Titel: Polytechnische Rundschau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1910, Band 325 (S. 669–671)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj325/ar325198

Polytechnische Rundschau.

Die neueren Dampfturbinen der Firma Franco Tosi, Legnano.

Wie andere Firmen, welche den Bau von Parsons-Turbinen übernommen haben, ist auch Franco Tosi neuerdings von der Ausführung der reinen Parsons-Turbine abgekommen und führt nun auch Turbinen aus, bei denen der Hochdruckteil ein Aktionsrad mit mehreren Geschwindigkeitsstufen besitzt, während der Mittel- und Niederdruckteil die alte Parsons-Bauart aufweist. Es hat sich eben herausgestellt, daß die Hochdruckstufe der Parson-Turbine keinen größeren Wirkungsgrad besitzt als ein Aktionsrad, das die Länge der Turbine aber bedeutend verkürzt. Tosi baut nun zwei Normaltypen, die eine für große Einheiten über 1500 KW mit 1500 Umdrehungen und einem Aktionsrad mit zwei Geschwindigkeitsstufen im Hochdruckteil, die andere für Leistungen unter 1500 KW mit 3000 Umdrehungen und zwei Aktionsrädern mit je zwei Geschwindigkeitsstufen; in letzterem Fall ist der Reaktionsteil verkürzt; er hat nur etwa die Hälfte der Druckstufen gegenüber den großen Turbinen. Bei den großen Turbinen wird etwa ¼, bei den kleineren etwa die Hälfte des verfügbaren Druckgefälles im Hochdruckteil in Arbeit umgesetzt. Bei gewöhnlichen Landdampfturbinen besitzt der Reaktionsteil der größeren Einheiten 30 Druckstufen, derjenige der kleineren Einheiten 17 Stufen. Der Rotor besitzt die bekannte Parsonssche Trommelbauart; die Wellenzapfen sind mit Flanschen an den beiden Trommelböden befestigt. Die Entlastung der Welle vom Achsialschub des Reaktionsteiles geschieht dadurch, daß durch Oeffnungen der Trommel hindurch auf die Hochdruckseite die Kondensatorspannung wirkt. Die Abdichtung der Hochdruckstufe gegen den Kondensatordruck erfolgt durch eine gewöhnliche Labyrinthdichtung auf der über den Hochdruckteil hinaus verlängerten Trommel. Die Wellendichtung (ebenfalls eine Labyrinthdichtung) hat das Eindringen der Außenluft zu verhindern. Die Labyrinthrillen befinden sich auf einer über die Welle gezogenen Büchse, die in ihrer ganzen Länge mehrere mm Spielraum gegen die Welle besitzt und mit letzterer durch einen Flansch an einem Ende verbunden ist. Der Spielraum soll eine übermäßige Erwärmung bei etwaigem Anstreifen der Dichtung von der Welle selbst fernhalten und sie so vor Verziehen schützen. Das Aktionsrad bildet mit der Trommel des Reaktionsteiles ein einziges Stück. Das erste Aktionsrad der kleineren Turbinen ist hingegen auf die Welle gesetzt. Auf die gleichförmige Ausbildung des Gehäuses ist zur Vermeidung von Spannungen große Sorgfalt verwendet; außerdem werden die bearbeiteten Teile alle vor dem Zusammensetzen ausgeglüht, um etwaige Materialspannungen zu beseitigen.

Die Schaufeln und Zwischenstücke sitzen in Eindrehungen der Trommel bezw. Radkränzen, die abweichend von der gewöhnlichen Schwalbenschwanzform als sägeartige Rillen ausgeführt sind, welche den Kranzquerschnitt weniger schwächen. In diese passen die entsprechend ausgeführten Zähne an den Füßen der Schaufeln und Zwischenstücke und sichern die Schaufeln gegen das Herausfliegen. Am Umfang sind die Schaufelkanäle durch aufgenietete Bandagen segmentweise abgeschlossen.

