das Kühlwasser übertritt. Das ganze Gemisch wird schlieſslich durch die Mündung R des Gehäuses ausgeworfen. Der Apparat wirkt hiernach zugleich als Condensator, Luftpumpe und Kaltwasserpumpe. Ob indessen mit demselben eine wesentliche Verdünnung im Abdampfrohr erreicht werden kann, dürfte zweifelhaft sein.

Zum Schluſs mag noch der in Fig. 19 und 20 Taf. 5 nach der Revue industrielle, 1881 S. 24 dargestellte „Anlaſs-Ejector“ von G. Rodger in Barrow-in-Furness erwähnt werden. Derselbe wird namentlich auf Dampfschiffen benutzt, um beim Anlassen der Maschine sofort, ehe dies sonst durch die Luftpumpen möglich ist, den Condensator zu entleeren. Der Ejector kann in jeder beliebigen Stellung mittels der Flansche a an dem Condensator befestigt werden. Wird dann kurz vor dem Anlassen der Maschine ein Dampfstrahl durch die Düse d geblasen, so saugt derselbe in kurzer Zeit den Condensator aus. Man kann bei dieser Einrichtung das sonst viel benutzte Verfahren, den groſsen Cylinder der Compoundmaschinen zunächst auch mit hoch gespanntem Dampf arbeiten zu lassen, vermeiden.

Whg.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Tafeln


Orte
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: