Titel: Die Vorträge vor der fünften Hauptversammlung der Schiffbautechnischen Gesellschaft.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1904, Band 319 (S. 49–51)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj319/ar319014

Die Vorträge vor der fünften Hauptversammlung der Schiffbautechnischen Gesellschaft.

Vor der fünften Hauptversammlung der Schiffbautechnischen Gesellschaft, die am 19. und 20. November in der Aula der Königlich Technischen Hochschule zu Charlottenburg stattgefunden hat, ist eine Reihe technisch interessanter Vorträge gehalten worden, über deren Inhalt nachstehend berichtet werden soll.

In dem ersten Vortrag gab Herr Geh. Regierungsrat Professor Dr. Riedler eine Begründung des Wesens der Dampfturbine und eine Schilderung der Umwälzung, die dieser neue Dampfmotor auf dem ganzen Gebiete der Krafterzeugung schon jetzt hervorgerufen hat und voraussichtlich hervorrufen wird. Im einzelnen führte dazu Herr Geheimrat Riedler etwa folgendes aus.

Die herrschende Kolbendampfmaschine ist nicht mehr erheblich verbesserungsfähig, weder maschinentechnisch noch thermisch, d. i. in der wirtschaftlichen Ausnutzung der Dampfkraft. Es ist eine vollständige Umgestaltung der Dampfmaschine in der neuen Form der Dampfturbine erforderlich. Diese nutzt die Strömungsenergie des Dampfes an Stelle der Spannungsenergie aus. Turbinen sind viel billiger als Kolbendampfmaschinen, erfordern weniger Raum, fast keine Bedienung und verbrauchen nicht mehr Dampf als beste Kolbendampfmaschinen, so dass ihnen ein grosses Verwendungsfeld offen steht.

Die Räder von Dampfturbinen müssen, je nachdem der Dampfstrahl durch Reaktion oder unmittelbar durch Aktion wirkt, mit ebenso grosser oder halb so grosser Anfangsgeschwindigkeit laufen, wie der Dampf ausströmt; nur dann kann die Strömungsenergie voll ausgenutzt werden. Solche unbrauchbar hohe Geschwindigkeiten müssen durch besondere Konstruktionsmittel auf praktisch brauchbare Geschwindigkeiten herabgemindert werden. Bei den Turbinen von Laval, die mit kleinen Rädern auf biegsamen Wellen arbeiten. wird die hohe Drehgeschwindigkeit von 150–300 Umdrehungen in der Sekunde durch Zahnräder auf etwa 1/10 vermindert. Solche Zahnräder verursachen Geräusch und Abnutzung und schliessen diese Turbinen vom Grossbetriebe aus.

Bei den zahlreich ausgeführten Turbinen von Parsons wird die Geschwindigkeit dadurch vermindert, dass der Dampfdruck nicht auf einmal, sondern in zahlreichen Abstufungen hintereinander ausgenutzt wird, so dass die Radgeschwindigkeit nur dem geringen abgestuften Dampfdruck zu entsprechen hat. Dies führt bei geringen Drehgeschwindigkeiten oder grossen Leistungen auf 100 bis 150 Stufen und doppelt so viele Turbinenräder, jedes Rad mit Hunderten von Schaufeln, so dass grosse Turbinen Hunderttausende von Schaufeln erfordern; solche Turbinen werden daher vielgliedrig, ausserordentlich langund schwer, kostspielig und empfindlich. Die Hunderte von Lauf- und Leiträdern müssen, um Dampfverluste zwischen den einzelnen Stufen zu vermeiden, mit ganz geringen Spielräumen, weniger als ¼ Millimeter, untereinander und gegen das Turbinengehäuse ausgeführt werden. Eine wirkliche Abdichtung zwischen den einzelnen Stufen ist überhaupt unmöglich. Wird der Spielraum grosser ausgeführt, so ist der Dampfverlust sehr gross. Ausserdem lässt die Parsons-Turbine nur eine sehr unvollkommene Drosselregulierung zu. Für stark verringerte Leistung oder Geschwindigkeit ist sie überhaupt nicht regulierbar. Der Dampf fliesst dann mit unrichtiger Geschwindigkeit durch die Turbinenschaufeln, so dass Parsons z.B. bei Schiffmaschinen für veränderliche Leistung die Kolbendampfmaschine zu Hilfe nehmen, eine besondere Maschine für die verringerte Leistung aufstellen muss. Die aus der Parsons – Turbine hervorgegangenen Turbinen von Rateau, Zoelly u.a. besitzen ähnliche Mängel. Richtig hingegen ist die Turbine von Curtis, die nur wenige, etwa 3–4 Druckstufen besitzt und in jeder dieser 2–3 fach wiederholte Ausnutzung der Dampfgeschwindigkeit ermöglicht. Sie ist einfacher, vermeidet grosse Baulänge und Gewichte, sie ist vollständig regulierbar, aber sie erfordert gleichfalls zwischen ihren 6–12 Lauf- und Leitkränzen die Herstellung und die dauernde Erhaltung eines ganz minimalen Spielraums. Diese Turbine wird in stehender Bauart gegenwärtig für grosse Leistungen, bis 10000 Pferdekräfte, in Amerika ausgeführt.

