Titel: Ueber Kraftvertheilung von Centralstationen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1889, Band 272 (S. 204–216)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj272/ar272032

Ueber Kraftvertheilung von Centralstationen.

(Schluſs des Berichtes S. 97 d. Bd.)

Mit Abbildungen auf Tafel 5.

Die Art der Luftleitung in die Verbrauchsstellen wird durch die Skizze Fig. 4 erläutert. Die der Leitung o in der Pfeilrichtung zuströmende Luft kommt durch den Hauptabsperrhahn e zunächst in ein Filter, um hier Unreinigkeiten abzusetzen. Sodann geht sie auf ihrem Wege weiter durch einen ähnlich wie in den Gasleitungen für die Gasmaschinen angeordneten Gummibeutel f durch das Zählwerk a und das Druckverminderungsventil b in den Ofen c. Aus letzterem strömt sie stark erwärmt in den Schieberkasten der Maschine A. Letztere wird aus dem Oeltropfer g geschmiert, welcher durch Leitung h von der Luftleitung o aus unter den Druck der zugeleiteten Luft gesetzt wird, um das Schmiermittel durch Leitung i in den Maschinencylinder zu fördern.

Die Kraftabgabe findet durch normale Dampfmaschinen beliebiger Construction statt. Diese, meist älterer Ausführung, haben daher die verschiedensten Formen, sind theils stehend, theils liegend, eincylindrig für kleinere, zweicylindrig für gröſsere Effecte oder für elektrische Beleuchtung, und werden nur anstatt des Dampfes mit gespannter Luft betrieben. Als Zugehör erscheinen der Luftmeſsapparat a (Fig. 4), ein Druckregulator b, und ein Luftwärmofen c.

Der Luftmeſsapparat a ist ein kleines Gehäuse mit einem Aluminium-Flügelrade im Inneren, wobei auf eine ringsum und genau centrische Luftführung besondere Sorge genommen ist. Er wird mittels zweier riesiger, amtlich geaichter Gasuhren empirisch getheilt. Eine beigegebene von halb zu halb Atmosphären zeigende Scala ermöglicht die Volumsumrechnung von gespannter, auf Luft von atmosphärischem Drucke. Nachdem durch die Registrirmanometer die im Hauptrohre herrschende Spannung jederzeit bekannt ist, kann auch die Angabe der Luftmeſsapparate stets richtig verwerthet werden.

Der Druckregulator b ist ein Doppelsitzventil mit Hebelbelastung. Da hier die Arbeit unter stets gleicher Temperatur erfolgt, ist die Wirkungsweise dieser Druckregulatoren ganz tadellos. Der Druck wird gewöhnlich auf 4 bis 4½at herabgesetzt und bleibt allerorts bemerkenswerth constant, wenn auch die Spannung im Hauptrohre steigt oder fällt.

Hierdurch ist einer der wesentlichsten Vortheile dieser Art von Kraftvertheilung begründet. Jede Maschine ist nämlich zeitweilig steigerungsfähig in ihrer Leistung. Ursprünglich wird jede Anlage auf 4at Betriebsdruck eingerichtet, ist aber ähnlich der Dampfmaschine auch höheren Druck aufzunehmen bereit. Ja selbst ein Bruch in der Hauptleitung oder anderweitige Nothwendigkeit theilweiser Absperrung der Leitungsrohre bedingt noch keinen Stillstand der betriebenen Secundärmotoren, |205| indem die Rohrleitung mit ihrer kilometerlangen Ausdehnung eine bedeutende Windmenge birgt, welche für mehr als eine Stunde Zeit Vorrath an Ueberschuſsspannung enthält. Dieser Vortheil ist bei keiner anderen Art von Kraftvermittelung erreichbar.

In einem guſseisernen doppelwandigen Gehäuse t strömt die Luft mit ermäſsigter Geschwindigkeit einen schlangenförmigen Weg auf und nieder im Ringraume, indem letzterer eingegossene Rippen enthält, welche abwechselnd oben und unten den Durchgang bieten. Auf dem centralen Roste brennt ein mäſsiges Steinkohlen- oder Koksfeuer, welches beispielsweise bei der 40 pferdekräftigen Anlage im Cercle du Château d'eau 2hl Koks wöchentlich und bei der 50pferdigen Anlage der Druckerei des Figaro bei 7½ Stunden täglicher Arbeit 50k täglich verbraucht (Oelverbrauch dortselbst ¼k für 1 Stunde).

Um den Luftverbrauch der secundären Motoren zu erheben, wurde eine Versuchsmaschine mit Thermometern und Manometern an allen Leitungsrohren, Indicatoren an beiden Cylinderenden und einem Prony'schen Zaume am Schwungrade, versehen. Die Erhebung der verbrauchten Luftmenge geschah auf doppeltem Wege, indem eines der groſsen vorbeschriebenen Reservoire von 32½cbm Inhalt mit 6at gefüllt und aus der Abnahme der Spannung bei Berücksichtigung der Temperaturverhältnisse – und aus dem Durchgange der ausströmenden Luft durch die vorgenannten groſsen Gasometer der Total verbrauch während der Untersuchungszeit beobachtet wurde. Das Reducirventil vor der Maschine hielt dabei den Druck constant, theils bei 3½, theils bei 4½at, und die Arbeit währte stets so lange, bis der Druck im Windkessel nahe zu dieser Tiefe sank.

