Titel: Polytechnische und Zeitschriften-Schau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1920, Band 335 (S. 80–82)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj335/ar335020

Polytechnische und Zeitschriften-Schau.

(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge – nur mit Quellenangabe gestattet.)

Wärmekraftmaschinen und Brennstoffe.

Synthetische Herstellung von Benzin. Die Benzinausbeute aus dem gewonnenen Erdöl verringert sich immer mehr. Deshalb ist man besonders in Amerika bestrebt, durch das sogenannte Crackingverfahren auf künstlichem Wege Benzin herzustellen. Dieses Verfahren arbeitet aber nicht sehr wirtschaftlich. Bei uns wird nun versucht, Braunkohlenteer für die synthetische Herstellung des Benzins zu verwenden. Der Braunkohlenteer wird dabei in Gegenwart von Wasserstoff bei hohem Druck erhitzt, wobei der Wasserstoff sich dem im Braunkohlenteer enthaltenen Kohlenwasserstoffen chemisch angliedert. Auf diese Weise wird Benzin als leichter Kohlenwasserstoff gewonnen. Die Bedeutung dieses Verfahrens beruht nicht allein darauf, daß es einen einheitlich zusammengesetzten Brennstoff liefert, im Gegensatz zu den bekannten Erdöldestillaten, bei Jenen alle zwischen zwei bestimmten Temperaturen überdestillierende Kohlenwasserstoffe als Benzin bezeichnet werden, sondern auch darauf, daß man aus Braunkohlenteer außer Benzin auch andere leichte Kohlenwasserstoffe, z.B. Leuchtöl herstellen kann.

Neue Verbrennungskraftmaschine. Wie die Zeitschrift Mechanical Engineering, Dezember 1919, mitteilt, ist der neue Hvid-Motor, der mit schweren Brennstoffen betrieben werden kann, hauptsächlich für landwirtschaftliche Zwecke bestimmt. In seiner Wirkungsweise entspricht er dem bekannten Brons-Motor. Er kann ohne Hilfsbrennstoff angelassen werden und verdichtet die angesaugte Luft auf 30 at, wodurch eine Verdichtungstemperatur von 450 bis 550° C entsteht. Der Brennstoff wird durch ein gesteuertes Ventil mit geringem Luftzusatz in den Zylinder eingeführt und sammelt sich auf einer unter der Ventilöffnung hängenden offenen Pfanne. Bei 76 mm Zylinderbohrung und 114 mm Hub ist die Maschinenleistung etwa 1,5 PS bei 1100 Uml/min. Der Brennstoffverbrauch soll bei Petroleumbetrieb und Normalleistung nur etwa 195 gr/PS-st betragen und auch bei Ueberlastung auf 3 PS nicht über 210 gr/PS-st zunehmen.

W.

Brennstoffvergasung.

Vorbehandlung von backender Kohle für die Gewinnung des Stickstoffes nach dem Mondgasverfahren. Versuche im großen Maßstabe haben gezeigt, daß die weitaus meisten deutschen Kohlenarten, besonders die Ruhrkohlen mit wenigen Ausnahmen, zur Vergasung in den bekannten Mondgasgeneratoren ungeeignet sind. Besonders die stickstoffreiche Kohle ergibt den schwierigsten Betrieb und die verhältnismäßig schlechteste Ausbeute an Ammoniak. Es ist dieses auf die große Backfähigkeit der Kohle zurückzuführen. Der im Generator zuletzt aufgegebene Brennstoff bildet eine hohe Schicht teigiger, für das Gas völlig undurchlässiger Masse. Das Gas bricht sich infolgedessen Bahn unter Bildung breiter Spalten und Löcher, deren Wände und Ränder eine hohe Temperatur haben, bei welcher sich das etwa gebildete Ammoniak zum großen Teil wieder zersetzt. Versuche, der Spaltbildung durch vermehrte Stocharbeit entgegenzutreten, haben sich als aussichtslos erwiesen.

