Titel: Neues über Druckluft.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1893, Band 287 (S. 265–271)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj287/ar287085

Neues über Druckluft.

(Schluss des Berichtes S. 241 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

Versuchsvorrichtung für Luftmaschinen und Vorwärmer.

Von den Windkesseln der Versuchsstation ist eine besondere Leitung E abgezweigt, welche die Luft, nachdem sie durch einen dicht hinter den Kesseln befindlichen Wärmeabscheider geströmt ist, der Versuchsvorrichtung zuführt. Diese besteht in der Hauptsache aus einem dicht an den Rohrgraben der Versuchsleitung E stossenden gusseisernen und mit Längs- und Quernuthen versehenen Versuchstisch P, der auf der inneren Seite durch eine ausgemauerte Grube für Schwungräder grösserer Maschinen begrenzt ist. Jenseits dieser Grube, die für gewöhnlich durch einen Bohlenbelag abgedeckt ist, befindet sich noch ein Fundament zur eventuellen Befestigung des hinteren Lagers grösserer Maschinen bei Bremsversuchen. Ausserdem steht bei dem Versuchstisch ein gemauerter Kamin K, in welchen die Rauchrohre der Vorwärmer einmünden. Die Rohrleitung E ist mit einer grösseren Zahl von Stutzen verschiedener Lichtweite versehen, an welche die Zuleitungsrohre für die Luftmaschinen bezieh. Vorwärmer angeschlossen werden können. Der Verlauf der Prüfung ist nun im gewöhnlichen Falle der folgende: Die zu untersuchende Maschine wird mit ihrem Vorwärmer auf dem Versuchstisch P durch Tatzen und Schrauben solid befestigt und mit der Versuchsleitung E verbunden. Das Verbindungsrohr zwischen Vorwärmofen und Maschine wird sorgfältig isolirt und enthält an geeigneten Stellen T-Stücke, um in Stopfbüchsen gefasste Quecksilberthermometer einzuführen, welche Gradeintheilung bis 360° C. besitzen. Dann wird der Auspuff der Maschine, hinter dem ebenfalls stets ein T-Stück zur Aufnahme eines Thermometers eingeführt wird, mit dem senkrechten Gusseisenrohr R verbunden. Dieses Rohr mündet in das 2 cbm Luft fassende Ausgleichsgefäss A von 2,55 m Höhe und 1 m Durchmesser. Um die Luft etwa auch vor dem Ausgleichsgefäss entweichen zu lassen, sind die Schieber S1 und S2 eingeschaltet. Von dem Ausgleichsgefässe, welches mit einem Manometer versehen ist, tritt die Luft durch die Rohrleitung R2 und das Eintrittsventil V1 in den Luftmesser L, eine grosse, genau geaichte Gasuhr aus der Fabrik L. A. Riedinger (Abtheilung Apparatenbau), deren Zifferblatt sich auf der dem Versuchstück zugewendeten Deckelseite befindet, und darauf durch das Austrittsventil und ein daran angeschlossenes senkrechtes Zinkrohr R3 über Dach ins Freie. Der Luftmesser L ist mit Wasserstandsgläsern ausgerüstet, aus denen der Druck und die Wasserfüllung jederzeit ersehen werden kann. Durch eine an der Wand bis zur Füllschraube des Luftmessers geführte Wasserleitung ist dafür gesorgt, dass jederzeit sofort nachgefüllt werden kann.

Der Luftmesser L ist übrigens behufs Verwendung zum Aichen der Zählwerke für Druckluft noch durch eine besondere, an den Fenstern entlang laufende und in das Rohr R1 einmündende Leitung mit einem der Windkessel W verbunden. In diese Leitung werden die Zählwerke mittels vorhandener Passtücke eingesetzt und die Luft hinter ihnen durch einen Schieber bis auf die atmosphärische Spannung abgedrosselt der Gasuhr zugeführt. Durch Vergleich der Zifferblätter der Zählwerke mit denen der Gasuhr ergeben sich dann die Constanten, mit welchen die Zählwerke dem Betrieb übergeben werden.

Luftmaschinen.

Die in Paris und auch in zahlreichen Bergwerken gebräuchlichen Luftmaschinen waren meist sehr unvollkommen. Die Commanditgesellschaft A, Riedinger musste demnach auch hierin von Grund aus Neues schaffen, wobei ihr die Versuchsstation sehr von Nutzen war. Der Druckluftbetrieb ist nur dann vortheilhaft, wenn die Luft im Cylinder der Maschine bis nahezu auf die atmosphärische Spannung expandiren kann. Um hierbei Schnee- und Eisbildungen zu vermeiden, muss die gespannte Luft vorher erwärmt werden.