Die Hauptabmessungen der Maschine waren:

Cylinder-Durchmesser 208mm
Kolbenhub 303mm
Umlaufzahl normal 128 in 1 Minute
Einströmrohr 40mm weit
Ausströmrohr 58mm
Schwungrad- (Bremsrad-) Durchmesser 1500mm

Diese liegende Maschine, auf einem Holzrahmen von 80mm Stärke ober einem Ziegelfundamente aufgestellt, hatte Zweischiebersteuerung, wobei der Expansionsschieber an einer Coulisse hing, deren äuſsersten Stellungen für die kleinste und gröſste Füllung dienten. An der Schwungradwelle sind daher drei Excenter neben einander. Ein Porterregulator hebt und senkt die Coulisse.

Es wurden je mehrfache Versuche für dreierlei Arbeitsweisen vorgenommen, und zwar:

1) Normalarbeit mit vorgewärmter Luft.

2) Arbeit mit ungewärmter Luft.

3) Arbeit mit vorgewärmter Luft und noch gesondert hinzukommende Wassereinspritzung in den Luftvorwärmer.

|206|

1) Normale Arbeit mit vorgewärmter Luft.

Temperatur der Zuströmluft 17°
„ vorgewärmten Luft 170°
„ Ausströmluft + 8°
Indicirte Arbeit 9,8 Pferd
Gebremste Arbeit 8,6 „
Verhaltniſs
Luftverbrauch für 1 Stunde und gebremste Pferdekraft 22cbm
1 indicirte 19cbm,3.

2) Arbeit mit ungewärmter Luft.

Temperatur der Zuströmluft + 17°
„ Ausströmluft – 60°
„ sinkend bis – 66°
Indicirte Arbeit 9,8 Pferd
Gebremste Arbeit 8,3 „
Verhaltniſs

Luftverbrauch für 1 Stunde und gebremste Pferdekraft 38cbm.

Die Arbeit mit kalter Luft war nicht länger als nur während etwa 10 Minuten aufrecht zu erhalten, indem das Ausströmrohr einfror. Dies ist jedoch kein Hinderniſs, daſs die Secundärmaschinen jeden Augenblick angelassen werden können, wenn nur gleichzeitig der Vorwärmofen angefeuert wird, indem bevor das Einfrieren stattfindet, die Wirkung des Vorwärmofens beginnt.

Sollte die niedere Temperatur der Ausströmluft praktisch verwendet werden, so müſste durch eine Vortrocknung der Gefahr des Einfrierens der Ausströmung vorgebeugt werden. Solche Vortrocknung kann durch einfache Durchführung des erweiterten Zuströmrohres durch den zu kühlenden Raum selbst geschehen, in welchem die Temperatur nur nahe über Null erhalten wird. Die Abkühlung der Zuströmluft bewirkt deren Trocknung und das ausgeschiedene Wasser wird durch Automaten leicht entfernt.

3) Arbeit mit vorgewärmter Luft und Wassereinspritzung.

Temperatur der Zuströmluft 17°
„ vorgewärmten Luft 170°
in der Ausströmluft 70°
Indicirte Arbeit 9,43 Pferd
Gebremste Arbeit 8,67 „
Verhaltniſs
Luftverbrauch für 1 Stunde und gebremste Pferdekraft 16cbm
1 indicirte 14cbm,8.

Ein anderer Versuch ergab hierselbst nur 14cbm Luftverbrauch für die Stunde und Bremspferdekraft, wobei aber der Oelverbrauch wesentlich stieg, weshalb der Versuch auſser Betracht bleibt. Der Verbrauch an Einspritzwasser beträgt hierbei stets etwa 4l für 1 Stunde und 1 . Der Kohlenverbrauch im Luftvorwärmofen ist aber hier höher |207| als bei Arbeit ohne Injection und beträgt etwa 0k,3 für die Stunde und 1 .

Diese Art der Arbeit stand zur Zeit der Anwesenheit des Referenten noch nicht in praktischer Verwendung, sondern war erst im Versuchsstadium.

Nur bei ganz kleinen Betrieben von unter ½ für Nähmaschinen, Drechslerbänke u.s.w., werden kleine Maschinen mit rotirendem Kolben verwendet, welche theils an der Decke aufgehangen sind, theils direkt an der Arbeitswelle angreifen. Ihr Luftverbrauch ist etwa 60 bis 70cbm für 1 Stunde und Bremspferdekraft. Da hierbei die ökonomische Frage ganz auſser Betracht kommt, sichert die Bequemlichkeit des Antriebes die Verwendung auch dieser Motoren. Für kurze Betriebszeit an Drehbänken u.s.w. erhalten sie nicht einmal den Vorwärmofen.

