Titel: Siemens' Auftriebmotor.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1888, Band 270 (S. 500–503)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj270/ar270096

Siemens' Auftriebmotor.

Mit Abbildung auf Tafel 28.

Der wiederholt in die Praxis übersetzte Gedanke, durch den Auftrieb einer erhitzten Flüssigkeit eine in letztere eingetauchte Turbine zu bethätigen, hat durch eine Ausführung von Fr. Siemens in Dresden (* D. R. P. Kl. 46 Nr. 43 628 vom 16. Oktober 1887) eine neue interessante Lösung erfahren, welche zur Einführung dieser Motoren als Kleinkraftmaschinen vielleicht veranlassen dürfte (Fig. 3 Taf. 28).

Die Triebkraft dieses Motors gründet sich auf den Gewichtsunterschied zweier Flüssigkeitssäulen, von welchen die eine massiv und die andere mit Dampfblasen durchsetzt ist. Die Flüssigkeitssäulen sind oben und unten derart verbunden, daſs ein dauernder Umlauf entsteht, daſs also die massive und daher schwerere Säule abwärts und die mit Dampfblasen durchsetzte leichte Säule aufwärts strebt. Der Unterschied im Gewichte beider Säulen bildet die Triebkraft der Maschine, welche dadurch nutzbar gemacht wird, daſs in die umlaufende Flüssigkeit eine Turbine oder ein sonstiger Wassermotor eingeschaltet ist. In dem durchschnitten dargestellten Apparate wird Wasser als das treibende Element benutzt, obgleich bei etwas veränderter Construction auch andere schwere und verdampfbare Flüssigkeiten sehr wohl Verwendung finden könnten. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht der Apparat in der Hauptsache aus drei in einander gesteckten Röhren rr1 r2, von |501| denen die äuſsere r nach oben und unten je in einen gröſseren Behälter v und s ausläuft. Das mittlere Rohr r1 ist oben offen und endigt in den unteren Theil des oberen Behälters v, während dasselbe unten ebenfalls in einen etwas kleineren, geschlossenen Behälter s1 ausläuft. Das innerste, nach unten etwas erweiterte Rohr r2 ragt nach oben etwas hervor, bleibt aber unten und oben offen. Während die Rohre r und r1 oben im Behälter v frei einmünden, stehen diese Rohre unten mittels der in den Behältern s und s1 eingebauten Turbine t in Verbindung.

Das innerste Rohr r2 dient als Heizrohr und Schornstein zugleich, zu welchem Zwecke unten in der Erweiterung dieses Rohres ein mit Leuchtgas betriebener Heizapparat b eingesetzt ist.

Nachdem der ganze Apparat bis zur Mitte des oberen Behälters v mit Wasser gefüllt wurde, wird das Gas in den Brenner b durch Oeffnung des Hahnes h eingelassen und durch eine Oeffnung angezündet. Sobald nun das Wasser in dem engen concentrischen Raume zwischen den Röhren r1 und r2 erhitzt wird, findet bereits ein Umlauf des Wassers innerhalb des Apparates statt, welcher noch wesentlich erhöht wird, sobald das Wasser in dem inneren concentrischen Raume zum Kochen kommt. In Folge der Entwicklung von Dampfblasen und der Verwandlung des Wassers in Schaum wird das specifische Gewicht auf mehr als die Hälfte des ursprünglichen Gewichtes vermindert. Der entwickelte Dampf entweicht oben im Behälter o, zu welchem Zwecke derselbe eine gewisse Weite und Höhe haben muſs, damit der von unten eintretende Schaum zur verhältniſsmäſsigen Ruhe kommen kann, wodurch allein eine Ausscheidung der kleinen Dampf blasen bewirkt wird. Zu demselben Zwecke sind in dem Behälter noch einige enge Siebe angebracht, wodurch die Trennung des Wassers und Dampfes noch ferner gefördert und ein Auswerfen des Wassers verhindert wird. In dem äuſseren weiteren concentrischen Raume kann also das massive, von Dampfblasen gänzlich befreite Wasser wieder abwärts flieſsen und bildet demnach eine schwere Säule, welche direkt mit mehr als der Hälfte ihres Druckes auf die Turbine zur Wirkung kommt.