Eine interessante Einrichtung (Fig. 1) weist das Drucklager der Welle zur Aufnahme des übrigbleibenden Achsialschubes auf. Bei ihr wird der Druck nicht von den Zähnen eines Kammlagers aufgenommen, vielmehr werden mit Labyrinthdichtungen, deren Spielräume verschieden groß sind, auf beiden Seiten der Scheibe a verschiedene Oeldrucke hervorgerufen, deren Unterschied zum Ausgleich des Achsialdruckes dient. Das Preßöl tritt bei b ein und gelangt in die Kammer r, deren Labyrinthe einen kleineren Spielraum haben als die der Kammer l, aus welcher deshalb das Oel leichter abströmen kann und so unter einem geringeren Druck steht als in Kammer r. Sobald der Achsialschub der Welle zunimmt und dieselbe nach der anderen Seite drängt, werden die Spalten des linken Labyrinths kleiner und rechts größer. Dadurch ändert sich der Oeldruck auf den beiden Seiten der Scheibe a so lange, bis wieder ein Gleichgewichtszustand mit dem Achsialschub hergestellt ist. Der Vorteil dieser Art von Druckausgleich besteht darin, daß keine festen Metallteile miteinander in Berührung kommen, um den Achsialdruck aufzunehmen.

Textabbildung Bd. 325, S. 669

Auch der Sicherheitsregulator zeigt eine eigenartige Ausbildung. Derselbe besteht aus einem federbelasteten Ventil, das in der Hauptwelle untergebracht ist (s. Fig. 1) und bei normaler Tourenzahl geschlossen ist. Bei Ueberschreitung derselben um 15 v. H. öffnet es sich unter der Wirkung seiner Fliehkraft vollständig und läßt das Drucköl, welches durch Leitung e in eine Bohrung der Welle eintritt, frei ausströmen. Dabei sinkt der Oeldruck, und dies wird benutzt, um das Hauptabsperrventil zu schließen. Es ist also hier keine Ausklinkvorrichtung angeordnet, die der Sicherheitsregler auslöst. Das Absperrventil braucht nicht besonders von Hand geöffnet zu werden, wenn die Turbine wieder in Betrieb genommen werden soll, nachdem einmal der Sicherheitsregler in Tätigkeit getreten war. Das Ventil der Oelleitung schließt sich vielmehr selbst, sobald die Tourenzahl gesunken ist, stellt den Druck in der Oelleitung wieder her und sorgt so für ein selbsttätiges Oeffnen des Absperrventils, ohne daß bei Ueberschreiten der höchst zulässigen Geschwindigkeit der Betrieb unterbrochen wird. Das Hauptabsperrventil drosselt den Frischdampf je nach der verlangten Leistung der Turbine und wird mit Hilfe eines Oeldruckservomotors verstellt. Beim Versagen der Oelpumpe schließt sich das Absperrventil und setzt die Turbine still. Das Zusatzventil für Ueberlastung der Turbine wird gewöhnlich von Hand bedient, für manche Fälle, wo Ueberlastungen häufig vorkommen, wird es in Verbindung mit der Steuerung des Regulierventils gebracht; es erhält eine eigene Hilfssteuerung, die in Tätigkeit |670| tritt, sobald das Hauptregulierventil seinen höchsten Stand erreicht hat, die Belastung aber noch immer weiter steigt. Sollen die Ventile zu den einzelnen Düsengruppen je nach der Belastung zu- und abgeschaltet werden, was gegenüber der reinen Drosselregulierung aber nur Vorteile bietet, wenn öfters mit kleinen Belastungen (etwa ¼) gearbeitet wird, so ist hierfür vorgesehen, daß der Fliehkraftregler, dessen Muffe zugleich den Absperrschieber der Preßölleitung bildet, den Oeldruck verändert. Jedes Zusatzventil der Düsen ist nun mit einer besonders abgestimmten Feder versehen, so daß sich jedes einzelne Ventil nur bei einem bestimmten Oeldruck öffnet, der je nach der Belastung vom Regulator eingestellt wird.

Mit einer Turbine von 2250 PS mit einem Aktionsrad und 32 Reaktionsstufen wurden die folgenden Versuchsergebnisse erzielt:

Belastung KW
P Sel
1502
2040
1085
1475
Dampfdruck vor der Turbine 13,3 at abs. 13,35 at abs.
Dampftemperatur 280 ° C 280 ° C
Dampfdruck am Austritt 0,08 0,07
In v. H. des Luftdrucks 92 93
Stündlicher Dampfverbrauch für eine
eff. KW/Std.

7,21 kg

7,47 kg
Thermischer Wirkungsgrad bezw. auf
den Anfangszustand des Dampfes
vor der Turbine u. auf die effekt.
Dynamoleistung



0,59



0,56
bezw. auf die eff. Turbinenleistung 0,64

Die Turbine ist berechnet für 300 ° Dampftemperatur und 95 v. H. Vakuum; eine Umrechnung der Versuchswerte auf diese Zahlen ergibt 6,55 kg stündliche Dampfmenge für 1 KW/Std. Die Turbine lief mit 1500 Umdrehungen i. d. Min.