I. Vergleichung der indicirten Dampfleistung am Luftverdichter mit der gebremsten Leistung des Luftmotors.

1) Arbeit mit vorgewärmter Luft ohne Einspritzung. Eine gebremste Pferdekraft benöthigt 22cbm Luft für die Stunde. Um 1cbm derselben im Hauptwerke zu erzeugen, sind bei dem heutigen Stande der Luftverdichter 0,1166 indicirte Pferdekräfte am Dampfkolben nöthig, daher sind für 22cbm nöthig 0,1166.22 = 2,56 .

Der Gesammt-Nutzeffect ist daher Proc.

Durch Verbesserung der Luftverdichter könnte derselbe (durch Vermeidung des 6 Proc. betragenden Ueberdrucks-Verlustes) derartig steigen, daſs sich der Gesammteffect auf Proc. stellt. Durch bessere Einspritzung in die Luftverdichter und andere Verbesserungen, insbesondere auch durch Benützung höherer Spannung und gröſserer Expansion bei den Secundärmotoren, lieſsen sich noch ferner zwölf oder mehr Procente der ursprünglich erzeugten Arbeit gewinnen, so daſs sich der Gesammteffect gegen 50 Proc. sicher erbringen läſst.

2) Arbeit mit vorgewärmter Luft und Einspritzung. Eine gebremste Pferdekraft verbraucht hierbei 16cbm Luft in der Stunde. Diese benöthigt 16.0,1166 = 1,86 indicirt am Dampfkolben der Hauptanlage. Proc., ist daher der Arbeits-Nutzeffect bei den gegenwärtigen Luftverdichtern, von welchen bei Ersparung weiterer 18 Proc. wie oben angeführt wurde, ein Totaleffect von 66 Proc. erhältlich wird, wenn man von der geringen im Wärmeofen zur Verbrennung gelangenden Kohlenmenge absehen will.

Das Verhältniſs zwischen der indicirten Dampfleistung am Verdichter und der gebremsten Leistung am secundären Motor stellt sich daher:

|208|

Betriebsart

1. Heute erhobene
Verhältnisse
2. Durch einfache
Verbesserungen
erreichbar
Für Arbeit mit einfach vor-
gewärmter Luft

39

Proc.

50

Proc.
Für Arbeit mit vorgewärmter-
Luft und Einspritzung

54


66

Bei dem heute erhobenen Verhältnisse von 63 Proc. Nutzeffect der Verdichter und 88 Proc. Nutzeffect der secundären Motoren ist das nachweisbare Verhältniſs 0,63.0,88 = 55 Proc., während der Rest auf 39 Proc. hinab durch Rohrreibung und andere Verlustquellen erklärt werden muſs.

II. Vergleichung der indicirten Dampfleistung am Luftverdichter mit der indicirten Leistung des Luftmotors.

Dieser Vergleich entspricht mehr dem factischen Ersatze von Kesseldampf durch gepreſste Luft an den einzelnen Verbrauchsstellen.

1) Arbeit mit vorgewärmter Luft. Eine indicirte Pferdekraft benöthigt 19cbm,3 Luft für 1 Stunde, für 1cbm derselben sind am Luftverdichter nöthig 0,1166 indicirte Pferde, daher für 19cbm,3 nöthig 0,1166.19,3 = 2,25 .

Der Gesammt-Nutzeffect ist daher Proc.

Durch die oben bezeichneten Verbesserungen, wobei etwa 18 Proc. Minderverluste eintreten, könnte daher der Gesammteffect gebracht werden auf Proc.

2) Arbeit mit vorgewärmter Luft und Einspritzung. Eine indicirte Pferdekraft benöthigt 14cbm,8 Luft für die Stunde. Diese benöthigen 14,8.0,1166 = 1,72 indicirt beim Verdichter.

Der Nutzeffect beträgt hier also unter Vernachlässigung des kleinen Nebenaufwandes an Kohle Proc., welcher sich bei den erwähnten Ersparungen bis gegen 75 Proc. bringen läſst.

Das Verhältniſs zwischen der indicirten Dampfleistung am Luftverdichter und der indicirten Leistung am Secundärmotor stellt sich daher:


Betriebsart

1. Heute erhobene
Verhältnisse
2. Durch einfache
Verbesserungen
erreichbar
Arbeit mit vorgewärmter
Luft allein

44

Proc.

53

Proc.
Arbeit mit vorgewärmter
Luft und Einspritzung

58


75

Nachdem nun bei den groſsen Verbund-Dampfmaschinen, mit hoher Expansion und Condensation arbeitend, die indicirte Pferdekraft leicht mit 0k,8 Kohle für die Stunde erbracht werden kann, während bei Kleinmotoren mit ihren karg bemessenen Abmessungen von Kessel und |209| Maschine die gebremste Pferdekraft und Stunde gewöhnlich einschlieſslich Anheizen 4k Kohle und selbst noch mehr verbraucht, so ist es selbst bei dem heutigen Verhältnisse von 39 bis 40 Proc. Nutzeffect möglich, die Pferdekraft mit Kohlenwerth dem Abnehmer zur Verfügung zu stellen.