Man erkennt ohne weiteres, dass in Folge der durchschnittlich höheren Temperatur im Cylinder gegenüber der Umgebung während der Expansion noch eine, wenn auch nur unbedeutende Wärmeentziehung stattfinden muss, welche theoretisch eine noch unterhalb der Adiabate verlaufende Expansionscurve zur Folge haben musste. Sind die Cylinder hingegen verschalt und ist die Verschalung womöglich noch durch Isolirmasse ausgefüllt, so wird die Wärmeentziehung so gering, dass sich der Verlauf kaum merklich von einem adiabatischen unterscheidet. Jedenfalls ist der Einfluss der Cylinderwandungen auf den Verlauf der Compression bei trockener Luft weitaus geringer als bei Dampfmaschinen, wohl wesentlich aus dem Grunde, weil Aggregatzustandsänderungen hier nicht auftreten können. Ganz anders gestaltet sich die Expansion bei starkem Feuchtigkeitsgehalt der Luft. Alsdann tritt ein Gemisch von Luft und meist überhitztem Wasserdampf in den Cylinder. Der Dampf nimmt an der Temperaturerniedrigung mit theil, wird nach und nach gesättigt und beginnt endlich sich niederzuschlagen. Die hierbei frei werdende Verdampfungswärme wird der Luft mitgetheilt, und dadurch der Charakter der Expansionscurve wesentlich geändert. Diese verläuft jetzt unter dem Einfluss dieser allmählichen Wärmezufuhr beträchtlich über der Adiabate und kann sich sogar der Isotherme bedeutend nähern, ohne dass deshalb die Temperatur während der Expansion gleich bleibt. Besonders stark wird die Einwirkung |266| des Wassers, wenn man es in grösseren Mengen entweder in den Vorwärmer oder in den Cylinder während der Expansion einspritzt. In diesem letzten Falle wird die Expansion zu einer vollständigen Umkehrung der Compression mit Einspritzkühlung, so dass die dort entwickelten Gleichungen auch ohne weiteres hier gültig bleiben.

Textabbildung Bd. 287, S. 266
Die Erfahrungen, welche bisher mit Dampf- bezieh. Wasserbeimischung gemacht wurden, sind aber nicht geeignet gewesen, die damit verbundene verwickeltere Bauart bei verhältnissmässig kleinen Maschinen zu rechtfertigen. Zum Verständniss der nachfolgenden Untersuchungen, bei denen der Wassergehalt der Luft keine bedeutende Rolle spielt, sind neue theoretische Betrachtungen um so weniger nöthig, als der Process schon von verschiedenen Seiten eingehend besprochen und dargestellt worden ist.

Textabbildung Bd. 287, S. 266
Manches Neue dagegen dürfte die Construction der Luftmaschinen der Firma A. Riedinger und Co. bieten. Sie werden, wie aus den Fig. 8 bis 10 hervorgeht, für kleine Leistungen von ¾ bis zu 4 e als einfachwirkende Ventilmaschinen in geschlossenem Gehäuse gebaut. Die nachstehende Tabelle gibt die hauptsächlichsten Maasse dieser Maschinen an:

Leistung in e ¾ 1 2 4
Cylinderdurchmesser mm 80 100 125 180
Hub mm 120 120 150 180
Minutliche Umdrehungen 250 250 250 200
Gesammthöhe mm 1000 1000 1100 1500
Durchmesser der Grundfläche mm 450 450 450 550
Schwungraddurchmesser mm 540 540 600 800

Durch die Wahl von Ventilen, deren Gehäuse sich im oberen Deckel befinden, ist es gelungen, den schädlichen Raum so klein zu halten, wie es bei anderen Steuerungsorganen wohl kaum möglich wäre. Er beträgt bei keiner dieser Maschinen mehr als 2,5 Proc. Es liegt dies besonders daran, dass der Kolben, was nur bei genauer Arbeit möglich ist, sich bis auf 1 mm dem Deckel nähert, und dass das Austrittsventil, welches durch eine aussenliegende Feder auf seinem Sitze gehalten wird, sich nach dem Cylinderinneren hin öffnet, mithin gar nichts zum schädlichen Raume beiträgt. Das Eintrittsventil, welches durch den Ueberdruck der Luft und die Spannung einer Feder niedergedrückt wird, ist als Kugelabschnitt ausgebildet und ruht auf scharfem Sitze. Bemerkenswerth ist die Regulirung der Maschinen (D. R. P. Nr. 58880). Sie wird bewirkt durch ein auf der Einlassteuerstange S1 mittels Spiralfeder elastisch sitzendes Gewicht G. Dieses Gewicht ist mit dem Mitnehmer M für das Eintrittsventil, der auf einem oben abgeschrägten Arme A der Steuerstange gleitet, durch eine Schubstange verbunden. Um das Eintrittsventil zu öffnen, genügt ein Theil des Excenterhubes, der aber durch die veränderliche Lage des Mitnehmers verkleinert oder vergrössert werden kann. Diese Verschiebung findet nur statt, wenn der Mitnehmer mit dem Anschlag des Ventils E nicht im Eingriffe steht, mithin ist der Regulator nahezu rückdruckfrei. Die Steuerung wird auch so ausgeführt, dass für den Fall des zu raschen Ganges der alsdann mit einem Zahn versehene Mitnehmer gar nicht mit dem Ventil in Eingriff gelangt, so dass eine oder mehrere Füllungen ausfallen. Alsdann ist das Eintrittsventil frei, während das Auslassventil, wie gewöhnlich, gesteuert wird. Die Folge davon ist, dass die Maschine während des Vorschubes des Kolbens hierbei mit Unterdruck arbeitet, also etwas Arbeit verzehrt, da beim Hubwechsel das Eintrittsventil sich öffnet und die vorher im Cylinder verdünnte Luft durch Eindringen von äusserer Luft ausserordentlich schnell die atmosphärische Spannung annimmt. In Folge hiervon regelt sich der Gang der Maschine ausserordentlich rasch.

Bei Anwendung veränderlicher Expansion hat es sich als zweckmässig erwiesen, den kleinsten Füllungsgrad so zu wählen, dass die Luft am Hubende des Kolbens nahezu die atmosphärische Spannung erreicht hat, während die normale Füllung nur wenig darüber liegen soll. Nach oben hin ist man mit der Füllung nicht mehr beschränkt, so dass eine Luftmaschine mit veränderlicher Füllung bedeutend über ihre durchschnittliche Leistung angestrengt werden kann.