In der Turbine von Riedler-Stumpf wird nur die Aktionswirkung des Dampfstrahls benutzt und nur ein Turbinenrad verwendet. Das Rad hat entweder grossen Durchmesser, 2–3 m, wenn der Dampf nur einstufig arbeiten soll, oder bei kleineren Rädern wird die Dampfgeschwindigkeit in mehreren Stufen ausgenutzt, also der mit grosser Geschwindigkeit aus dem kleinen Rad ausströmende Dampf wieder demselben Rade zur Arbeit zugeführt.

Die Schaufeln sind nicht besonders eingesetzt, sondern in den Radkranz eingefräst. Die Sicherheit des Rades ist daher eine sehr grosse. Solche Räder lassen sich genau ausbalanzieren, erfordern weder biegsame Wellen noch Räderübersetzungen und laufen mit Geschwindigkeiten von 5–50 in der Sekunde. Dies ist die einfachste und billigste Gestaltung der Turbine. Mit ihr wurde aber derselbe geringe Dampfverbrauch wie mit den übrigen Turbinen erreicht, weil der Arbeitsdampf durch eigenartige Düsen als ganz geschlossener Dampfring zugeführt wird, eine gute Führung des Dampfstrahles gesichert ist und an den |50| Turbinen überhaupt keine Dichtungen oder empfindliche Teile vorkommen, die Räder vielmehr zwischen den Düsen mit grossen Spielräumen laufen können, und endlich weil die hohe Temperatur überhaupt nicht mit dem Rade in Berührung kommt, sondern nur mit der Düsenmündung, so dass auch der Wärmeverlust sehr gering wird. Für niedrige Drehgeschwindigkeiten werden 2 bis 4 Räder hintereinander mit ebenso vielen Stufen des Dampfdruckes verwendet.

Zuerst wurde eine 500pferdige Maschine dieser Art ausgeführt und erprobt, dann von der Allgemeinen Elektrizitäts-Gesellschaft eine 2000pferdige Turbine im Kraftwerk Moabit der Berliner Elektrizitätswerke aufgestellt und betrieben. Hierbei ergab sich mit einem Rade ein Dampf verbrauch bis herab zu 7½ kg für die Kilowatt-Stunde, also nicht mehr als bei den besten Verbunddampfmaschinen. Hierauf wurde von der Allgemeinen Elektrizitäts-Gesellschaft eine Reihe von Turbinen von 15–500 Kilowatt Leistung mit den zugehörigen Dynamomaschinen gebaut. Auch die kleinsten Turbinen ergaben den befriedigenden Dampfverbrauch von 17 kg für die Nutzpferdekraft, die 500pferdige einen solchen von 14 kg, in beiden Fällen mit kleinen Rädern und freiem Dampfauspuff.