Die Firma Tosi baut auch Turbinen für Gegendruck von 1–4 at, wo der Bedarf an Heizdampf gleich oder größer ist als die für Kraftzwecke benötigte Dampfmenge. Es wird hierfür eine einfache Turbine mit zweikränzigem Laufrad ausgeführt. Bei höherem Heizdampfverbrauch wird durch den sinkenden Druck in der Abdampfleitung ein Ventil für den Zutritt von Frischdampf geöffnet und dadurch auch der Dampfdruck in der Abdampfleitung immer konstant gehalten. Wird andererseits weniger Dampf für Heizzwecke gebraucht, als die Turbine benötigt, so wird durch den entstehenden Ueberdruck in der Abdampfleitung ein federbelastetes Ventil geöffnet, welches den überschüssigen Dampf ins Freie läßt. Wird die Turbine stillgesetzt, so schließt sie gleichzeitig ein Rückschlagventil von der Heizdampfleitung ab.

Wo die Heizdampfmenge gewöhnlich kleiner ist als die Dampfmenge für Kraftzwecke, wird die Turbine als Anzapfturbine mit zwei Aktionsrädern (mit je zwei Geschwindigkeitsstufen) und einer gewöhnlichen Reaktionsturbine ein Niederdruckteil ausgeführt. Wird zu gewissen Jahreszeiten z.B. für Heizung kein Abdampf gebraucht, so arbeitet die Turbine mit Kondensation. Der zu Heiz- und ähnlichen Zwecken benötigte Dampf wird aus dem Raum zwischen den zwei Aktionsrädern entnommen; der übrige Dampf geht durch das zweite Aktionsrad und die Reaktionsturbine. Die Regelung muß mit der schwankenden Belastung der Turbine und der schwankenden Anzapfdampfmenge rechnen. Die Einlassung des Frischdampfes zu dem ersten Aktionsrad wird von einem gewöhnlichen Tourenregulator beeinflußt, während das Einlaßorgan an der Anzapfstelle unter dem Einfluß eines Druckreglers steht; außerdem sind dieselben Ventile in dem weiteren Abdampfweg wie bei der Gegendruckturbine vorgesehen, nämlich ein Ventil für Zusatzdampf, das unter dem Einfluß eines Druckreglers steht, ein Auslaßventil ins Freie und ein Rückschlagventil. Ist z.B. der Bedarf an Heizdampf konstant und steigt die Leistung der Turbine, so wird zunächst durch den Tourenregulator dem ersten Aktionsrad mehr Dampf zugeführt; dadurch steigt der Druck an der Anzapfstelle und der Druckregler bewirkt, daß jetzt mehr Dampf der Niederdruckturbine zufließt. Umgekehrt bekommt auch die Niederdruckturbine durch die Wirkung des Druckreglers weniger Dampf, sobald die Turbinenleistung abnimmt und dabei die Frischdampfmenge verringert wird. Hat die Leistung so weit abgenommen, daß die Niederdruckturbine keinen Dampf mehr bekommt, so wird der Anzapfstelle die fehlende Menge Frischdampf zugesetzt mit Hilfe eines ebenfalls unter dem Einfluß des Druckreglers stehenden Ventils.

Wird bei konstanter Turbinenleistung mehr Heizdampf gebraucht, so sinkt der Druck an der Anzapfstelle, dabei verringert der Druckregler die Dampfmenge, welche zur Niederdruckturbine strömt. Deren Leistung wird jetzt geringer und der Tourenregulator sorgt darauf für größere Frischdampfzufuhr zur Hochdruckturbine, bis sich derjenige Druck an der Anzapfstelle eingestellt hat, der für die größere Heizdampflieferung nötig ist. Die Regelung erfolgt in beiden Fällen, ob es sich um konstante Leistung oder konstante Zwischendampfentnahme handelt, nach geringen Schwankungen der Tourenzahl bezw. des Zwischendampfdruckes.

Die Turbinen der Firma Tosi werden auch zum Antriebe von Schiffen gebaut. Die Hochdruckturbine besteht in diesem Falle aus einer Reihe von Aktionsrädern, die Niederdruckturbine ist wieder eine gewöhnliche Reaktionsturbine. Für Rückwärtsgang wird eine Rückwärtsturbine vorgesehen. Die Turbinen werden sehr leicht gebaut; mit Rücksicht auf die größeren Formänderungen werden die achsialen und radialen Spielräume durchweg größer genommen als bei Landturbinen. (Gensecke.) [Zeitschrift für das ges. Turbinenwesen 1910, S. 273–277, 294–299 und 337–340.