Es ist deshalb zweckmäßig, die Kohle vor ihrer Vergasung so weit von ihren das Backen hervorrufenden Bestandteilen zu befreien, daß ein störendes Backen nicht mehr auftritt. Bei einem Verfahren von Ehrhardt & Sehmer, G. m. b. H., in Saarbrücken wird nach dem D. R. P. Nr. 301602 die Teeraustreibung durch langsames Erwärmen bis auf etwa 450° C erreicht. Eine bis auf diese Temperatur geschwelte Kohle hat ihre Backfähigkeit ganz oder zum größten Teil verloren. Die genaue Höhe der Endtemperatur ist naturgemäß je nach der Herkunft der Kohle verschieden. Eine höhere Temperatur ist im allgemeinen unzweckmäßig, es sei denn, daß auf die Gewinnung des ganzen Teergehaltes und sonstige Entgasungserzeugnisse Wert gelegt wird. Die bei Schweltemperaturen bis zu 450° ausgeschiedenen Stickstoffmengen sind ganz unwesentlich, erst bei einer Temperatur von etwa 500° beginnt die Ammoniakbildung in höherem Maße. Man bekommt also einerseits stickstofffreie Schwelerzeugnisse und erspart bei ihrer getrennten Abführung die Behandlung auf Ammoniakgewinnung; anderseits wird durch die Austreibung des Stickstoffes im Generatorschacht statt in der Retorte infolge des dort vorhandenen Wasserdampfes die Ammoniakbildung günstig beeinflußt.

Es wurde schon vorgeschlagen, bei Mondgaserzeugern in dem Beschickungsschacht eine teilweise Entgasung des Brennstoffes herbeizuführen. Dieses geschah jedoch im wesentlichen zum Zwecke der Teerzersetzung, indem die Schweldämpfe durch die glühende Brennstoffschicht geleitet wurden. Die Teeraustreibung ging nicht so weit, daß durch sie ein Backen vermieden wurde, auf dieses sollte vielmehr durch einen besonders hohen Dampfzusatz eingewirkt werden. Erfahrungen im Betriebe haben aber gezeigt, daß bei den meisten deutschen Steinkohlen und dem für die Ammoniakausbeute günstigsten Dampfzusatz ein störendes Backen stets eintritt, und daß eine weitere Steigerung des Dampfzusatzes unwirtschaftlich ist. Die für das hier beschriebene Verfahren erforderliche teilweise Entgasung der Kohle kann in beliebiger Weise mit oder ohne besondere Feuerung vorgenommen werden. Der wirtschaftliche Betrieb wird sich im allgemeinen ergeben, wenn die Entgasung in bekannter Weise innerhalb oder in unmittelbarer Nähe des Gaserzeugers in Retorten und durch die fühlbare Wärme der heißen Klargase erfolgt.

W.

Flugmotoren.

Ueberbemessung, Vor- und Ueberverdichtung bei Flugmotoren. Bekanntlich wird in größerer Höhe die Leistung der Flugmotoren erheblich kleiner, da sie in Luft von geringerer Dichte arbeiten. Es sinkt das Gewicht des beim Saughube in den Zylinder eintretenden Sauerstoffes, und dieser ist nicht mehr imstande, dieselbe Menge des Betriebsmittels zu verbrennen wie in Bodennähe. Diese unerwünschte, Erscheinung wird dadurch verstärkt, daß die Saugwirkung, welche die einströmende Luft auf den Brennstoff im Vergaser ausübt, nicht in dem gleichen Maße wie ihre Dichtigkeit abnimmt, denn der Rauminhalt und mit ihm die Geschwindigkeit der angesaugten Luft bleibt nahezu unverändert. Die Folge davon ist, daß sich ein überreiches Gas-Luftgemisch bildet und der thermische Wirkungsgrad des Motors geringer wird. Man kann den Einfluß der Flughöhe auf das Mischungsverhältnis vermindern, indem man die Oeffnung der Vergaserdüse oder die dort wirksame Druckhöhe ändert, beispielsweise den Druck im Schwimmergehäuse von dem Druck im Ansaugrohre abhängig macht. Auch setzt man dem bereits fertigen Gemische noch etwas Luft zu, die hinter dem Mischraume in die Saugleitung tritt. Es läßt sich jedoch hierdurch nur erreichen, daß der Leistungsabfall nicht allzuschnell vor sich geht, sondern etwa verhältnisgleich der Verdünnung der Luft fortschreitet. Will man ihn in noch weitergehendem Maße vermeiden, so empfiehlt es sich, die Verdichtung des Gemisches zu |81| steigern. Zu dieser Maßnahme darf man aber nur in größerer Höhe schreiten. In Bodennähe tritt bei Motoren mit Ueberverdichtung die Gefahr der Selbstzündung auf. Um sie zu vermeiden, muß dort die Luftzufuhr gedrosselt werden. Bei weiterer Vergrößerung der Flughöhe reicht die stärkere Kompression nicht aus, um einen Leistungsabfall zu verhindern, da sich das zu ebener Erde übliche Verdichtungsverhältnis von 4,8 nur bis etwa 6,6 steigern läßt. Wirksamer ist daher die Vorverdichtung der Verbrennungsluft in Kreiselgebläsen. Durch eine derartige Einrichtung läßt sich erreichen, daß der Motor in den verschiedensten Höhenlagen Luft von unverändertem Druck erhält. Eine mit der Ueberverdichtung oft vereinigte Maßnahme ist die Ueberbemessung des Zylinders. Dieser bekommt größere Ausmaße als den Triebwerksteilen entspricht. Hierdurch wird die Gefahr hervorgerufen, daß zu ebener Erde die Leistung der Maschine zu stark für das Getriebe wird. Man muß also wiederum in geringen Höhen abdrosseln. Weniger schädlich als die zu starke Anreicherung des Gemisches mit Brennstoff ist der ungünstige Einfluß, den die niedrige Lufttemperatur bei Hochflügen auf die Gemischbildung ausübt. Jedenfalls empfiehlt sich reichliche Vorwärmung der angesaugten Luft. Nicht unerwähnt möge es bleiben, daß auch der mechanische Wirkungsgrad eines wenig anpassungsfähigen Motors in großer Höhe sinkt. Die Drehzahl wird dort nämlich trotz der Abnahme der bei einem Hube geleisteten Arbeit nicht geringer infolge des kleineren Widerstandes am Propeller. Infolgedessen bleibt die Leerlaufleistung bei Verminderung der Gesamtleistung gleich, so daß die erwähnte Folge für den mechanischen Wirkungsgrad eintritt.