Die Wahl von Rundschiebern zur Steuerung der Luftmaschinen mit Leistungen über 5 e war begründet in der verhältnissmässig geringen Reibungsarbeit dieser Organe, dann, weil sich bei ihnen eine vollständige Trennung von Ein- und Austrittskanälen, wie sie ja für alle thermodynamischen Maschinen längst als zweckmässig anerkannt ist, durchführen lässt, und endlich, weil solche mit Rundschiebern gesteuerte Maschinen der Gefahr des Einfrierens so gut wie gar nicht ausgesetzt sind. Dieser für die Betriebssicherheit wesentliche Umstand wird bedingt durch die Gestalt der Austrittskanäle in den Rundschiebern gegenüber dem Flachschieber, welcher die auspuffende Luft zwingt, mehrere Male ihre Bewegungsrichtung zu ändern, während der bei liegender Maschine stets auf der Unterseite befindliche Rundschieber ihr einen einzigen, nur leicht gekrümmten Kanal darbietet, in welchem sie ausserdem keine Gelegenheit zu Schneeablagerungen findet.

Der früher beschriebene Luftvorwärmer der Gesellschaft Riedinger besteht aus einem schraubenförmig gewundenen Schmiedeeisenrohre. Die Luft nimmt in den |267| Oefen die Wärme durchweg unter constantem Drucke auf, so dass die specifische Wärme, die für die Berechnung der Wärmetransmission hier einzusetzen ist, cp = 0,2377 beträgt. Man hat demnach bei einer Eintrittstemperatur t0, einer Austrittstemperatur t1 die im Vorwärmer der Luft mitgetheilte Wärme zu

Q = G . cp (t1t0)

für G k Luft. Das Gewicht der Luft schwankt je nach der Temperatur, mit der sie durch den Messapparat strömt, und ist hier im Mittel zu 1,2 k für 1 cbm angenommen.

In der nachfolgenden kleinen Tabelle sind die wesentlichsten Versuchswerthe zusammengefasst, und zwar bezieht sich die erste Spalte auf einen Vorwärmer kleinster Abmessung, während die andere von einem sehr grossen Vorwärmer, der bis zu 40 genügt, herstammt.

Versuchs-Nr. I II
Mittlere Heizfläche qm 0,2 2,45
Ueberdruck k/qc 5,67 7
Stündliche Luftmenge cbm 22 373
Eintrittstemperatur der Luft Gr. C. 20 28
Austrittstemperatur „ „ „ „ 200 215
Stündlicher Koksverbrauch k 0,35 3,5
Stündlich übertragene Wärme W.-E. 1130 19900
„ „ „ für 1 qm
Heizfläche 5650 8120
Uebertragene Wärme für 1 k Koks 3200 5700

Diese Versuche lehrten ausserdem, dass neben der Grösse der Heizfläche und dem Temperaturunterschied auch die Geschwindigkeit der Luft in dem Heizrohr einen Einfluss auf die Wärmeaufnahme ausübt, und zwar scheint es, als ob für jeden Apparat unter sonst gegebenen Verhältnissen eine bestimmte Geschwindigkeit der Luft vorliegt, für welche die Wärmeübertragung einen Höchstwerth annimmt.

Die endgültige Lösung dieser ebenso wichtigen wie interessanten Frage muss jedoch weiteren eingehenden Untersuchungen vorbehalten bleiben.

Immerhin lehren die obigen Zahlen, dass bis zu 80 Proc. der durch Verbrennen des Koks entwickelten Wärme (rund 7200 W.-E. für 1 k Koks) der Luft mitgetheilt und unmittelbar im Luftmotor ohne nennenswerthen Abzug in Arbeit umgesetzt werden.

Versuche an Luftmaschinen.

Die nachstehenden Bremsversuche an einer kleinen Ventilluftmaschine wurden mit Ausschaltung des Regulators also bei constanter Füllung (30 Proc.) angestellt. woraus sich die Verschiedenheit der minutlichen Umdrehungen erklärt.

Die während der Bremsung abgenommenen Diagramme entstammen einem Crosby-Indicator, dessen Trommel durch eine der im Inneren des Gehäuses rotirenden Maschinenkurbel genau entsprechende Kurbel mit einer Schubstange und Geradführung angetrieben wird. Das Verhältniss von Kurbellänge zur Schubstangenlänge des Indicatorantriebes ist gleich dem entsprechenden Verhältniss in der Maschine.

Auch war die Umdrehungszahl der Maschine nicht hoch genug, um auf die Indicatordiagramme einen Einfluss auszuüben.

Versuche an einer einfach wirkenden Ventilluftmaschine Nr. 11 Cylinderdurchmesser 100 mm, Hub 120 mm.

Versuchs-Nr. I II III IV
Dauer in Minuten 20 30 30 30
Ueberdruck in der Leitung k/qc 5,9 5,9 6,1 6
Temperatur der Luft vor
der Maschine

Gr. C.