Thatsächlich findet die gepreſste Luft für kleinere Motoren in Paris für 1½cm für 1cbm (auf atmosphärische Spannung bezogen) zahlreiche Abnehmer. Für gröſsere Anlagen tritt noch eine wesentliche Preisverringerung hinzu. Die Nachfrage nach gepreſster Luft ist jetzt derart groſs, daſs das Werk überangestrengt mit Heranziehung aller Reservemaschinen und mit überhöhter Umlaufzahl arbeitend bis an die Grenze seiner Leistungsfähigkeit ausgenützt ist, und keine neuen Anmeldungen bis zur Vollendung der im Zuge befindlichen Vergröſserung (durch Kessel und Maschinen von Cockerill-Seraing) mehr annehmen kann.

Wird der Unterschied zwischen 2k Gestehungswerth und 4k an Kohle für jede einzelne gebrauchte Pferdekraft und Stunde bei eigener Kleinerzeugung der Dampfkraft zwischen Unternehmung und Consumenten getheilt, so ergibt sich für jeden ein angemessener Vortheil. Dabei entfällt aber die ganze mit dem Dampfkesselbetriebe verbundene Last für den Industriellen sowohl, als seine Umgebung.

Anheizen, Kesselputzen und Reparaturen, Geräusch und Gefahr, Reserve und der Streit wegen Rauchbelästigung der Nachbarschaft verschwinden von der Stunde der Einführung der fernher geleiteten Kraft in die einzelnen Industriestätten, in welchen die Heizer und der Platz, welchen früher die Dampfkessel einnahmen, nunmehr frei werden.

Bei Verwendung verdichteter Luft als Kraftträger wird selbst eine Verbesserung der Atmosphäre an Stelle der früheren Verschlechterung durch Kohlengase treten und auch anderweitige Bedürfnisse können gedeckt werden, welche heute noch unerfüllt bleiben müssen: Aufzüge in Häusern, motorischer Betrieb von Nähmaschinen, Pressen und Drehbänken u.s.w., werden künftighin nicht durch Menschen, sondern durch die übertragene Kraft ihren Antrieb erfahren und insbesondere wird die Ventilation von Wohn- und Arbeitsräumen keiner weiteren Schwierigkeit begegnen. Das Verhältniſs des Nutzeffectes würde sich noch weit günstiger stellen, wenn die in Paris eingerichteten Dampfmaschinen auf jener Höhe stünden, wie solche erreichbar ist, und würde ferner günstiger erscheinen, wenn als Ausgangspunkt des Vergleiches nicht der Dampfkolben des Erstmotors gegenüber dem Schwungradumfange oder dem Arbeitskolben des Secundärmotors genommen worden wäre, sondern wie es bei ähnlichen Berechnungen über Kraftvertheilung erscheint, vom Beginne der Vertheilleitung ausgegangen worden wäre.

Insbesondere bei dem Vergleiche mit elektrischer Transmission würde, soweit die gegenwärtigen Verhältnisse bekannt sind, die Herstellung |210| des elektrischen Stromes und verdichteter Luft, beide von gleichem Arbeitsinhalte, bis zum Ausgangspunkte ihrer Erzeugungsstätte annähernd die gleiche Ausgabsziffer ergeben.

Die Vertheilung würde annähernd nur im Falle deren Verwendung zur Lichterzeugung zu Gunsten der elektrischen Transmission ausfallen, indem bei der Lufttransmission der doppelte Verlust von Motor und damit betriebener Dynamo getragen werden muſs. Die Vertheilung wird aber zu Gunsten der Lufttransmission erfolgen, wenn es sich um Kraftabgabe zu anderweitigen motorischen Zwecken handelt, indem hier ein einziger Luftmotor einzuschalten wäre, während die elektrische Leitung mit hochgespanntem Strome, Transformator und Dynamomotor eine Verlustquelle mehr enthält und ungünstiger würde. Auch die Anlagenkosten für die Kraftleiter (Kabel gegen Rohr) stellen sich bei langen Leitungen ungünstiger für elektrische als Lufttransmission.

Die Aufspeicherung von Arbeit in Gestalt gepreſster Luft in den Leitungsrohren sichert in kostenloser Weise und durch längere Zeit den ungestörten Fortbetrieb der Secundärmaschinen, wenn selbst eine Störung in der Hauptanlage oder dem Rohrstrange platzgreifen sollte, während bei elektrischer Transmission dies durchaus nicht der Fall ist.

Verdichtete Luft gestattet in vielen Fällen für Aufzüge und Ventilationsanlagen eine direkte Verwendung. Ihre Verwendbarkeit für Kühlkammern ist bekannt und kann hier als Nebenerscheinung, gleichsam als werthvolles Abfallsproduct ausgenützt werden. Ihre vollkommene Gefahrlosigkeit und die selbst in die unteren Volksschichten gedrungene Vertrautheit mit der Wartung der Kolbenmaschinen gestattet die allseitige Verwendung und Bedienung durch billige und nicht eigens geschulte Wärter. All diese Vortheile lassen die Lufttransmission als lebensfähig erscheinen, selbst wenn eine elektrische Transmission örtlich schon bestehen sollte; wo dies aber nicht der Fall ist, erscheint deren Einführung vom allgemein menschlichen, nationalökonomischen, technischen und sanitären Standpunkte geradezu als Segen für eine groſse Stadt.