Auf Grund der bisherigen über 10 jährigen Erfahrungen ist die Dampfturbine als die einfachste und beste Dampfmaschine zu bezeichnen; sie gewährt folgende wesentliche Vorteile gegenüber den Kolbendampfmaschinen:

Dampfturbinen gestatten die beste Ausnutzung von Heissdampf, falls sie so gebaut sind, dass sie keine empfindlichen Dichtungen besitzen. Sie sind immer betriebsbereit und können unter der gleichen Voraussetzung sofort ohne Vorwärmung angelassen werden. Sie besitzen im Innern keine beweglichen Teile, welche geschmiert werden müssen. Der Oelverbrauch fällt weg; es gelangt auch kein Oel in das Kondensationswasser und in die Dampfkessel, und Störungen des Kesselbetriebes fallen weg. Grosse Kolbenmaschinen erfordern zu ihrer Wartung 2 bis 3 Mann, darunter wenigstens einen erfahrenen Maschinisten. Dampfturbinen erfordern eigentlich keine Wartung, wenn sie ohne empfindliche Teile und Dichtungen gebaut sind. Ein Mann kann viele Turbinen und zugleich andere Betriebe überwachen. Reibung und Abnutzung sind bedeutungslos, weil die Turbinen so gebaut werden können, dass sie keine reibenden Teile im Innern besitzen, auch keine Dichtungen, weil ferner die einzigen Reibungsstellen, die Lagerzapfen, selbsttätige Schmierung erhalten und die Turbinenräder mit so geringem Gewicht gebaut werden können, dass keine Abnutzung der langen Zapfenflächen eintritt. So z.B. ist das Gewicht des 2000pferdigen Turbinenrades im Moabiter Kraftwerk nur 700 kg, und Räder dieser und noch viel bedeutenderer Grösse können auf dem Kopfende einer vorhandenen Welle, z.B. der Dynamowelle, fliegend angebracht werden, so dass die Turbine gar keine eigentliche Lagerung besitzt, sondern das Turbinenrad durch das Dynamolager getragen wird. Der eigene Widerstand solcher einfachen Turbinen ist daher sehr gering. Der mechanische Wirkungsgrad sehr hoch.

Die Anlagekosten von Dampfturbinen sind sehr gering. Die Turbine kostet weniger als eine Kolbendampfmaschine, das Raumerfordernis ist etwa ⅕–1/10 einer gleichwertigen Dampfmaschine und zwar sowohl an Grundfläche wie an Höhe. Dampfturbinenräder erfordern kein Fundament, da keine Kräfte vorhanden sind, die sie zu verschieben trachten; sie erfordern kein Schwungrad, keine Massenausgleichung, besitzen keinen Totpunkt und sind in jeder Lage betriebsbereit.

Für diese neue Gestaltung der Dampfmaschine sind nunmehr auch die zugehörigen Arbeitsmaschinen umzugestalten,so die Dynamomaschinen, die lange Zeit vergeblich auf einen allen Anforderungen entsprechenden raschlaufenden Motor warten mussten; es sind Flügelpumpen für grosse Druckhöhen zu schaffen, Flügelgebläse für Hochöfen und Stahlwerke, Schleuderkondensatoren an Stelle der bisherigen Luftpumpen, Schleuderkompressoren usw., alle diese Arbeitsmaschinen unmittelbar mit der Dampfturbine gekuppelt und mit ihr mit Geschwindigkeiten von 500–3000 Umdrehungen in der Minute laufend. Bei allen diesen Maschinen werden die bisherigen langsamlaufenden hin- und hergehenden Kolben durch raschlaufende Räder ersetzt und grosse Vorteile insbesondere hinsichtlich der Anlagekosten erzielt. Viele dieser Neugestaltungen sind bereits ausgeführt und erprobt, so die Gebläse und die Schleuderkondensatoren zum Ersatz der gewöhnlichen Luftpumpen.

Ein wichtiges Feld für die Dampfturbine ist die Schiffsmaschine. Auf diesem Gebiete sind viele wichtige Forderungen bisher nicht erfüllt. Die Schiffsschraube muss bei der verhältnismässig geringen Umdrehungsgeschwindigkeit von Schiffsturbinen stets in mehrere Schrauben geteilt werden, so dass die zweite Schraube im Abwasser der ersten und die folgende im Abwasser beider laufen muss.