Schmolke.

Gastechnik.

Braunkohlenteer aus Gasgeneratoren. F. Schulz und V. Kabelac berichten über eingehende Untersuchungen der Zusammensetzung des Generatorteers aus verschiedenen Sorten böhmischer Braunkohle. Die drei untersuchten Teere entstammten 1. einem Mondgasgenerator, 2. einem Kerpely-Generator, 3. einem gewöhnlichen Treppenrostgenerator und hatten folgende Zusammensetzung:

1. 2. 3.
Dichte bei 20° C 1,054 1,035 1,048
Dichte bei 35° C 1,047 1,018 1,038
Stockpunkt + 33° + 34° + 31°
Flammpunkt (offener Tiegel) 122° 133° 132°
Zündpunkt (offener Tiegel) 144° 159° 153°
Viskosität (Englergrade) bei 50° C 28 35 44,5
Viskosität (Englergrade) bei 100° C 2,0 2,2 2,5
Kohlenstoff v. H. 80,2 81,5 83,1
Wasserstoff „ „ 8,9 8,6 8,9
Sauerstoff „ „ 9,1 8,1 6,6
Schwefel „ „ 0,9 0,8 0,5
Stickstoff „ „ 0,3 0,5 0,5
Asche „ „ 0,6 0,5 0,4
Oberer Heizwert WE 9143 9450 9117
Unterer Heizwert „ 8664 8986 8636

Die Teere zeigen also trotz verschiedener Kohlensorten und verschiedenartiger Generatoren in ihrer Zusammensetzung keine großen Abweichungen. Der Teer aus dem Mondgasgenerator enthält über 30 v. H. Wasser, der aus den beiden anderen Generatoren dagegen unter 10 v. H. Wasser, dessen Hauptmenge im Laboratorium durch wiederholtes Erwärmen auf 90° und nachfolgendes Abkühlen bis zur Erstarrung abgeschieden werden kann. Das Wasser enthält Phenole und Schwefelwasserstoff und kann daher nicht in öffentliche Gewässer abgelassen werden. Beim Versetzen des Teers mit dem vierzigfachen Volumen Normalbenzin wurden bei Teer 1 49,3 v. H., bei Teer 2 35,1 v. H. und bei Teer 3 sogar 53,8 v. H. asphaltartige Stoffe ausgeschieden, von denen die Hauptmenge in heißem Benzol, der Rest in heißem Chloroform löslich waren. Die Teere ließen sich mit Mineralölen nicht verdünnen, denn auch beim Vermischen mit Petroleum und Gasöl enstand eine asphaltartige Schmiere. Dagegen lösten sich die Teere vollständig in heißem Alkohol und auch in leichtem Benzin, wenn die Extraktion mehrmals wiederholt wurde. Der Paraffingehalt bei 0° nach der. Methode von Holde wurde zu 3,1 bis 6,8 v. H. ermittelt.

Die Destillation der Teere lieferte folgendes Ergebnis: Der Siedebeginn liegt zwischen 215 und 225°, bis 290° gehen etwa 30 v. H. farbloses Oel über, das sich rasch bräunt. Im Kolben bleibt hartes Pech vom Schmelzpunkt 80° zurück, das bei weiterem Erhitzen auf 400° (im Pech gemessen) zersetzt wird; dabei erhält man neben paraffinhaltigem Oel etwa 20 v. H. Koks. Das Kracköl von Teer 1 hatte einen Stockpunkt von 11°, einen Flammpunkt von 81° und eine Viskosität von weniger als vier Englergraden; es enthielt 3,9 v. H. Paraffin vom Schmelzpunkt 52°.