+ 21

110

148

190
Temperatur der Luft hinter
der Maschine

„ „

– 32

– 14,5

– 6,3

+ 12
Minutliche Umdrehungen 160,6 185,2 191,6 178,4
Bremsbelastung k 8 8 8 8
Bremshebelarm m 0,42 0,42 0,42 0,39
Effective Leistung e 0,75 0,848 0,88 0,787
Mittlerer Druck k/qc 3,095 2,91 2,86
Indicirte Leistung i 1,2 1,17 1,073
Gesammter Luftverbrauch cbm 7,4 8,32 8,5 6,1
Stündlicher Luftverbrauch 22,2 16,64 16,1 12,2
Stündlicher Luftverbrauch
für 1 e


29,6

19,62

18,3

15,7
Stündlicher Luftverbrauch
für 1 i



13,8

13,77

11,37
Mechanischer Wirkungsgrad 0,707 0,75 0,735

Die bei den Versuchen benutzte Bremse war ein gewöhnlicher Zaum, der genau ausgewuchtet und constant belastet war. Der Zaum wurde durch Staufferbüchsen mit consistentem Fett geschmiert. Die Umdrehungen wurden durch einen Hubzähler bestimmt. Die Temperatur wurde alle fünf Minuten abgelesen, ebenso oft auch Diagramme genommen. Die obigen Angaben geben die Mittelwerthe aus diesen Ablesungen an.

Das Diagramm1) (Fig. 11) entspricht dem IV. Versuch; aus ihm dürfte der ziemlich rasche Abschluss des Ventils hervorgehen.

Textabbildung Bd. 287, S. 267
Von grossem Interesse für das Wesen des ganzen Systems der Druckluftvertheilung ist der Vergleich der indicirten Arbeit mit der dem Temperaturgefälle entsprechenden Wärme, wie er in der nachfolgenden Tabelle für die Versuche III und IV durchgeführt ist. Bezeichnet man die Anfangstemperatur mit t1, die Endtemperatur mit t2, so stellt t1 – t2 das Temperaturgefälle und

Q = G . cp (t1t2)

die demselben entsprechende Wärmeabgabe für G k Luft dar, worin cp = 0,2377 die specifische Wärme der Luft bei constantem Drucke ist. Nach dieser Formel ist die Tabelle berechnet.

Die beiden letzten Reihen stimmen jedenfalls sehr befriedigend überein; sie zeigen deutlich den bedeutenden Erfolg der Vorwärmung bezieh. die vorzügliche Ausnutzung

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Versuchs-Nr. III IV
Temperaturgefälle Gr. C. 154,3 178
Entspr. stündliche Wärmeabgabe W.-E. 764 652
Arbeitsäquivalent dafür mk 324000 276500
„ „ 1,2 1,024
Indicirte Arbeit an dem Diagramm i 1,17 1,073

der im Vorwärmer von der Luft aufgenommenen Wärme durch die Maschine. Ausserdem ergibt sich hieraus, dass der Process, wie auch aus dem Diagramm hervorgeht, nahezu adiabatisch verläuft, was für die Vorausberechnung der Luftmaschinen wichtig ist. Die Abweichung von der Adiabate ist wahrscheinlich auf den Einfluss des Wasserbezieh. Dampfgehaltes der Luft zurückzuführen, der sich in den ersten beiden Versuchsreihen noch stärker geltend machte.

Die Rundschiebermaschine verhielt sich etwas anders. Auch diese Maschine wurde gleichzeitig gebremst und indicirt. Die Diagramme wurden alle fünf Minuten genommen, die Temperatur gleichzeitig abgelesen. Die Maschine war mit einem Pröll'schen Drosselregulator ausgerüstet, der bei jedem Versuche, um verschiedene Leistungen zu erzielen, mit einer anderen Scheibe versehen wurde. Der obere Backen des Bremszaumes war ein kräftiger Holzblock, während der untere aus einzelnen Stücken bestand, die auf einem Kupferband befestigt waren. Als Bremshebel dienten zwei am oberen Backen befestigte Flacheisen, welche mit ihrem äussersten Ende auf eine während jedes Versuches constant belastete Decimalwage drückten. Bei reichlicher Schmierung und sorgfältiger Regulirung einer der Spannschrauben des Zaumes war es nicht schwer, die Wage leicht spielen zu lassen und alle Stösse zu vermeiden. Auf diese Weise wurden die in nachstehender Tabelle verzeichneten Ergebnisse bei einer constanten Füllung der Maschine von 35 Proc. gewonnen.

Versuche an einer Rundschiebermaschine Nr. I.

Cylinderdurchmesser 150 mm, Hub 250 mm.

Versuchs-Nr. I II III IV
Versuchsdauer in Minuten 30 30 30 30
Leitungsüberdruck k/qc 6,03 6,16 6,0 6,0
Temperatur vor der Ma-
schine

Gr. C.

+ 29

120

204

181
Temperatur hinter der Ma-
schine

„ „

– 4

+ 1,3

+ 15

56
Minutliche Umdrehungen 127 169,2 148,6 150
Bremsbelastung, berichtigt k 32,5 33,8 35,2
Bremshebelarm m 1 1 1
Effective Leistung e 5,76 7,98 7,3
Mittlerer Druck, vorn k/qc 3,108 3,20 3,336 0,439
„ „ hinten 2,464 2,72 2,790 0,667
Indicirte Leistung i 6,71 9,44 8,65 1,57
Gesammter Luftverbrauch cbm 70,7 73,2 54,75 18,65
Stündlicher Luftverbrauch 141,4 146,4 109,5 37,3
Stündlicher Luftverbrauch
für 1 e


24,55

18,4

15,0

Stündlicher Luftverbrauch
für 1 i


21,08

15,5

12,65

23,8
Mechanischer Wirkungsgrad 0,857 0,842 0,841

Von diesen Versuchen stellt Nr. IV einen Leerlauf mit vorgewärmter Luft dar, wobei trotz der starken Abdrosselung durch den Regulator doch noch Unterdruck im Cylinder entstand.