Nicht das Schiff soll sich den Turbinen anpassen, sondern umgekehrt: der Turbinen wegen sollen nicht mehr Schraubenwellen ausgeführt werden als der Schiffszweck erfordert, also höchstens zwei. Es sind aber Schiffe mit 4 Wellen gebaut worden nur der Turbinen wegen. Parsons ist, um die Forderungen der Kriegsschiffsmaschinen erfüllen zu können, um die Höchstleistung, die Marschleistung bei verringerter Geschwindigkeit und die Mindestleistung zu erzielen, gezwungen, 4 Wellen mit 8 Schrauben zu verwenden. Er muss jede Turbine in eine Hoch- und Niederdruckmaschine zerlegen, muss für den Rückwärtsgang besondere Turbinen aufstellen und endlich für die Marschleistung wieder eine geteilte besondere Turbine aufstellen, so dass im ganzen 10 Turbinen anstelle der bisherigen 2 Dampfmaschinen erforderlich sind. Hierbei können weder Kosten noch Raum gespart werden; im Gegenteil, die Anlage wird sogar teurer. Das ist ein Abweg. Die geteilten Schrauben und ihre Antriebsmaschinen sollten so angeordnet werden, dass die Wirkung jeder einzelnen Schraube festgestellt und nach Bedarf richtig gestellt werden kann. Getrennter Antrieb jeder Schraube wäre deshalb das richtigste. Bei vielen Schrauben einer gemeinsamen Welle ist keine Möglichkeit vorhanden, die Wirkung der einzelnen festzustellen. Ausserdem wäre es besser, wenn die zweite Schraube im Abwasser der ersten im verkehrten Sinne laufen würde, damit die Drehbewegung, welche das verdrängte Wasser durch die erste Schraube erhält, nutzbar gemacht werden kann. Endlich sollten die hintereinander arbeitenden Schrauben nicht mit zunehmender Steigung ausgeführt werden, wie dies bisher geschieht, sondern besser mit zunehmender Geschwindigkeit.

Die Forderungen sind erfüllbar durch die gegenläufigen Turbinen von Riedler-Stumpf. Bei diesen Turbinen durchströmt der Dampfstrahl zunächst die Schaufeln des ersten Rades, und dieses treibt durch eine Hohlwelle die erste Schraube. Der ausströmende Dampf durchströmt dann nicht wie bei den bisherigen Turbinen ein passives Leitrad, sondern das Leitrad wird zum Laufrad gemacht, dem der Arbeitsdampf zugeführt wird. Dieses zweite Rad läuft daher in entgegengesetzter Richtung und treibt durch die Höhlung der ersten Welle hindurch die zweite Schiffsschraube an, die im Abwasser entgegengesetzt und rascher läuft als die erste Schraube. Hierbei ergibt sich eine überraschende Einfachheit der Turbinen für den |51| Schiffszweck, aber auch für alle anderen Arten ihrer Verwendung.

Die Dampfturbine ist berufen, eine Umwälzung auf dem Gebiete der Krafterzeugung hervorzubringen. Die Dampfmaschine ist während eines Jahrhunderts industrieller Entwicklung zur Weltherrschaft gelangt, hat die sozialen und wirtschaftlichen Verhältnisse völlig umgestaltet und sich unaufhaltsam, mit elementarer Gewalt, Bahn gebrochen. Kein Wettbewerb anderer Maschinen konnte gegen diese gewaltige Kraftmaschine Erfolg erringen. Nur bei den eigenartigen Kleinbetrieben werden andere Motoren vorteilhaft verwendet, und wo natürliche Wasser-Kräfte vorhanden sind, haben die Wasserkraftmaschinen grosse Bedeutung erlangt. Die Elektrizität kommt hierbei nicht in Betracht. Wir vermögen sie noch nicht als primäre Energieform herzustellen, die Elektrotechnik ist vielmehr die grösste Abnehmerin der Dampfkraft geworden. Nur die Gasmaschine und andere Verbrennungsmotoren haben die Dampfmaschine überflügelt, weil sie eine doppelt so günstige Verwertung der Brennstoffwärme ermöglichen und daher wirtschaftlich vollkommner sind. Deshalb verdrängen gegenwärtig die Verbrennungsmotoren die Dampfmaschinen, aber nur dort, wo Abgase verfügbar sind, wie bei Hochöfen, Kokereien usw., oder wo Kraftgas billig herstellbar ist, also nur auf beschränkten Gebieten und unter bestimmten Verhältnissen. Deshalb wird die Dampfmaschine durch die Gasmaschine im Bereich von Hüttenwerken, vielen Kohlengruben und auch aus einzelnen Kraftwerken vollständig verdrängt werden. Diese Entwicklung hat in den Hütten am Rhein und an der Mosel bereits in grossem Masstabe begonnen, und alle andern werden nachfolgen.