Höchst mannigfaltig ist in Paris die Verwendung der Preſsluft. Die pneumatisch stellbaren Uhren, gegenwärtig etwa 10000, beanspruchen allein 3000km Luftleitung und 180cbm Luftverbrauch die Stunde. Die französische Bank betreibt mit Preſsluft eine eigene Rohrpost in ihren Bureaus; die zahlreichen hydraulischen Aufzüge in der Stadt werden mehr und mehr, weil das Wasser zu theuer ist, für Luftbetrieb umgearbeitet; dasselbe ist bei Bier- und Wein-Druckapparaten der Fall; ein Arzt hat pneumatische Bäder für Lungenkranke eingerichtet. Am wichtigsten ist natürlich die Verwendung für Maschinenbetrieb – um so mehr, als bei der Enge der Pariser Werkstätten Dampfmaschinenbetriebe groſse Uebelstände mit sich bringen. Für deutsche Begriffe sind die Zustände in diesen Werkstätten, wo oft Maschine auf Maschine |211| steht, überhaupt unerhört, und man sollte es nicht für möglich halten, wie sich die Leute betreffs Anbringung der Maschinen vielfach zu helfen wissen. Die Preſsluftmaschinen besitzen dabei den groſsen Vortheil, daſs sie durchaus keiner sachverständigen Ueberwachung bedürfen; ehemalige Dampfmaschinen können zudem ohne Weiteres mit Preſsluft betrieben werden. Ein wichtiger Umstand liegt aber in der Abkühlung, welche die Preſsluft, sobald beim Verbrauche der Druck nachläſst, erleidet. Vielfach, z.B. bei Conditoren, soll gerade Kälte erzeugt werden, und so betreibt beispielsweise der Conditor mittels Preſsluft seine Rührwerke, seine elektrische Beleuchtung und seine Gefriervorrichtungen. Die Bourse de commerce hält solcherweise die Keller kalt, in welchen die nicht sogleich in die Markthallen gelangenden Lebensmittel aufbewahrt werden. Es besteht eine Kühlkammer für 400 geschlachtete Hammel, die in Eis von Australien nach Havre gekommen und von da in Eiswaggons nach Paris befördert werden. Sogar die Morgue schützt ihre Leichen mittels Preſsluftkühlung vor Verwesung; es liegt dort eine Leiche, deren Erhaltung für gerichtliche Zwecke erfordert wurde, bereits seit zwei Jahren unverändert. Was die Verwendung der Preſsluft für Erzeugung elektrischen Lichtes betrifft, so fand diese in Paris besonders geeigneten Boden, da die ursprünglich begründeten Elektricitätsgesellschaften die auf sie gesetzten Erwartungen nicht erfüllt hatten; wie weit im Uebrigen aber die Verwendung der Preſsluft geht, mag der Fall zeigen, daſs sogar Zahnbohrmaschinen mit derselben betrieben werden.

Anlage zur Vertheilung verdichteter Luft in Birmingham.

In der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1888 * S. 681, wird über einen Vortrag berichtet, welchen der Oberingenieur genannter Anlage, Ingenieur Sturgeon, in dem North Staffordshire Institute of Mining and Mechanical Engineers gehalten hat.

Das in groſsartigem Maſsstabe gehaltene Werk liegt an einer Grenzlinie des zu versorgenden Bezirkes zwischen der Midland-Bahn und dem Birmingham-Warwick-Kanale, durch eine Straſse in zwei Theile zerlegt, deren einer die allmählich in Betrieb zu setzenden Anlagen für 15 Maschinen zu je 1000 aufnehmen soll, während der andere für die Erzeugung weiterer, etwa später abzugebender 16000 Platz bietet. Ein von der hochgelegenen Eisenbahn abgezweigtes Geleise führt auf einem Viaducte an den Gasgeneratoren vorüber, in welche die Kohlen unmittelbar vom Waggon gestürzt werden. Jedoch soll die Absicht bestehen, auch Abfallstoffe aus der Stadt zu verbrennen. Die durch Dampfstrahlgebläse betriebenen Wilson'schen Gasapparate entsprechen einer Leistung für je 500 . Das Gas wird durch gemauerte unterirdische Kanäle geradewegs unter die Kessel geführt; wegen geringerer Explosionsgefahr und rascher Reinigung sind Röhrenkessel mit 160 |212| auf 1 Quadratzoll = rd. 11at Ueberdruck gewählt, welche von derselben Fabrik geliefert sind, wie die Generatoren. Für beide Apparate ist eine fünffache Verdampfung bei Verwendung geringwertiger Kohle (5 M. für 1t) zugesichert worden. Da ferner für die Dreifach-Expansionsmaschinen von je 1000 ein stündlicher Dampfverbrauch von höchstens 7k,5 für 1 indicirte Pferdekraft gewährleistet ist, so hat die Gesellschaft den obigen Voraussetzungen der Krafterzeugung gegenüber vollständige Sicherheit.

