Titel: Neuerungen an Condensatoren für Dampfmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1886, Band 261 (S. 145–150)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj261/ar261049

Neuerungen an Condensatoren für Dampfmaschinen.

(Patentklasse 14. Fortsetzung des Berichtes Bd. 247 S. 49.)

Mit Abbildungen auf Tafel 9.

Oberflächencondensatoren. Trotz des bedeutenden Vorzuges, welchen Oberflächencondensatoren vor Condensatoren mit Einspritzung des Kühlwassers besitzen, haben dieselben, abgesehen von den Schiffsmaschinen, noch lange nicht jene Verbreitung gefunden, welche sie verdienen. Ein Grund für diese Erscheinung ist jedenfalls in den mancherlei Schwierigkeiten zu finden, welche das Dichthalten der einzelnen Rohrverbindungen mit sich bringt. Es ist unmöglich zu umgehen, daſs die einzelnen Röhren sich nicht ungleich erwärmen; die hierdurch hervorgebrachte ungleichförmige Ausdehnung wirkt aber in der Art auf die Rohr Verbindungen, daſs dieselben bald mehr oder weniger undicht werden, was natürlich schlechte Wirkung des Condensators und Kraftverlust der Maschine nach sich zieht.

F. M. Wheeler in New-York sucht nach dem American Machinist, 1886 Bd. 9 Nr. 20 * S. 5 diesen Uebelständen dadurch vorzubeugen, daſs er die Röhren des Condensators nur an einem Ende befestigt und in dieselben, ganz ähnlich wie bei Fieldröhren der Dampfkessel (vgl. Hervier 1886 260 * 55), besondere Umlaufsrohre einschiebt. Fig. 13 Taf. 9 zeigt die getroffene Anordnung der Röhren. Die eigentlichen Abkühlungsrohre L sind in die eine Stirnwand J des Condensators eingeschraubt, am anderen Ende aber mit Kappen Q verschlossen. Hier liegen die Rohre L lose in den Löchern einer in den Condensator eingenieteten Platte. Fast bis an das Ende der Rohre L ragen die Umlaufsrohre M in dieselben hinein; befestigt sind die Rohre M in der Wand K eines besonderen Gehäuses für das Kühlwasser, welches letztere übrigens ebenso wohl durch die Umlaufsrohre ein- wie ausströmen kann.

Aus Fig. 12 Taf. 9 ist die Anordnung eines Condensators mit solchen Rohren zu entnehmen. Bei A strömt der Abdampf der Maschine ein, welcher sofort auf eine Prellplatte O trifft, durch welche der Dampf mit einer gewisssen Gleichmäſsigkeit über alle Röhren L vertheilt wird. Es ist dies sehr nothwendig; denn träfe der Dampf unmittelbar bei seinem Eintritte das Röhrenbündel, so würden die zunächst liegenden Röhren nur zu bald zerfressen werden. Das Condensationswasser (lieſst bei B ab. Das Kühlwasser tritt bei C in die Abtheilung F, strömt hier durch die Röhren M bis zur Tiefe der Kühlrohre und dann zu dem ringförmigen Raume zwischen beiden Röhren in die Kammer G, aus welcher es in die Abtheilung H übertritt, um nun noch die obere Hälfte der gesammten Röhren in gleicher Weise zu durchlaufen, worauf das Wasser durch das Rohr D aus der Kammer I zum Abflüsse gelangt. Sowohl die Kühl- wie die Umlaufsröhren sind von Messing; an den Enden sind dieselben verstärkt und mit Gewinde versehen. Ist es einmal nöthig, |146| zum Zwecke der Reinigung oder Ausbesserung die Röhren herauszunehmen, so geschieht dies in einfachster Weise durch Einsetzen eines Schraubenziehers in die hierzu an den vorderen Rändern vorgesehenen Einschnitte.

Mit einem Wheeler'schen Condensator sind betreffs der Leistungsfähigkeit Versuche vorgenommen worden. Der fragliche Condensator besaſs 0qm,3967 Kühlfläche (Oberfläche der äuſseren Röhren) und wurde sowohl unter Erzielung einer beträchtlichen Luftverdünnung (I), wie ohne Rücksicht auf eine solche (II) geprüft. Die Ergebnisse waren folgende:

I) Mittlere Temperatur des Kühlwassers beim Eintritte 13,6°
Austritte 36,6
Mittlere Temperatur des Condensationswassers 58,9
Mittlere Luftverdünnung im Condensator 623mm
Condensirte Dampfmenge in der Stunde auf 1qm Kühlfläche 497k,65
II) Mittlere Temperatur des Kühlwassers beim Eintritte 25,8°
Austritte 39,4
Mittlere Temperatur des Condensationswassers 93,9
Condensirte Dampfmenge in der Stunde auf 1qm Kühlfläche 1094k,7.

