Titel: Hydraulischer Dampfmaschinenregulator.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1899, Band 314 (S. 158–159)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj314/ar314039

Hydraulischer Dampfmaschinenregulator.

Um eine Wassersäule mit der Geschwindigkeit w durch eine Röhre zu bewegen, ist eine Druckhöhe erforderlich. Die Speisepumpe eines Dampfkessels sei mit der Maschine fest verbunden; sie hat stets den Gegendruck des Kessels zu überwinden, vermehrt um einen Druck z, den sie auf das Wasser ausübt, damit dieses sich mit der bestimmten Geschwindigkeit durch die Rohrleitung dem Kessel zu bewegt. Dieser Druck z ist gleich . Läuft nun die Dampfmaschine schneller, so läuft auch die Pumpe schneller und w wächst auf w1, damit steigt aber z auf . Der Druck verändert sich also proportional mit dem Quadrate der Tourenzahl der Maschine. Diese Druckänderung kann man nun für die Regulierung der Maschine nutzbar machen und zwar in folgender Weise.

In Fig. 1 tritt der Frischdampf bei a ein und geht von b aus weiter zum Cylinder. Der Kolben c drosselt je nach seiner Stellung den Dampf mehr oder weniger ab. Bei g tritt das von der Speisepumpe gelieferte Wasser ein, bei f tritt es in die Röhre, welche es zum Dampfkessel leitet. Ueber c herrscht der Kesseldruck, unter e der Kesseldruck plus dem Druck z. Dieser Drucküberschuss wird aufgehoben durch das Gewicht der Kolben mit Stange und durch den Zug der beiden Spiralfedern; es herrscht also Gleichgewicht. Nun läuft die Maschine schneller; dadurch wächst, wie wir sahen, z auf z1, die Kolben steigen, c drosselt den Dampf mehr ab und die Maschine wird auf ihre normale Tourenzahl gebracht. Der Kesseldruck sei 10 at, z = 1 at, die Kolbenfläche 100 qcm, dann würde bei einer Tourenschwankung von ½% der Drucküberschuss nach oben 22 kg betragen. Diese 22 kg haben lediglich die Reibung zu überwinden, welche gering gehalten werden kann, weil die Kolben nicht sehr dicht zu schliessen brauchen. Bei d ist eine Oeffnung, welche zu einem Wasserabscheider führt, wie er so wie so in die Dampfleitung eingeschaltet wird, mithin herrscht über und unter c derselbe Druck. Der Kolben c braucht also nicht stramm zu passen; den Dampfweg von a nach b sperrt er in gehobener Stellung darum genau so gut ab. Wenn der Kolben e nicht genau passt, so läuft etwas von dem Speisewasser an ihm vorbei durch d in den Wasserabscheider, was zwar nicht erwünscht, aber auch nicht schlimm ist. Es ist übrigens zu bemerken, dass der Druck unter e nach unserer Annahme nur etwa 1 at höher ist als über e. Der Kolben h braucht ganz und gar nicht dicht zu halten: er hat nämlich folgenden Zweck. Das Wasser tritt durch g, den Hüben der Pumpe entsprechend, stossweise ein, und würde ein fortwährendes Zucken verursachen. Nun tritt der Stoss des Wassers gleichzeitig unter e und auf h, bewirkt |159| mithin keine Bewegung. Erst wenn der Druck dauernd steigt, setzt er sich durch die Oeffnungen i auch unter den Kolben h fort und der Regulator steigt. Statt die Oeffnungen i anzubringen, könnte man den Kolben h, der übrigens ähnlich wie eine Oelbremse wirkt, schlottern lassen mit so viel Spielraum, dass das Wasser sicher aber nicht zu schnell an ihm vorbeigeht.

Textabbildung, Bd. 314, S. 159

Will man aber nicht durch Drosselung des Einströmungsdampfes, sondern durch Veränderung der Expansion regulieren, so kann man die in Fig. 2 angegebene Konstruktion verwenden. Der mit Wasser gefüllte Raum über dem Kolben k steht durch c und eine Röhre mit dem Dampfkessel in Verbindung. Wie oben tritt Speisewasser durch a ein und geht durch b zum Kessel. Auch hier wird bei einer Geschwindigkeitsänderung der Druck sich ändern und der Kolben k sich verschieben. Das Ende der Stange von k ist als stumpfe Spitze ausgebildet und liegt in einer kegelförmigen Ausdrehung des Querhauptes, welches die Zapfen z und die Federn f trägt. An den Zapfen greift eine Stange an, die nun in beliebiger Weise auf die Expansion verstellend einwirkt. Die nur in dem kleinen Seitenschnitt angedeuteten Federn f sind mit ihren unteren Enden am Cylinder befestigt. Der störende Einfluss der Stopfbüchsenreibung ist durch folgendes Mittel beseitigt: Der Kolben k trägt auf der Unterseite Schaufeln s, deren Stellung der Grundriss erkennen lässt. Das bei a eintretende Wasser trifft die Schaufeln und versetzt den Kolben wie eine Turbine in Rotation, wodurch, wie bekannt, die einer Auf- und Abbewegung entgegenwirkende Reibung so gut wie ganz ausgeschaltet ist. Wenn der Kolben k nicht sehr dicht schliesst, so schadet das nichts, das an ihm vorbeigegangene Wasser tritt alsdann durch c in den Kessel. Auf Anbringung eines zweiten als Bremse wirkenden Kolbens kann hier verzichtet werden, weil erst das ganze über k, in c und der Röhre (von c zum Kessel) befindliche Wasser bewegt werden muss, ehe der Kolben sich hebt oder senkt.

Textabbildung, Bd. 314, S. 159

Der Regulator lässt sich von geradezu beliebiger Empfindlichkeit bauen; den Hub kann man nehmen wie man will; die Verstellungskraft lässt sich sehr hoch steigern. Bei einer Kolbenfläche von etwa 100 qcm, 11 cm Durchmesser, verstellt der Regulator, wie wir sahen, bereits mit 22 kg Kraft. Ob aber hierdurch die Unbequemlichkeit, eine Speisepumpe immer laufen lassen zu müssen, aufgewogen wird, ob sich nicht noch andere Mängel und Fehler herausstellen, das kann wohl nur die Erfahrung lehren. Vielleicht erweist sich der Gedanke als fruchtbar und wir bekommen statt der hundertfach variierten Zentrifugalregulatoren einen brauchbaren hydraulischen Regulator zu sehen.

O. Schaefer.

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