Für den Vergleich zwischen der in der Maschine durch das Temperaturgefälle in Arbeit verwandelten Wärme mit der indicirten Arbeit ist hierbei nur Nr. III und IV verwendbar, weil sich bei den ersten beiden Versuchen hin und wieder Schnee bildete, dessen Menge jedoch nicht gemessen wurde.

Neben dieser schätzenswerthen Arbeit hat auch A. Riedler in der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1892 * S. 821 u. ff., neue Bausteine zur Beurtheilung der Druckluftleitungsfrage zusammengetragen. Riedler gibt zunächst eine Kritik der vorhandenen Anlagen und betont dabei, dass durch seine von ihm entworfene neue Anlage von 8000 in Paris die Betriebskosten auf 4/10 herabgesetzt worden seien.

Das kennzeichnet den früheren Betrieb mit den alten Maschinen. Wenn bei einem Grossbetriebe, der in drei verschiedenen Zeitabschnitten mit neuen grossen Maschinen ausgerüstet wurde, durch Aenderung der Maschinen allein die Betriebskosten auf weniger als die Hälfte heruntergesetzt werden können, dann ist dies in heutiger Zeit nicht so sehr eine maschinentechnische Leistung, als vor allem ein Beleg für die Unvollkommenheit der früheren Maschinen. Ausserdem wurden durch die neuen Maschinen allein 1 Million Francs an Anschaffungskosten gegenüber dem Voranschlage der 24 Maschinen erspart. Hierbei ist jedoch zu erwägen, dass die Kosten der Centrale nur einen Factor der Unternehmung bilden.

Diese günstigen Betriebsverhältnisse der neuen Centrale führten sofort dazu, den Betrieb der alten Anlage ganz einzustellen; dies bedeutet aber selbstverständlich die Todtlegung eines verausgabten Kapitals von etwa 5 Millionen, die verzinst und abgeschrieben werden müssen.

Mit der neuen Maschinenanlage wurde auch ein zusammen etwa 13 km langes, doppeltes Hauptdruckrohr (500 mm-Schmiedeeisenblechleitung) angelegt, gleichfalls eine zunächst nicht ertragsfähige Ausgabe von 2 Millionen Francs, da für die Ausdehnung des Druckluftbetriebes in gleichem Maasstabe nicht gesorgt wurde.

Dies ergibt sich wieder aus Nachstehendem:

Gleichzeitig mit der 8000pferdigen Druckluft anläge am Quai de la Gare wurde auch der Bau eines 1200pferdigen Lichtwerkes am Boulevard Richard Lenoir für Dampfbetrieb beschlossen.

Die Druckluftunternehmung hat dadurch, entgegen ihrem eigenen Princip, sich selbst von vornherein eine Absatzquelle verschlossen, für welche sie im Stande sein musste, Betriebskraft billiger zu liefern. Wenn sie dies nicht vermochte, dann war für die grossartige Druckluftanlage keine genügend rasche Entwickelung und Ertragsfähigkeit anzunehmen.

Die für das Lichtwerk verwendeten 300pferdigen Dampfmaschinen arbeiten mit 1 Hoch-, 1 Mittel- und 2 Niederdruckcylindern (390, 580 und 720 mm Durchmesser, 450 mm Hub, 135 minutliche Umdrehungen, 10 at Betriebsdampf); sie wurden mit nicht stellbarer Expansionssteuerung (bei halber Füllung in jedem Cylinder) mit Regulator und Drosselventil ausgeführt. Die Schieberstangen für die über einander gebauten Dampfcylinder sind gemeinsam. Zwei getrennte Luftpumpmaschinen sind ausserhalb des Maschinenhauses aufgestellt. Je eine Dynamomaschine wird auf jeder Seite der Kurbelwelle unmittelbar angetrieben.

Die Dynamo laden mit hochgespanntem Gleichstrom ein System von Accumulatorstationen in den zu versorgenden Stadtbezirken. Die Instandhaltung der Accumulatoren |269| kostete bisher 10 Proc. der Anschaffungskosten; dies tritt also als laufende Ausgabe des Lichtbetriebes hinzu, so dass zusammen mit dem geringen Wirkungsgrade der Accumulatoren die Betriebskosten für die Stromlieferung sehr hohe sind.

Im Betriebe betrug der Dampfverbrauch etwa 14 k, also so viel, dass selbst im Zusammenhange mit der bestehenden Druckluftanlage, bei gewöhnlicher Art des Luftbetriebes und der Vorwärmung, geringere Betriebskosten erreichbar gewesen wären. Desgleichen wäre die Anlage für Luftbetrieb wegen des Wegfalles der Dampfkessel und sonstiger Baulichkeiten in kürzerer Zeit und auf geringerer Baufläche ausführbar gewesen.

Im eigentlichen Beleuchtungsgebiet hat die Unternehmung neben einander drei Leitungen liegen: die Ladungskabel für die Accumulatoren, die Vertheilungskabel und das Leitungsrohr für die Druckluft, welches schon früher das ganze Beleuchtungsgebiet mit Kraft versorgte.

In der weiteren Kritik der Pariser Anlage wird namentlich die Unzulänglichkeit der benutzten Luftmaschinen bemängelt, als welche die ältesten Constructionen von Dampfmaschinen benutzt wurden. Auch die so wesentliche zweistufige Vorwärmung der Druckluft sei völlig ausser Verwendung gelassen.