Bei dem zweiten Versuche entsprach die Temperatur des Kühlwassers etwa der wärmsten Sommertemperatur.

Der verhältniſsmäſsig groſse Raum, welchen Oberflächencondensatoren bei einiger Leistungsfähigkeit einnehmen, welcher Uebelstand namentlich auf Schiffen empfunden wird, kann durch die möglichste Vertheilung des Dampf- und Wasserstromes herabgemindert werden. Einen solchen Vorschlag macht Will. W. Beaumont in London (* D. R. P. Nr. 32045 vom 25. November 1884). Der in Fig. 3 und 4 Taf. 9 veranschaulichte Condensator besitzt in dem Gehäuse H eine Zwischenplatte E, in welcher Löcher zum Hindurchtreten von schraubenartig in einander gewundenen Röhren T (vgl. Kirkaldy 1883 250 * 292) von wellenförmigem Querschnitte angebracht sind. Diese Röhren sind mit Muttern oben und unten in Platten F und J befestigt und treten frei durch die Löcher der Platte E, welche einen 2 bis 3 mal gröſseren Durchmesser als die Röhren T haben. Das bei C in das Gehäuse H einströmende, bei D aus demselben wieder ablaufende Wasser tritt dadurch in einem ringförmigen Strahle durch dieselben aus den Löchern der Platte E und dieser Strahl wird bei seiner Berührung mit den gewundenen Röhren T, durch welche der Dampf von A nach B strömt, sofort zertheilt. Damit das Wasser nicht nur durch die Löcher am Umfange der Zwischenplatte E tritt und nur die dem Austritte desselben am nächsten gelegenen Röhren umspült, sind die Löcher in der Mitte der Platte E gröſser als die in der Nähe des Wasseraustrittes bei D gelegenen.

Man kann auch entgegengesetzt der beschriebenen Dampf- und Wasserführung das Kühlwasser durch die Röhren T leiten und diese anstatt vom Wasser vom Dampfe umspülen lassen; der Dampf müſste dann bei D ein-, das Condensationswasser bei C austreten und das Kühlwasser bei B ein- und bei A abgeführt werden. Der Apparat, welcher |147| auch als Speisewasservorwärmer Verwendung finden kann, wenn man denselben passend in die Speiseleitung einschaltet, scheint jedoch hauptsächlich aus den oben angeführten Gründen als Condensator für Schiffsmaschinen geeignet, da durch die als zweckentsprechend zu bezeichnende Einrichtung wesentlich geringe Abmessungen erreicht werden können, was besonders für Torpedofahrzeuge von Vortheil sein dürfte.

Bei dem von F. und E. Hocking in Liverpool (* D. R. P. Nr. 31764 vom 11. Januar 1885) angegebenen Oberflächencondensator ist wie bei dem vorbeschriebenen auf eine möglichste Zertheilung des Wasserstrahles und Vergröſserung der Kühlfläche, wobei die Ausdehnung der einzelnem Theile unbehindert erfolgen kann, Rücksicht genommen. In dem Gehäuse A (Fig. 11 Taf. 9) befindet sich zwischen der oberen und unteren ringförmig gewellten Scheidewand f bezieh. g eine Anzahl Doppelrohre, welche am besten aus Kupferblech hergestellt werden. Die äuſseren und inneren Rohre b bezieh. b1 sind an den Enden mit einander verlöthet und bilden durch entsprechende Einkerbungen der äuſseren Rohre die Zwischenräume schraubenförmiger Kanäle a. Um dem Dampfe Zutritt in diese Kanäle und dem Condensationswasser Abfluſs aus denselben zu gestatten, sind die Röhren an den Enden mit T-förmigen Rohrstücken e versehen und letztere mit den Scheidewänden durch Gewinde und Muttern fest verbunden. Die obere Wand f liegt zwischen der oberen Flansche des Gehäuses A bezieh. der Dampfkammer B, während sich die untere Scheidewand g zwischen der anderen Flansche des Gehäuses bezieh. des Kastens C befindet. Der Eintritt bezieh. Austritt des Kühlwassers erfolgt bei D und E, der Dampf strömt bei F in die Kammer B.