Das bei der ersten Destillation bis 290° übergehende Vorlauföl hatte einen unangenehmen Geruch, es enthielt neben geringen Mengen organischer Säuren Phenole, Stickstoffbasen, ungesättigte, gesättigte sowie aromatische Kohlenwasserstoffe. Bei nochmaliger Destillation gingen von 185 bis 250° 39 y. H., bis 290° weitere 37 v. H. des Oeles über, während 22 v. H. Rückstand blieben. Die Fraktionen bräunten sich allmählich und nahmen beim Schütteln mit verdünnter Natronlauge stark Sauerstoff auf, wobei sich die Lauge erst blutrot, dann braun und schließlich schwarz färbte. Beim Schütteln des Oeles mit konz. Schwefelsäure wurden 62 v. H., beim Schütteln mit verdünnter Natronlauge 36 v. H. des Oeles gelöst. Die Phenole sind zum Teil in heißem Wasser löslich, bei einer zweiten Extraktion des Oeles mit stärkerer Natronlauge gingen weitere Mengen Phenole in Lösung, wobei wiederum Sauerstoff aufgenommen wurde. Danach wurden die Stickstoffbasen mit verdünnter Schwefelsäure ausgeschüttelt, sie bildeten ein schwarzes Oel von pyridinartigem Geruch. Das von Phenolen und Basen befreite Oel enthalt viel ungesättigte Kohlenwasserstoffe und reagiert infolgedessen sehr stark mit konz. Schwefelsäure. Eine Raffination war daher nur mit einer Säure von weniger als 80 v. H. Gehalt möglich. Die Gesamtausbeute bei der Raffination betrug 38,4 v. H. Rohphenole, 33,7 v. H. Gelböl (spez. Gewicht 0,908), 14,5 v. H. Gasöl, 2 v. H. Stickstoffbasen, 1,7 v. H. Grünöl, 1,3 v. H. Säuregoudron und 7,4 v. H. Verlust. Ueber die Zusammensetzung der Phenole machen Verfasser noch weitere interessante Angaben, auf die hier nur verwiesen sei. (Chem. Zentralbl. 1919, II, S. 26 bis 30).

Sander.

Schiffsmaschinenbau.

Schiffsturbinen mit Zahnrad-Vorgelege. (Marine Geared Turbines.) Walker, R. Proceedgs North-East Coast Inst. of Engineers 1919, 19. Dez. (Entwicklungs-Uebersicht der Anwendung von Zahnrad-Turbinen auf Kriegs- und Handelsschiffe.)

D.

Norwegischer Motorschiffbau. In Norwegen ist man von den Vorteilen des Motorschiffes für Handelsschiffahrt so überzeugt, daß man die Absicht hat, nur noch solche Schiffe zu bauen. Die Aufträge auf Motorschiffe haben sich so vermehrt, daß die Motoren nicht rechtzeitig geliefert werden können. In Norwegen kommt nur eine Schiffswerft für den Bau von Motorschiffen in Betracht, die jedoch mit großen Schwierigkeiten in der Materialbeschaffung zu kämpfen hat. Die norwegischen Reeder sind daher gezwungen, ihre Aufträge in anderen |82| Ländern zu vergeben. So werden zurzeit für norwegische Rechnung in Dänemark 10 und in Holland 13 Motorschiffe gebaut. Für die in Holland hergestellten Schiffe liefert die Motorenfabrik Werkspoor in Amsterdam sechszylindrige Viertaktmaschinen. Die Schiffe haben 6000 bis 10000 t Wasserverdrängung. Zehn davon werden als Doppelschraubenschiffe gebaut mit 3000 bis 4200 PSi. Damit ergeben sich Fahrgeschwindigkeiten von 12½ bis 13 Knoten. Die in Dänemark in Bau befindlichen Schiffe erhalten Motoren der Firma Burmeister & Wain in Kopenhagen.

Motorschiff Mississippi. Es ist eines der ersten Motorschiffe, welche auf einer englischen Werft erbaut wurden. Eine fünfjährige Betriebserfahrung mit diesem Schiff zeigt, daß der Brennstoffverbrauch nicht mit der Zeit zunimmt, wie dies bei Dampfschiffen der Fall ist. Außerdem arbeiten die Hauptmaschinen nach fünfjähriger Betriebsdauer besser als am Anfange. Das Motorschiff „Mississippi“ besitzt zwei Hauptmaschinen mit einer Gesamtleistung von 3600 PSi. Die Sechszylindermaschinen haben 670 mm ⌀ und 1000 mm Hub. Die minutliche Drehzahl beträgt 115. Das für Fahrten zwischen London und Baltimore bestimmte Schiff ist im Besitze der Atlantic Transport Co.