M.

Petroleum-Lokomotiven

werden in neuerer Zeit häufig in den verschiedensten Fällen verwendet. J. W. Brooke & Comp., Lowestoft, hat für eine argentinische Nebenbahn von mehreren Kilometern Länge eine Petroleum-Lokomotive gebaut, die zwei Personenwagen befördern muß. Die zweiachsige Lokomotive mit normaler Spurweite kann von beiden Enden aus bedient werden. Ein 45 PS-Motor mit vier Zylindern (140 mm ⌀ und 152 mm Hub), der bei 1000 Umdr. i. d. Min. bis zu 58 PS leisten kann, ist in die Lokomotive eingebaut. Die Zylinder besitzen Wasserkühlung. Durch ein Zahnradvorgelege können zwei Geschwindigkeiten erreicht und damit auch die Fahrtrichtung umgekehrt werden. Die Lokomotive besitzt eine Handbremse, die auf die vier Räder der Lokomotive einseitig wirkt. Durch ein Fußpedal kann der Motor abgestellt werden. Ein weiteres Pedal löst die Kupplung aus und gleichzeitig tritt eine Bandbremse in Tätigkeit. Ein drittes Pedal dient dazu, die Lokomotivgeschwindigkeit über die normale zu erhöhen. Zwei Petroleumbehälter befinden sich unter dem Rahmen; Sandstreuer sind ebenfalls vorhanden. Die Geschwindigkeit beträgt 13–20 km/Std. Die Versuchsfahrten haben sehr befriedigt. Zwei Wagen mit 10 t Last, Gesamtgewicht 38 t, konnte die Lokomotive leicht befördern. [Engineer 1910, II, S. 204.]

W.

Eine neue Kreiselpumpe.

Die Ingenieure Gebr. Stork & Co. aus Hengelo, Holland, zeigen auf der Brüsseler Ausstellung eine fünfstufige |671| Hochdruckkreiselpumpe, die wegen der guten Aufnahme des Achsialdruckes bemerkenswert ist. Sie liefert 3 cbm i. d. Min. auf eine Höhe von 215 m bei einer Tourenzahl von 1470 Umdr. i. d. Min. Der Saugflansch A (s. Fig. 1) bildet einen Teil des Deckels B, und kann um die Pumpenwelle verdreht werden, je den örtlichen Verhältnissen entsprechend. Der Grundring der Stopfbüchse steht durch einen engen Kanal C mit dem Pumpenraum in Verbindung, so wird eine hydraulische Abdichtung gegen das Eindringen von Luft in den Pumpenraum hergestellt. Das Wasser tritt vom Saugflansch A in das erste Laufrad D ein, fließt durch den Leitkanal E, wo die Geschwindigkeit des Wassers in Druck umgewandelt wird, durch den anschließenden S-förmigen Kanal zum folgenden Laufrade und so fort bis zur ringförmigen Verteilungskammer, die das Wasser durch Rohr H verläßt. Der Achsialdruck, der aus dem Unterschiede der Pressungen vor und hinter den Laufrädern entsteht, wird durch eine selbsttätige Vorrichtung ausgeglichen. Der kleine Bronzekolben K kann sich leicht in der Gußeisenbüchse L verschieben; der gegen Kolben K wirkende Wasserdruck ist gleich dem Drucke im Raum U sowohl wie dem Drucke des aus dem letzten Laufrade ausströmenden Wassers. Der Raum P auf der anderen Seite des Kolbens K ist mit der Atmosphäre durch Oeffnung Q verbunden; deshalb hat der Kolben stets Neigung, sich nach rechts zu bewegen, doch ist seine Fläche so bemessen, daß der darauf wirkende Druck geringer ist als der auszugleichende Achsialdruck. Die ganze Pumpenwelle wird deshalb bestrebt sein, sich mit K nach links zu verschieben und den Austritt von Wasser bei O verhindern. Dann wächst sofort der Wasserdruck im ringförmigen Raum N und wirkt auf eine rechtsseitige Verschiebung des Kolbens K mit der Pumpenwelle hin. So wird selbsttätig ein genauer Ausgleich der Achsialkräfte hergestellt und die Anordnung von besonderen Lagern zur Aufnahme des Achsialdruckes erübrigt sich. Außerdem hat die Stopfbüchse R nicht gegen den Wasserdruck im Pumpenraum abzudichten, bedarf deshalb nur wenig Wartung. Lauf- und Leiträder der Pumpe bestehen aus Bronze und sind sorgfältig poliert, um Reibungsverluste zu verhüten; die Pumpenwelle aus Stahl läuft in Ringschmierlagern. Die Hähne S dienen zum Entlüften des Pumpenraums beim Anlassen der Pumpe, die Wasserablaßhähne sind mit T bezeichnet. [Engineering 1910, II, S. 83–84.]