In der neuesten Zeit werden Luftmaschinen mit anderer Vorwärmungsart versucht. Schon im Lichtwerk Retiro erfolgt die Luftvorwärmung nur durch Dampfeinspritzung, welche wegen der niedrigen Dampftemperatur und der Verhältnisse der Dampferzeugung auf niedrigen Luftverbrauch und geringe Betriebskosten nicht führen kann und ausserdem die Aufstellung eines Dampfkessels und eines Auspuffschornsteins für die nasse Auspuffluft nothwendig macht.

Bei einigen neuesten Versuchsmaschinen in Paris wird der Druckluft Dampf von etwa 300° Temperatur zugeführt, die Mischung erfolgt in einem eigenen Mischcylinder. Die Auspuffluft wird in einen „Échangeur“ geleitet, in welchem die erste Vorwärmung der Luft vorgenommen wird. Damit ist der wesentlichste und beste Theil des Popp'schen Systems, die unmittelbare Wärmezuführung, verlassen und ein Rückschritt zu den Vorwärmungsmethoden eingeführt, welche von Cornet in Mons, Siemens in London und Mekarski in Paris längst schon durchgeführt wurden.

In ähnlicher Weise fehlt jede technische Entwickelung in den besonderen Anwendungen der Druckluft. Ein bezeichnendes Beispiel bilden die Strassenbahnen. Hierbei ist auch ein unmittelbarer Vergleich gegeben, indem in Nantes seit 1879, in Paris seit 1887 die bekannten Mekarski'schen Luftbahnen im laufenden Betriebe stehen. Diese benutzen hochgespannte Luft und Vorwärmung durch Heisswasser von etwa 180° C.

Dem System haften mehrere Mängel an. Diese liegen in der hohen Spannung und den Verlusten durch Drosselung, in der ungünstigen Erzeugung der Druckluft durch kleine, unvollkommene Maschinen und in der geringen Vorwärmung. Aber die Einrichtungen sind von einem gründlichen Fachmann innerhalb der gegebenen Verhältnisse in musterhafter, praktisch lebensfähiger Weise durchgeführt und trotz ihrer Unvollkommenheit seit mehr als zehn Jahren in erfolgreichem Betriebe. Die Pariser Druckluftunternehmung sollte aber solchen Betrieb viel vortheilhafter durchführen können, weil sie in der Lage wäre, im Zusammenhang mit der städtischen Kraftvertheilung die Betriebskraft viel billiger zu erzeugen, als dies in kleinen Maschinenstationen möglich ist. Insbesondere könnten im Anschluss an das Vertheilungsnetz Unterstationen nahezu an beliebiger Stelle erbaut werden.

Diese Unterstationen brauchten nur die Luft aus der Leitung von 8 at auf höhere Spannung zu verdichten, was einfach durch Vermittelung einer Luftmaschine erfolgen könnte. Die Anlage bestände daher nur in einem kleinen, durch Luftmaschinen getriebenen Compressor und in den Behältern für die Aufspeicherung; sie würde sehr geringen Raum einnehmen und könnte insbesondere unterirdisch an jeder Oertlichkeit hergestellt werden.

Beim Füllen der Wagen könnten Verluste vermieden werden, indem die Auffüllung durch einen Dreiwegverschluss erst mit Luft aus dem städtischen Netz (8 at), dann aus dem Zwischenbehälter des Compressors und schliesslich aus dem Behälter mit hochgespannter Luft erfolgt, ohne die erforderlichen Rohrleitungen wesentlich zu verwickeln.

Trotz aller dieser nahe liegenden Vortheile ist für Trambahnen von der Pariser Druckluftgesellschaft nichts geschehen. Gutermuth hat ein allerdings nur die technische Seite behandelndes Project aufgestellt; es enthält den Vorschlag, als Motoren für die Strassenbahnwagen zwei oder drei Luftcylinder zu verwenden, welche beim Anfahren mit unabhängiger Füllung, während der Fahrt aber als Verbundmaschinen mit mehrstufiger Expansion und mehrmaliger Vorwärmung benutzt werden. Zu einem Versuch oder einer Ausführung ist es nicht gekommen.

Die Mekarski'sche Einrichtung wird hingegen trotz ihrer beschränkten Betriebsverhältnisse in neuerer Zeit für zwei grosse Linien innerhalb Paris und auch in anderen Städten ausgeführt.

Die Anwendung der Druckluft für Lüftungszwecke wurde gleichfalls in Paris vernachlässigt, während Riedinger in kurzer Zeit hervorragende Neuerungen durchführte, welche wegen des Wegfalls aller Maschinen und mechanischen Einrichtungen, durch die beliebige Regulirfähigkeit, Theilbarkeit und Betriebssicherheit bezieh, stete Bereitschaft und durch die erzielten Leistungen von grosser Bedeutung sind.

Aehnlich steht es in Paris mit der Entwickelung der Verwendung der Kaltluft. Es besteht kein Zweifel, dass für einen Grossbetrieb die Luft als Uebertragungsmittel wegen des Wassergehaltes hinter anderen Mitteln der Kälteerzeugung unbedingt zurückstehen muss; trotzdem kann Kaltluft ausgedehnte Verwendung finden, nämlich im Nebenbetrieb und in Betrieben von kleinem Maasstabe, da, wo besondere Kältemaschinen nicht aufgestellt werden können. Damit ist aber die Grundlage für die Verwendung der Kaltluft gegeben. Dennoch wurden in Paris nach der ersten Richtung grossartige Versuche durchgeführt, während nach der anderen, meines Erachtens allein lebensfähigen Richtung nichts geschehen ist.