Die fünfjährigen Betriebserfahrungen führten zu verschiedenen Verbesserungen der Maschinenanlage. Die Kolben der Hauptmaschinen wurden ursprünglich mit Oel gekühlt, wie dies auch bei dem Motorschiff „Selandia“ und zwei anderen Motorschiffen der Fall war. Diese Kühlungsart arbeitete betriebsicher, war aber auf die Dauer zu kostspielig. Man ging daher zur Wasserkühlung über. Das hierzu notwendige Frischwasser wurde einem besonderen Tank entnommen und zur Rückkühlung wieder n diesen zurückgeleitet.

Zum Antrieb der Hilfsmaschinen waren anfangs zwei Vierzylinder-Dieselmaschinen vorgesehen. Die Leistung jeder Maschine betrug 320 PSi. Jede Dieselmaschine war mit einer Dynamomaschine und zugleich mit einem zweistufigen Luftkompressor gekuppelt. Zur Erzeugung der hochgespannten Einspritzluft war an den Hauptmaschinen nur ein einstufiger Hochdruckkompressor angeordnet. Es hat sich aber gezeigt, daß die Hilfsmaschinenanlage zu klein bemessen war. Deshalb wurden die Hilfskompressoranlagen von den beiden Dieselmaschinen getrennt und durch zwei weitere Dieselmaschinen angetrieben von je 200 PSi Leistung. Die Drehzahl der beiden neuen Vierzylindermaschinen ist 230 i. d. Min., während die beiden älteren Dieselmaschinen mit 200 Umdr. i. d. Min. arbeiten.

Für alle sonstigen Hilfsmaschinen wird beim Motorschiff „Mississippi“ zum Antrieb elektrischer Strom verwendet. Elektrischer Strom dient auch zum Kochen und Heizen. Auch die Kühlwasserpumpen der Hauptmaschinen werden elektrisch angetrieben. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß bei Störungen in der Stromversorgung die Hauptmaschinen stillgesetzt werden müssen, wie dies wiederholt der Fall war. Während der Fahrt oder im Hafen ist aber stets nur eine Dieselmaschine im Betrieb, so daß die zweite Dieseldynamo bei Störungen möglichst bald Strom liefern kann.

Die wirtschaftliche Ueberlegenheit der Motorschiffe gegenüber Dampfschiffen kommt besonders bei langen Seereisen zum Ausdruck. Trotzdem hat sich gezeigt, daß auch bei der kurzen Fahrt zwischen London und Baltimore das Motorschiff „Mississippi“ seinem Schwesterschiff dem Dampfer „Missouri“ wirtschaftlich überlegen ist. Auch die „Missouri“ ist für Fahrten zwischen London und Baltimore bestimmt.

Motorschiff
Mississippi
Dampfer
Missouri
Länge 370 Fuß 370 Fuß
Breite 50 „ 50 „
Tiefgang 31 „ 31 „
Ladefähigkeit 6500 t 6150 t
Täglicher Brennstoffverbrauch 11 „ 40 „
Heizer und Maschinisten 15 42
Brennstoffkosten
(Oel 4 £, Kohle 2 £ die Tonne) 44 £ 80 £

Die Ladefähigkeit des Motorschiffes ist also um 350 t größer als die des Dampfschiffes mit den gleichen Abmessungen, obwohl die Tankanlagen beim Motorschiff so groß bemessen sind, um Treiböl für die Reise Baltimore bis London und zurück aufnehmen zu können. Trotzdem das Motorschiff eine größere Anzahl gut ausgebildeter Maschinisten verlangt als das Dampfschiff, so werden doch bei dem geringeren Personal wöchentlich 50 £ an Löhnen gespart. Die Ersparnisse beim Motorschiff sind somit jährlich 2500 £ an Lohn für Maschinisten, 6500 £ Brennstoff kosten und 7000 £ jährlicher Mehrverdienst durch die größere Ladefähigkeit. Somit ergibt sich ein jährlicher Gesamtüberschuß gegenüber dem Dampfschiff von 16000 £. Diese Summe stellt ungefähr 10 v. H, der Baukosten des Motorschiffes dar. (The Motor Ship and Motor Boat 1919, S. 59 bis 60.)

W.

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