Die Schraubenkanäle a können auch durch gewundene, zwischen die Rohre eingelegte Drähte d (vgl. Fig. 9 Taf. 9), welche sich dicht an die Rohrwände anlegen, gebildet werden. Bei dem ebenfalls für diesen Condensator bestimmten Doppelrohre Fig. 10 Taf. 9 hat auch das innere Rohr b1 schraubenförmige Einkerbungen a erhalten, deren Richtung indeſs, damit der Dampf theils nach rechts und theils nach links über die Oberfläche des inneren Rohres b1 strömen kann, entgegengesetzt zu den Einkerbungen des äuſseren Rohres b ist. Ein Ausdehnen und Zusammenziehen der Rohre gestatten die gewellten und dadurch federnden Scheidewände f und g. Ein Vorzug der Anordnung dürfte in der leichten Zugänglichkeit, bedingt durch das leichte Auseinandernehmen der einzelnen Theile, liegen.

Der beschriebene Condensator soll nun namentlich zur Gewinnung von Süſswasser auf Schiffen1) dienen. In dem Kasten C befindet sich hierzu das Filter H; das sich in ersterem sammelnde condensirte Wasser wird durch das Rohr I für den Gebrauch entnommen, nachdem die Abkühlung desselben durch Luftzuführung mittels des Rohres L erfolgt ist.

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Einspritzcondensatoren. Um auch bei Einspritzcondensatoren Erhöhung der Leistungsfähigkeit durch möglichste Zertheilung des Wasserstrahles zu erzielen, hat Oscar Wirth in Neuschönefeld bei Leipzig (* D. R. P. Nr. 31772 vom 22. November 1884) die in Fig. 1 und 2 Taf. 9 dargestellte Einrichtung getroffen (vgl. Naundorf 1884 253 * 263). Im Inneren des Condensatorgehäuses A ist eine groſse Anzahl radialer oder je nach der beliebigen Form des Gehäuses in anderer Weise angeordneter Stäbe i mit pyramidenähnlichen Aufsätzen von viereckigem oder dreieckigem Querschnitte angebracht, durch welche das durch O neben der Dampfeinströmung D eintretende Wasser, welches bereits in Tropfen von der durchlochten und kegelförmig gestalteten Scheibe V abfällt, noch weiter zertheilt wird. Die Stäbe i sind in Ringe b eingenietet, welche lose über einander in dem Condensatorgehäuse liegen, und so angeordnet, daſs die seitliche Kante jedes Stabes über der Mitte des darunter befindlichen Stabes liegt. Der Austritt des Wassers erfolgt durch den Stutzen P.

Bei den in Deutschland von Gebrüder Körting (vgl. 1885 255 * 60) u.a. ausgeführten sogen. Injector- und Ejectorcondensatoren (vgl. auch C. Eilt 1883 247 * 53) ist zur Erhaltung einer gleichförmigen Luftverdünnung ein starker Druck des kalten Wasserstrahles nöthig und muſs daher das kalte Wasser oft in einen hoch liegenden Behälter gehoben werden. Auſser diesem Nachtheile ist eine leichte Verstopfung des Apparates möglich, wenn zur Erzielung der nöthigen Geschwindigkeit des Einspritzwassers sehr enge Röhren benutzt werden. Ein weiterer Nachtheil kann sich bei solchen Condensatoren noch dadurch ergeben, daſs eine gröſsere Wassermenge eingespritzt wird, als zur vollständigen Condensation erforderlich ist. Dadurch wird die Temperatur des Condensationswassers bedeutend erniedrigt, was bei der Speisung des Dampfkessels mit diesem Wasser ins Gewicht fallen kann.

Alle diese Nachtheile wollen nun J. L. Alberger in Buffalo und Th. Sault in New-Haven (* D. R. P. Nr. 33965 vom 19. Mai 1885) dadurch beseitigen, daſs ein solcher Condensator mit einer Zwillingspumpe verbunden wird, welche so eingerichtet ist, daſs sie das Luft- und Wassergemisch ebenso schnell aus dem Condensator herausschafft, als es sich darin ansammelt, und auf diese Weise einen gleichförmigen und beständigen Strom bei einer hohen Geschwindigkeit erzeugt.