In der alten Centralstation St. Fargeau wurde eine Kaltlufteinrichtung als Schaustück, in der Bourse de Commerce eine 150pferdige Kaltluftmaschine aufgestellt und Kaltkammern regelmässig betrieben.

1890 wurde für die Bourse de Commerce eine sehr schlecht gebaute 150pferdige Kaltluftmaschine ohne stellbare Expansion bestellt, die wegen grober Fehler in der Bauart und Ausführung erst in jüngster Zeit in Betrieb |270| kam. Andere grössere Kaltluftanlagen wurden in Paris nicht ausgeführt.

Ein grosser Kaltluftversuch wurde mit einer Cockerill'schen 400pferdigen Compressionsmaschine in der Centralstation St. Fargeau durchgeführt, derart, dass die Compressoren als Widerstände hinter den Maschinen benutzt, aber die Dampfcylinder mit Druckluft betrieben wurden. Die Maschinen blieben hierbei vollständig unverändert. Es strömte also die Luft in den Hochdruckcylinder, dann durch Vermittelung des Aufnehmers in den Niederdruckcylinder und von dort in die Versuchskaltkammern. Die Steuerungen und sonstigen Einrichtungen der Maschine sind für diesen Kaltluftbetrieb wenig geeignet; es hat sich aber bei etwa 18stündigem ununterbrochenem Betriebe keine Schwierigkeit herausgestellt. Ich erwähne diese Thatsache insbesondere gegenüber der oft gehörten Behauptung, es sei unmöglich, Luftmaschinen längere Zeit ohne Vorwärmung zu betreiben, weil die Eisbildung rasch eine Grenze setze. Diese Behauptung trifft nur zu bei solchen Maschinen, deren Auspuff für die Ablagerung von Eis besonders günstig ist.

Aus dem Erwähnten ergibt sich, dass in den abgelaufenen zwei Jahren in den einzelnen Zweigen des Druckluftbetriebes kein Fortschritt erzielt wurde. Die Berliner Druckluftgesellschaft hat keine technischen Anlagen ausgeführt und auch keine Concessionen zur Errichtung von Druckluftanlagen übernommen. Ausserdem ist noch darauf hinzuweisen, dass auf anderen Gebieten Hunderte fähiger Köpfe sich dem Studium des Fortschrittes widmen und sich hierbei des Verständnisses und der Unterstützung der Interessenten zu erfreuen haben, so dass im Vergleiche hierzu das, was bisher unter den geschilderten Umständen auf dem Felde der Druckluft von wenigen Personen technisch angestrebt wurde, immerhin als beachtenswerth gelten kann, wenn es auch für die Vernachlässigung aller übrigen Factoren nicht Ersatz bietet. Bedauerlich ist, dass auch die technische Seite schwer geschädigt wurde, um so mehr, für je mächtiger die betheiligten Geldleute gelten und je grössere Summen in technisch unrichtiger Weise verbraucht wurden. Diese Schädigung muss sich selbstverständlich auch dort äussern, wo inzwischen auf gleichem Gebiete, unabhängig von den geschilderten Verhältnissen, Tüchtiges geleistet wurde.

Dies gilt insbesondere von den Riedinger'schen Ausführungen in Offenbach. Diese sind Arbeiten, welche höchstes Lob verdienen. Die Offenbacher Anlage wurde aber ohne jeglichen Zusammenhang mit Paris geschaffen. Von dort wurde dem Unternehmen nichts zur Verfügung gestellt. Soweit es sich um constructive Einrichtungen handelt, ist dadurch nichts verloren, wohl aber ist die Nichtbenutzung aller Pariser Erfahrungen zu bedauern. Ausserdem ist die Offenbacher Anlage in wirthschaftlich er Beziehung zu klein, um trotz ihrer guten Durchführung die von Paris und seinen Geldleuten ausgegangene Schädigung des Druckluftsystems auszugleichen.

Zu dieser schädigenden Rückwirkung kommt weiter noch der Umstand, dass inzwischen die Birminghamer Anlage, wie vorauszusehen war, eingegangen ist, und zwar in Folge grober technischer und geschäftlicher Fehler. Die Unternehmung wurde zur Anlage einer sehr kostspieligen schmiedeeisernen Leitung gezwungen, ihr Concessionsgebiet war ein beschränktes und konnte auf das Centrum, sowie auf Beleuchtungseinrichtungen nicht ausgedehnt werden.

Der technische Misserfolg ist selbstverständlich. Die verunglückte Gasfeuerung wurde für 20000 ausgeführt, das Rohrnetz ist für 30000 reichlich bemessen, wird aber mit durchschnittlich unter 1000 und nur im Tagesbetrieb benutzt, die Maschinen laufen statt mit 90 minutlichen Umdrehungen in Folge schlechter Construction nur mit 40 bis 50, und die schlechten Betriebsverhältnisse sind eine selbstverständliche Folge solcher Fehler. Die grossartig angelegte Gasfeuerung ergab im Betrieb 50 Proc. höhere Kosten als gewöhnliche Kohlenfeuerung.

Es fehlte, wie in Paris, dort an einer sachgemässen Durchführung. Die Thätigkeit der Erbauer beschränkte sich auf constructive Liebhabereien und deren einseitige, unverständige Durchführung.