Es ist zu berücksichtigen, daſs das obere, im Behälter v auf den Kochpunkt, also auf 100° C. abgekühlte Wasser nach seinem Niedergange und Durchgange durch die unten liegende Turbine einem der inneren leichten Säule entsprechenden Drucke ausgesetzt ist, welcher einer höheren Kochtemperatur entspricht. Das Wasser müſste also erst bis auf die dem jeweiligen Drucke entsprechende Kochtemperatur gebracht werden, um kochen zu können, was einen verhältniſsmäſsig groſsen Wärmeaufwand erfordern würde. Zur theil weisen oder unter Umständen fast gänzlichen Beseitigung dieses Wärmemangels des niedergegangenen Wassers dient nun der Wärmeaustausch zwischen den entgegengesetzt laufenden Flüssigkeitsströmen in den beiden concentrischen |502| Räumen der Rohre r und r1. Die Wand des mittleren Rohres r1 überträgt die Wärme der aufsteigenden, nach Maſsgabe der nach oben geringer werdenden Kochtemperatur abzukühlenden Säule auf die niederwärts gehende, unten beinahe bis auf die Kochtemperatur des unteren Theiles der inneren Flüssigkeitssäule erhitzte absteigende Säule. Das Wasser tritt so vorgewärmt durch die Turbine in den untersten Theil des erweiterten mittleren Rohres r1 fast mit der vollen, dem dortigen Drucke entsprechenden Kochtemperatur. Der Dampf kann sich somit gleich unten entwickeln, während ohne diese Vorwärmung des nach unten flieſsenden Wassers die Dampfbildung erst im obersten Theile der aufsteigenden Säule stattfinden könnte, in welchem Falle nur ein sehr geringer Theil der Druckhöhe für den wirksamen Umlauf ausgenutzt werden könnte.

Die möglichst hohe und gleichmäſsige Druckausnutzung bildet eine Grundbedingung für die Krafterzeugung dieses Motores, und deshalb ist auch der möglichst vollkommene Wärmeaustausch zwischen den entgegengesetzt laufenden Flüssigkeitsströmen das wichtigste Erforderniſs. Ohne den Wärmeaustausch zwischen den auf und ab steigenden Flüssigkeitssäulen wäre ein praktischer Motor nur denkbar, wenn man lauter kurze, durch Siebe getrennte, über einander gestellte Umläufe der Flüssigkeit derart anordnete, daſs der Dampf, unten entwickelt, immer von einem zum anderen Kreislaufe, in jedem einzelnen wirkend, in die Höhe stieg, um erst aus dem obersten Kreislaufe zu entweichen. Die eingeschalteten Siebe würden dazu dienen, die Flüssigkeit jedesmal zur Umkehr zu zwingen, aber den Dampf durchlassen, um in jedem folgenden Umlaufe die gleiche Wirkung zu üben. Ein solcher Motor wäre aber schon deswegen sehr umständlich, weil jedes einzelne der über einander gestellten Systeme seine besondere Turbine haben müſste.

Die Heizung könnte auch um das äuſsere Rohr r gelegt werden, in welchem Falle die beiden concentrischen Räume ihre Rollen wechseln würden. Bei innerer Heizung ist es, wie auf der Zeichnung dargestellt, zweckmäſsig, um das äuſsere Rohr noch einen Mantel oder eine Umhüllung n zu legen, um dasselbe vor Abkühlung zu schützen. Das verdampfte Wasser wird dauernd oder zeitweise oben durch Stutzen k nachgefüllt. Der oben entweichende Dampf kann condensirt werden.

Es wird nöthig sein, die aufsteigende Flüssigkeitssäule namentlich in ihrem unteren Theile möglichst eng zu gestalten, weil nur dann eine wirkliche Schaumbildung eintritt, welche nöthig ist, damit die Dampfblasen der Flüssigkeit nicht voraneilen. Wie ersichtlich, ist auf der Zeichnung der enge concentrische Raum der aufsteigenden Säule nach oben etwas erweitert.

Sobald die Schaumbildung voll eingetreten ist, darf man die Querschnitte erweitern, ohne eine erhebliche Rückbildung zu befürchten. |503| Dadurch, daſs richtiger Schaum gebildet wird, vermengt sich die Flüssigkeit mit dem Dampfe derart, daſs es sogar schwer wird, beide wieder zu trennen, wie sich ja aus der Nothwendigkeit des groſsen Behälters v und der darin enthaltenen Siebe ergibt. Ohne diese Vorsicht würde ein groſser Theil der Dampfblasen wieder ganz oder theilweise mit heruntergeführt und dadurch der Druckunterschied der beiden Flüssigkeitssäulen, sowie die Triebkraft des Motors auſserordentlich geschmälert werden.

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