Die Lage der Kessel – je drei unter der zugehörigen Dampfmaschine – ist durch den sehr hohen Preis des Grund und Bodens bedingt; da jedoch die Fundamente und das gesammte Erdgeschoſs (Kesselhaus) aus Betonmauerwerk äuſserst zuverlässig hergestellt sind, so ergibt sich für die Fundamentirung der Maschinen keinerlei Bedenken. Für die einzelnen Maschinen bestehen besondere Gebäude, welche jedoch, soweit sie neben einander liegen, entsprechend verbunden sind.

Die Gesammtanordnung der Maschinen geht aus Fig. 5 hervor. Die in den 3 Dampfcylindern von 20 Zoll (508mm), 30 Zoll (762mm) und 49 Zoll (1245mm) Durchmesser bei 4 Fuſs (1220mm) Hub entwickelte Kraft wird von 3 Balanciers auf die an beiden Seiten der letzteren gekuppelten, einseitig wirkenden 6 Luft Verdichter übertragen. Andererseits treiben die Balanciers die den Cylindern gegenüberliegende Schwungradachse mit 3 um 120° gegen einander versetzten Kurbeln. Bei den Luftverdichtern (Fig. 6) ist besondere Sorgfalt auf die Kühlung verwendet. Ist der nur einseitig geschlossene Cylinder schon sehr geeignet, den volumetrischen Wirkungsgrad möglichst groſs zu erhalten, so wirkt das um den Cylinder und durch die hohlen Ventile umlaufende Wasser ganz besonders auf Herabminderung des schädlichen Druckes.

Die Verdichter sind nach Greig's Patent ausgeführt; der Kolben mit den Saugventilen geht am oberen Hubende etwas über den Sitz des Druckventiles, welches den ganzen Cylinderquerschnitt einnimmt, hinaus, trifft so in der Nähe des Wendepunktes das nur langsam niedersinkende Ventil, welches nunmehr mit dem Kolben niedergeht, bis es seinen Sitz erreicht hat. Dies geschieht, der ebenfalls nur langsamen Bewegung des Kolbens beim Hubwechsel entsprechend, sehr sanft, wodurch eine geringe und gleichmäſsige Abnutzung des Ventiles und ein stoſsfreier Gang bewirkt wird. Die zusammengehörigen Verdichter einer Maschine liefern stündlich bei der gröſsten Umdrehungszahl (80 in der Minute) 56cbm,6 Luft zu 3at,2 Ueberdruck, welche sie durch Rohrleitung von den Dachlaternen aus einsaugen. Hier angebrachte Filtersiebe sollen die groben Verunreinigungen der Luft beseitigen.

Die Condensatoren befinden sich im Erdgeschosse und sind nach Wilsons Patent, Oberflächen- und Einspritzsystem mit einander verbunden, gebaut. Das dafür und zur Kühlung der Luft u.s.w. erforderliche Wasser wird dem bereits erwähnten Schiffskanale entnommen |213| und muſs, bevor es in diesen zurückgeführt wird, in einem breiten Graben gekühlt werden.

Wohl die gröſsten Schwierigkeiten wurden der Gesellschaft bezüglich der Rohrleitung bereitet. Die Furcht vor Rohrbrüchen und damit zusammenhängenden „Explosionen“ veranlaſste die Stadtverwaltung, möglichst ausgedehnte Sicherheitsmaſsregeln zu verlangen. Es muſsten schweiſseiserne Rohre verwendet werden, bei welchen in Entfernungen von wenigen hundert Metern Ventile eingeschaltet wurden. Diese schlieſsen im Falle eines Rohrbruches selbsthätig die schadhafte Seite ab, da durch den hierbei entstehenden Ueberdruck die Ventilkugel gegen einen Dichtungsring geworfen wird; auch kann dies durch einen von auſsen beweglichen, durch eine Stopfbüchse hindurchgehenden Zug geschehen.

Die Ventilkasten dienen auch zur Aufnahme der Compensationsrohre mittels Stopfbüchsen. Es wurde für gut befunden, die Leitungmöglichst nahe der Straſsenobertläche zu legen, was um so eher anging, als die Rohre zunächst in Betontröge1) gelegt wurden, welche bei der groſsen Auflagefläche das Rohr genügend schützen, da auch die aus gleichem Materiale gefertigten und abnehmbaren Deckel sehr widerstandsfähig sind. Um trotz eines möglicherweise eintretenden Hauptrohrbruches keine Betriebsunterbrechung zu haben, ist bis zu demjenigen Punkte, an welchem durch die Verzweigung der Rohre ein Zufluſs der Luft von mindestens zwei Seiten gesichert erscheint, eine doppelte Leitung von etwa 600mm Durchmesser von der Hauptanstalt aus vorgesehen.