Die Gasmaschine würde auch über die bezeichneten Gebiete hinaus vordringen, wenn ihr nicht die Dampfmaschine in ihrer neuen Gestalt als Dampfturbine entgegenträte, in welcher sie wegen ihrer Einfachheit und Billigkeit auf den wichtigsten Gebieten wieder Alleinherrscherin bleibt.

Die Umgestaltung der Dampfmaschine wird von den weittragendsten Folgen begleitet sein. Kraftanlagen aller Art, insbesondere die grossen Kraftwerke der städtischen Betriebe, Bergbauten und Fabrikbetriebe, die längst schon in der Zentralisierung der Krafterzeugung ihren Vorteil erkannt haben, aber wegen Kostspieligkeit der bisherigen Kraftmaschinen Neuanlagen häufig vermeiden mussten, haben nunmehr die Möglichkeit, mit den einfachen Dampfturbinenbillige und vollkommene Kraftwerke zu schaffen. Dabei kommt in Betracht, dass die Millionen von Pferdekräften, die gegenwärtig für Kraftwerke aller Art in Betrieb stehen, erst der Anfang einer technisch und wirtschaftlich vollkommenen Krafterzeugung und Verteilung sind. Die Elektrotechnik wird in diesem Zusammenhange eine wichtige Rolle spielen, sie wird aber ihre Konstruktionen sachgemäss an die neue Dampfmaschine anpassen müssen. Ebenso bedeutend ist die Umgestaltung für die Schiffsmaschinen. Die Dampfturbine ist als Schiffsmaschine besonders geeignet; sie kann alle wesentlichen Mängel, unter denen der Betrieb grosser Schiffsmaschinen insbesondere leidet, vermeiden und wird grosse Ersparnisse an Raum, Gewicht und Kosten ermöglichen.

Die Durchbildung und Einführung der Dampfturbinen ist daher eine Aufgabe grössten Stils, von grösster technischer und wirtschaftlicher Bedeutung; sie bedeutet die grösste Umwälzung, die seit Einführung der Dampfmaschine in den industriellen Betrieben vorgekommen ist. Deutschland ist in der Durchführung leider zurückgeblieben und in Gefahr, vom Auslande überflügelt zu werden. Etwa zwei Jahre ausgiebigster Arbeit werden erforderlich sein, um den Vorsprung einzuholen. Es handelt sich daher bei der Einführung der Dampfturbine nicht nur um eine gewaltige Aufgabe der Zukunft, sondern um eine wichtige Frage der Gegenwart.

In der sich an diesen Vortrag anschliessenden Erörterung bemerkte der Vertreter der Firma Brown, Boveri u. Cie., Aktiengesellschaft (Parsons-Turbinen), Herr Boveri, dass Parsons und nicht der Schwede de Laval als Schöpfer der Dampfturbine anzusehen wäre, und bemängelte unter Hinweis auf die grossen, im Schiffsmaschinenbau von der Parsons-Turbine bereits erzielten Erfolge, die an diesem Turbinensystem von Herrn Geheimrat Riedler geübte Kritik. Herr Boveri erklärte dann, dass er die fünffache Sicherheit der grossen Räder der Riedler-Stumpf-Turbine nicht für genügend halte, ihm die Parsons-Turbine wegen ihres geringen Durchmessers für die Schiffsmaschine besonders geeignet erschiene, und er überzeugt sei, dass die Parsons-Turbinenanlagen für das Torpedoboot und den kleinen Kreuzer unserer Marine die gleichzeitig in England im Bau befindlichen Schiffsturbinen in der Leistungsfähigkeit übertreffen werden.

Nach einem entgegnenden Schlusswort seitens des Herrn Geh. Regierungsrats Riedler wurde dieser Gegenstand verlassen.

(Schluss folgt.)

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