Der eigentliche Condensator zeigt keine wesentliche Neuerung. Wie aus Fig. 6 Taf. 9 zu entnehmen ist, tritt das Einspritzwasser bei b in die Brause c und aus derselben in das kegelförmige, nach der Condensatorpumpe führende Rohr a, in welchem die Vermischung mit dem Dampfe stattfindet. Die Brause c kann nach Abnahme des oberen Verschluſsdeckels herausgezogen werden, was bezüglich ihrer Reinigung von Bedeutung ist. Das Rohr d (Fig. 7 und 8 Taf. 9), in welches das kegelförmige Rohr a mündet, hat einen gröſseren Querschnitt als die |149| untere Mündung des Rohres a, so daſs das Luft- und Wassergemisch so schnell abflieſsen kann, daſs es dem im Rohre a laufenden Strome kein Hinderniſs bietet.

Zur Erzeugung einer Luftverdünnung wird eine Zwillingspumpe benutzt, welche bei Ejectorcondensatoren deshalb vortheilhaft arbeiten kann, weil bei solchen das Einspritzwasser und das von der Condensation des Dampfes herrührende Wasser zusammen mit dem nicht verflüssigten Dampfe und der in den Condensator eingesaugten Luft, wenn sie aus dem Condensator kommen, so vollständig mit einander gemischt sind, daſs sie eine Flüssigkeit von fast gleichförmiger Dichte bilden. Dieser Zustand ist bei einem gewöhnlichen Condensator nicht vorhanden, in welchem sich das Wasser von der Luft und dem Dampfe trennen kann, ehe der Austritt aus dem Condensator erfolgt. Die Pumpe muſs dann während eines Theiles ihres Hubes auf Wasser und während des übrig bleibenden Theiles des Hubes auf Luft wirken.

Die in dem vorliegenden Falle gewählte Pumpe gleicht in ihrer allgemeinen Construction der bekannten Worthington'schen sogen. Duplexpumpe (vgl. 1883 250 5). Diese besitzt zwei Dampfcylinder mit Steuerungen, bei welchen der Schieber des einen Cylinders von der Kolbenstange des anderen aus bewegt wird, und ferner zwei Pumpencylinder, welche mit Saug- und Druckkammern in Verbindung stehen und deren Kolben unmittelbar mit den Kolbenstangen der Dampfcylinder verbunden sind. Das Rohr d kann in die Saugkammer e ausmünden; wegen der Ersparniſs an Raum und Material und um der Pumpe genügende Festigkeit zu geben, ordnet man die Saugkammer e vorzugsweise so an, wie in Fig. 7 und 8 angegeben.

Diese Einrichtung ermöglicht, den eigentlichen Condensator über der Pumpe anzubringen und das Rohr d in gerader Richtung nach unten durch die Druckkammer zu führen und ganz innerhalb des Pumpengehäuses anzuordnen. Hierbei sind beide Pumpencylinder und die Saug- und Druckkammer in ein einziges Gehäuse eingeschlossen. Die Saug- und Druckventile sollen sich in der durch Fig. 5 Taf. 9 veranschaulichten Form bewährt haben. Die Ventilsitze sind rund und werden so angebracht, daſs dieselben etwas über dem umgebenden Gehäuseboden vorstehen, um ein Anhäufen von Bodensatz unter den Klappen zu verhindern. Die Kraft, welche dem durch den Condensator gehenden Luft- und Wassergemische innewohnt, wird benutzt, um die Wirkung der Pumpe zu unterstützen. Durch Versuche soll ermittelt worden sein, daſs die Pumpe bei einer Luftverdünnung von 711mm im Condensator und bei genügendem Wasserzuflusse so construirt werden kann, daſs sie gegen einen Widerstand von ungefähr 152mm Atmosphärendruck arbeitet.

Bei der gezeichneten Pumpe sind nur ungefähr 0,3 mehr Raum in den Pumpencylindern nöthig, um das Luft- und Wassergemisch zu entfernen, als zur bloſsen Absaugung des Einspritzwassers erforderlich sein |150| würde. Die Mischung von Luft und Wasser geschieht in dem Rohre a angeblich auf so vollkommene Weise, daſs die Pumpe sich durchaus ruhig und gleichförmig bewegt und daher das Wasser auf eine beliebige Höhe fördern kann, ohne die Wirksamkeit des Condensators zu schwächen. Dies kann von Wichtigkeit in solchen Fällen sein, wo es gewünscht wird, das Wasser für ferneren Gebrauch in einem hoch gelegenen Behälter zu sammeln, weil die Notwendigkeit fortfällt, eine besondere Pumpe für diesen Zweck aufzustellen.

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Vgl. Kirhaldy 1883 250 * 292 bezieh. auch Pearce 1886 259 * 314. Fixary 1886 260 * 506.

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