Bei Berechnung der Nutzleistung der Preſsanlage und der Leitung wurden die Beobachtungen am Gotthard-Tunnel und die Diagramme von Luftverdichtern der Frood-Colliery, einer Kohlengrube, zu Grunde gelegt, welche jedoch keine Kühlung der Ventile hatten. Der mittlere Luftverdichtungsdruck betrug hierbei 1,6k/qcm; durch die Ventilkühlung wird der mittlere Druck auf 1,33k/qcm herabgezogen. Dieser Gewinn erscheint sehr bedeutend; er erklärt sich jedoch dadurch, daſs die sämmtlichen Lufttheilchen die Kühlfläche des Ventiles treffen, bevor sie den Cylinder verlassen, während die Wandungen des letzteren nur von einem Theile der Luft berührt werden. Die Reibung in den Maschinen ergab sich zu 10 Proc. der indicirten Leistung (bei kleinerem Durchmesser des Luftverdichters und liegender Anordnung). Rechnet man hierzu noch 15 Proc. Verlust durch Ventil widerstand, Undichtigkeiten und Reibung in der Leitung2), so ergibt sich für die Dampfmaschine ein mittlerer zu indicirender Druck von 1,66k/qcm. Unter diesen Voraussetzungen

|214|

Kosten der Preßluftkraft nach ind. Pferdekräften.

Nummer
Art der Verwendung der Preſsluft
von 3at,2 in den Maschinen der
Consumenten
Erforderliche
Luftmenge
auf 1 ind.
Kosten in der
Stunde zu 5 d für
1000 Cubikfuſs
Kosten in der
Stunde mit Rabatt
bei 24 Proc.
Verdienst
Kosten i. Jahr
(2700 Stunden)
zu 5 d für
1000 Cubikfuſs
Kosten i. Jahr
mit Rabatt bei
24 Proc. Verdienst
Verhältniſs zwi-
schen ind. Leistung
der Maschinen an
der Verbrauchs-
stelle und an der
Hauptstelle
Kohlenverbrauch
für 1 ind. -Std.
an der Verbrauchs-
stelle bei 0k,75
Kohlenaufwand an
der Hauptstelle
Bei Erhitzung der Luft ist Abhitze
vorausgesetz
stündlich
Cubikfuſs

d

d

₤ sh d

₤ sh d

k
1 Luft auf 160° C. erhitzt und bis zum
atm. Druck expandirt

125,4

0,627

0,598

7 1 1

6 14 6½

0,846

0,89
2 Luft auf 100° C. erhitzt und bis zum
atm. Druck expandirt

145,4

0,729

0,696

8 4 0

7 16 7

0,728

1,03
3 Luft expandirt ohne Erhitzung, wobei
kalte Luft zur Eiserzeugung gewonnen
wird. – Maſsgebender Fall.

188,4
5cbm,3

0,942
8 Pf.

0,899
7,6 Pf.

10 12 0
212 M.

10 2 3
202 M.

0,564

1,33
4 Luft auf 100° C. erhitzt und bis zu
0,75k/qcm expandirt

240,6

1,203

1,148

13 10 8

12 18 3½

0,440

1,71
5 Luft nicht erhitzt, bei ¾ Füllung in
gew. Einschiebermaschinen

258,0

1,290

1,231

14 10 3

13 17 0

0,411

1,83
6 Luft nicht erhitzt, bei voller Füllung 331,8 1,659 1,583 18 13 3 17 16 2 0,319 2,35

Für groſse Abnehmer soll bei obigen Preisen noch eine Ermäſsigung auf die Hälfte möglich sein.

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und den von der Fabrik verbürgten Leistungen der Maschinen- und Kesselanlage u.s.w. berechnet Sturgeon die nebenstehende Tabelle, worin auch noch 8 Proc. Druckverlust in der Maschine des Abnehmers berücksichtigt sind.

Die in dieser Tabelle aufgeführte Erhitzung wird kostenlos in die Rechnung eingeführt, da die Verwendung von Abhitze vorausgesetzt ist, eine Möglichkeit, welche diesem Systeme allein zugeschrieben wird. Maſsgebend für die wirklichen Kosten ist nur Nr. 3, wobei kalte Luft ausströmt. Es werden hier 56,4 Proc. der aufgewendeten indicirten Arbeit wiedergewonnen, so daſs also die oben erwähnten Voraussetzungen Sturgeon's sämmtlich erfüllt sind. Das Fehlen des Abdampfes zu Heizungszwecken dürfte in unserem Klima der Anwendung des Systemes in manchen Fällen hinderlich sein, falls man die Luft nicht durch besondere Erwärmung zur Heizung verwendbar machen will. Was hierbei im Winter von Nachtheil ist, wird in der heiſsen Jahreszeit zum Vorzuge, indem man durch Kühlung der Räume mittels der ausströmenden Luft Wohlbefinden und Leistungsfähigkeit der Arbeiter erhöht.

Einer sehr sorgfältigen Erwägung bedurfte die Regelung der Kraftquelle, d.h. der Gasgeneratoren, entsprechend dem Kraftbedarfe. Sie ist in der Art ausgeführt, daſs bei steigendem Kesseldrucke, in Folge geringen Luftverbrauches, z.B. in der Mittagszeit, der Dampfzufluſs zu den Düsen der Dampfstrahlgebläse selbsthätig vermindert wird. Da dies für alle Apparate gleichzeitig geschieht, so ist die Wirkung eine äuſserst rasche, um so mehr, als für die Speisung der beregten Gebläse ein besonderer, von Hand gefeuerter Kessel mit niedrigem Drucke dient, der ja ohnehin für das Anlassen der Generatoren nothwendig ist. In Verbindung mit diesem Kessel steht ein 200pferdiger Luftverdichter, welcher für nächtlichen Kraftbedarf ausreichend sein dürfte.