Textabbildung Bd. 325, S. 671

Renold.

Der Kreisel und seine Verwendung in der Technik

war das Thema eines Vortrages von Prof. Dr. Eugen Meyer in der ersten Winterversammlung des Berliner Bezirksvereines deutscher Ingenieure. Infolge der zunehmenden Entwicklung der Technik und der Verfeinerung ihrer Methoden müssen immer schwierigere Kapitel der allgemeinen Mechanik in den Bereich der technischen Mechanik gezogen werden. Insbesondere gilt dies im Hinblick auf die in der Flugtechnik auftretenden mechanischen Fragen und auf die in neuerer Zeit vielfach vorgeschlagene Verwendung von Kreiseln in der Technik. Die für die Verwendung des Kreisels bedeutungsvolle Eigenschaft besteht darin, daß er bei seiner „Präzession“ um eine zur Kreiselachse schiefe Achse infolge der Trägheit seiner Massenteilchen ein Kräftepaar erzeugt, dessen Ebene durch die beiden Achsen hindurchgeht.

Der Schlicksche Schiffskreisel hat z.B. bei den Dampfern Silvana und Lochiel den Erfolg gehabt, daß die Schwingungsausschläge der Rollbewegung bei hohem Seegang, die vor dem Inbetriebsetzen des Kreisels 12 bis 15° betragen hatten, nach dessen Inbetriebsetzung auf 1 bis höchstens 2° heruntergingen. Schlick hat auf die Bremsung der wagerechten, querschiffs gelegenen Aufhängungsachse des Kreisels großen Wert gelegt. Aber auch der ungebremste Kreisel ist imstande, gegenüber periodisch anstürmenden Wellen das Schiff vor merklicher Rollbewegung zu schützen. Bei der Seherischen Einschienenbahn werden zwei Kreisel mit senkrechter Drehachse und gegenläufiger Drehbewegung zum Stabilisieren des Einschienenwagens verwendet. Die Achse, um welche die Präzessionsbewegung des Kreisels relativ zum Wagen erfolgt, liegt bei aufrechter Stellung des letzteren wagerecht und quer zu der Schiene. Die Kreisel sind labil aufgehängt und steuern durch ihre Präzessionsbewegung einen mit Oel betriebenen Servo-Motor, der die Präzession der Kreisel proportional der Geschwindigkeit des Kreiselausschlages beschleunigt. Hier durch wird eine vollkommene Stabilität des Wagens erzielt. Das Bestreben, Flugmaschinen durch den Einbau von Kreiseln zu stabilisieren, derart, daß die jetzt leider so häufig auftretenden schweren Unglücksfälle, die durch plötzliches Umkippen der Maschinen entstehen, vermieden werden, muß als aussichtsreich bezeichnet werden, wenn auch der praktischen Verwirklichung sehr große Schwierigkeiten entgegenstehen. Die größte Aussicht dürfte eine Anordnung nach Art des Schlickschen Schiffskreisels haben, wobei aber ein Kreisel für die Höhenstabilität und ein zweiter für die Seitenstabilität einzubauen wären. Die Schwierigkeiten liegen hauptsächlich in dem Umstände, daß die störenden Kräfte nicht wie beim Schiffe periodisch wirken, so daß die Kreisel nicht von selbst in ihre Gleichgewichtslage zurückgeführt werden, sowie darin, daß die Kreisel die normalen Höhen- und Seitenbewegungen der Flugmaschinen nicht hindern dürfen. Nachdem der Vortragende noch kurz auf den Kreiselkompaß von Dr. Anschütz-Kämpfe und auf die Verwendung von Kreiseln zur Erhaltung der Schußrichtung von Torpedos hingewiesen hat, schließt er mit der Mahnung an die Erfinder, die Kreiselgesetze gründlich kennen zu lernen, ehe sie an die Erfindung von Kreiselanordnungen gehen.

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