Riedler erwähnt weiter eine missglückte Anlage in Washington, die Judson Pneumatic Railway. Diese angebliche „Druckluftstrassenbahn“ wurde vor ihrer Ingangsetzung im Herbst vorigen Jahres grossartig gepriesen und überhaupt als die grösste bestehende Druckluftanlage geschildert. In Wirklichkeit ist sie an sich unbedeutend und besteht dem Wesen nach in Folgendem:

Um den in Amerika ausserordentlich verbreiteten Seilstrassenbahnen Concurrenz zu bereiten, wird an die Stelle des Seils unter die Fahrbahn eine umlaufende Rohrwelle gelegt. Jeder Triebwagen erhält vom Führerstande einstellbare schräge Rollen, welche an die Triebwelle angepresst werden können. Die Welle wird durch Motoren gedreht und durch Reibung der angepressten schrägen Rollen soll der Wagen in Bewegung gesetzt werden. Die Grundlage ist daher etwa: Mannesmann umgekehrt! Durch die verschiedene Neigung der Rollen soll dabei verschiedener Vorschub und veränderliche Zuggeschwindigkeit erreicht werden. Die Wellen sind in einzelnen Abschnitten von etwa 100 m Länge hergestellt, und jedes solche Wellenstück wird durch einen Druckluftmotor angetrieben. Letzteres ist unwesentlich, denn in gleicher Weise könnte ja auch der Antrieb durch andere Motoren erfolgen.

Die ganze Anlage wurde auf Grund eines kleinen Modells gebaut, an welchem der Erfinder die Möglichkeit solcher Kraftübertragung zeigte. Die Anlage ist, wie selbstverständlich, sofort bei der Inbetriebsetzung verunglückt; die Rollen und deren Befestigung wurden abgewürgt.

Aus dem Erwähnten ergibt sich, dass die Sache mit Druckluftbetrieb nichts zu thun hat, das Misslingen wurde aber trotzdem vielfach als ein Misserfolg der Druckluftübertragung hingestellt.

Aehnliche misslungene oder wahrscheinlich noch misslingende Versuche gibt es in Amerika noch mehrere, wo es bei scharfer Unternehmungslust häufig vorkommt, dass ohne vorangegangene Versuche und Studien mit grossen Anlagen vorgegangen wird. Dadurch können ja bei sachgemässer Behandlung wohl auch Fortschritte erzielt werden, viel häufiger aber fallen die Unternehmer in gründlichster Weise herein.

So sind gegenwärtig mehrere Versuche im Zuge, Strassenbahnen mit Druckluftbetrieb nach Mekarski's Vorbild einzurichten. Die Neuerungen laufen im Wesentlichen darauf hinaus, automatische Ladestationen einzurichten, derart, dass der Motorwagen an jeder beliebigen Stelle |271| entweder ohne Stillstand oder mit nur geringem Stillstande mit Druckluft aufgefüllt werden kann. Darunter sind Einrichtungen geplant, die an Unzweckmässigkeit nichts zu wünschen übrig lassen.

Andere Druckluftprojecte gleichfalls amerikanischen Ursprunges streben für den Betrieb geschlossenen Kreislauf an, also derart, dass die Druckluft in einem Rohrnetz den Luftmaschinen zugeführt, die Abluft hingegen in einem zweiten, geschlossenen Rohr wieder an die Centralstation zurückgeleitet wird, so dass die Compression in letzterer nicht bei atmosphärischer, sondern bei einer höheren Spannung beginnt, eine Einrichtung, die für Zwecke der Kraftvertheilung nur zu unnöthiger Complication führt.

Solche Einrichtungen sind aber ebenso wie die vorhin geschilderte Pariser Dilettantenarbeit geeignet, die technische Sache auf längere Zeit schwer zu schädigen, auf die Dauer freilich nicht, denn was technisch gut ist, lässt sich auch durch solche Behandlung nicht ganz umbringen. Ferner ist hervorzuheben, dass in Paris die Interessenten der Druckluft selbst es waren, welche der Sache eine so schwere Schädigung zufügten, wie es auch die heftigsten geschäftlichen Gegner mit keinerlei Mitteln vollbracht haben könnten. Dies findet seine Erklärung darin, dass die Anwendung der Druckluft so einfach ist, dass leider auch in den Händen von Nichtfachleuten ein gewisser äusserer Erfolg möglich ist. Vollständiges Versagen kann auch bei der unverständigsten Behandlung kaum vorkommen, während andere Kraftübertragungsmittel doch ein gewisses minimales Maass von Sachkenntniss erfordern.

Riedler gibt sodann an der Hand ausführlicher Einzelzeichnungen eine Beschreibung der von ihm für Paris (St. Fargeau) entworfenen und seit längerer Zeit in Betrieb befindlichen Anlage, auf welche hier nur verwiesen werden soll. Dagegen sollen die erzielten Betriebsergebnisse auszüglich mitgetheilt werden.

Mg.

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Es soll hier nicht unerwähnt bleiben, dass die verbrauchte Luftmenge auch aus dem Indicatordiagramm entnommen werden kann. Obwohl nun diese Messung bei Luftmaschinen bedeutend sicherer ist als bei Dampfmaschinen, bei denen die Condensationsverluste eine grosse Rolle spielen, so sind doch solche Angaben immer mit Vorsicht zu gebrauchen, weil nicht nur in der Annahme des meist bei Beginn des Voraustritts gewählten Punktes, sondern auch in der dort herrschenden Spannung und noch mehr in der Temperatur Fehlerquellen liegen, die bei einer Luftmessung mittels der Gasuhr ausgeschlossen sind.

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