Die Menge der an die Abnehmer abgegebenen Luft wird durch die in Fig. 7 und 8 dargestellte Vorrichtung gemessen, bei welcher durch Nuth a und Zapfen b die beiden Kolben k bei der Umdrehung des zur Abdichtung dienenden Führungscylinders c am Rande des Gehäuses c1 entlang bewegt werden, wobei eine dem Volumenunterschiede der beiden Cylinder c1 und c entsprechende Luftmenge bei jeder Umdrehung hindurchgeht. Die Achse m des Führungscylinders c überträgt die Umdrehungen nicht unmittelbar auf das Zählwerk, sondern es ist, um dem wechselnden Leitungsdrucke Rechnung zu tragen, ein sinnreiches Werk eingeschaltet, welches das durch die Meſsvorrichtung bestimmte Volumen dem Drucke proportional berichtigt. Das von m bewegte verschiebbare Antriebsrad r (Fig. 9 und 10) eines rechtwinkeligen Plan-Reibradgetriebes3) wird durch eine Bourdon'sche Feder dem Leitungsdrucke |216| entsprechend verschoben, so daſs die Zeiger des Zählwerkes stets das auf Normaldruck umgerechnete Volumen bezieh. die gelieferte Kraft anzeigen. An dem Planrade p befinden sich Contacte, welche durch eine elektrische Leitung nach der Hauptanstalt einen Verbrauch von je 1000 Cubikfuſs anzeigen.

Da nur eine einzige Hauptleitung verlegt ist, an welche sämmtliche Verbrauchsstellen anschlieſsen, so muſste Vorsorge getroffen werden, daſs die Zeichengebung augenblicklich erfolgt, um zu verhindern, daſs eine im Augenblicke des Contactes aufhörende Luftentnahme den Strom dauernd geschlossen erhält, und um die gleichzeitige Meldung zweier Meſsvorrichtungen thunlichst zu vermeiden. Es geschieht dies durch Auslösung des Contactes mittels eines durch den geschlossenen Strom erregten Magneten. Die Angaben sämmtlicher Meſsvorrichtungen, welche auf einem Hauptzählwerke an der Station zum Ausdrucke kommen, verglichen mit der unmittelbaren Messung durch ein Zählwerk an den Maschinen, gewähren eine gute Uebersicht über etwaige Undichtigkeiten der Leitung, welche beim Aufheben der über den Ventilkasten befindlichen Straſsendeckel durch das Geräusch der ausströmenden Luft aufgefunden werden können.

So lange nicht der Kohlenverbrauch einer Anlage erheblich unter 1k,5 für 1 indicirte Pferdekraft-Stunde zurückbleibt, wird, abgesehen von den Kosten für den Heizer, für Verzinsung, Abschreibung u.s.w. der Kesselanlage, die Anstalt immer noch einen groſsen Vorsprung haben. Es dürfte unter Berücksichtigung des Verdienstes der Gesellschaft ein Verbrauch von 50 bis 100 immerhin noch mit Vortheil von dieser zu entnehmen sein, besonders, wenn der Betrieb kein ununterbrochener ist. Jedoch rechnet die Gesellschaft auf weit erheblichere Kraftabnehmer., welche entsprechend billigere Tarife erhalten sollen. Auſserdem haben die Abnehmer nach einer sehr weisen Beschränkung der Concession durch den Parlamentsbeschluſs zur Hälfte an dem Verdienste der Gesellschaft theil, sobald er 10 Proc. übersteigt. Die Gewinnberechnung ergab bei den obigen zugesicherten Leistungen und einem vorher bedungenen Kostenpreise der gesammten Anlage von 300000 M. für 6000 (bezieh. 550000 M. für 15000 ) eine Verzinsung von 13 Proc. (bezieh. 17 Proc), was für etwa eintretende Enttäuschungen immer noch genügend Spielraum zuläſst. Jedenfalls aber dürften die segensreichen Wirkungen, welche diese Anlagen dem Allgemeinwohle zu bieten bestimmt sind, nicht zu unterschätzen und auch für deutsche Verhältnisse der Beachtung werth sein.

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Diese Tröge werden auf dem Werke selbst aus Schlacken der benachbarten Hütten, Kies und Cement in besonderen Formen hergestellt.

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Beim St. Gotthard-Tunnel ergab sich nach den dort angestellten Versuchen die Reibung der Luft zu 1/200 der Reibung des Wassers bei gleicher Geschwindigkeit.

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Das zweite Planrad p1 , welches, durch Feder f abgestützt, lose auf der Achse x sitzt, dient zur Hervorbringung des Normaldruckes für Uebertragung der Bewegung.

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