Titel: | Neuerungen an Kleindampfmaschinen, welche mit einem Dampferzeuger verbunden sind. |
Autor: | Whg. |
Fundstelle: | Band 245, Jahrgang 1882, S. 313 |
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Neuerungen an Kleindampfmaschinen, welche mit
einem Dampferzeuger verbunden sind.
Mit Abbildungen auf Tafel 20 und 22.
(Patentklasse 14. Schluſs des Berichtes S. 277
dieses Bandes.)
Neuerungen an Kleindampfmaschinen.
Fig.
1 bis 6 Taf. 22
zeigen eine Anordnung von A. Musmann in Magdeburg (*D.
R. P. Nr. 14737 vom 15. December 1880). Der Dampferzeuger wird durch eine
Schlangenröhre G gebildet. Für die Feuerung ist ein
Füllschacht D benutzt, aus dem die Heizgase unten durch
Schlitze in den Mantelraum treten, in welchem die Schlangenröhre G liegt. Oben bespülen dieselben noch einen
ringförmigen Vorwärmer H. Der Dampf strömt direkt aus
dem Rohr G in die Maschine, wird also jedenfalls viel
Wasser mitreiſsen.
Die Dampfmaschine (Fig. 2 bis
4) ist eine kleine Boxmaschine mit drei neben einander liegenden, einfach
wirkenden Cylindern. Die Dampfvertheilung wird durch einen rotirenden
hohlcylindrischen Hahn besorgt, in welchem ein von Hand einstellbarer Expansionshahn
untergebracht ist. Beide Hähne werden durch Federn nach oben gegen die
Dichtungsflächen gedrückt: der Vertheilungshahn durch eine lange Blattfeder, der
Expansionshahn durch zwei Ringfedern (vgl. Fig. 2). Um
den Hähnen die hierzu nöthige Beweglichkeit gegen ihre Spindeln zu geben, ist die
Kupplung zwischen diesen Theilen mittels kurzer Cylinder hergestellt, in deren
diametrale Schlitze die flachen Endzapfen der Spindeln eingreifen und welche mit den
Hähnen durch Querstifte verbunden sind (vgl. Fig. 2 und
5).
Neben den Dampfcylindern, dem Steuerhahngehäuse gegenüber, ist eine Speisevorrichtung
für den Dampferzeuger angebracht, welche im Verein mit dem Steuerhahn von der
Kurbelwelle aus mit Hilfe einer Dreikurbelstange (vgl. Fig. 1)
angetrieben wird. Wie aus Fig. 3 und
6 ersichtlich, besteht dieselbe aus einem kurzen rotirenden Cylinder,
welcher auf seiner Mantelfläche mit vier Mulden versehen ist. Der Raum über
demselben steht in Verbindung mit dem Vorwärmer H, der
Raum unter demselben mit dem unteren Ende des Schlangenrohres. Bei der Drehung
dieses Cylinders sollen sich jene Mulden oben füllen und unten entleeren, zu welchem
Zweck eine Verbindung mit dem Steuerhahngehäuse hergestellt ist, so daſs Dampf in
die sich entleerenden Mulden einströmen kann, welcher dann oben wieder austritt und
in den Vorwärmer entweicht. – Irgend welche selbstthätige Regulirvorrichtungen sind
nicht vorhanden.
Versuche, welche mit dem vorstehend beschriebenen Dampferzeuger angestellt wurden,
muſsten bald die mancherlei Mängel desselben darthun und führten so zu der
verbesserten, in Fig. 7 bis
14 Taf. 22 veranschaulichten Anordnung (*D. R. P. Zusatz Nr. 16867 vom
15. Mai 1881), Um
zunächst möglichst trockenen Dampf zu erhalten und in passender Weise die festen
Niederschläge abzuscheiden, ist die Rohrschlange mit einem weiten Guſseisenrohre
verbunden, welches seitlich in vertikaler Stellung innerhalb der Ummantelung auf der
Grundplatte befestigt ist. Der Dampf strömt aus dem oberen Ende des Sehlangenrohres
bei a tangential (vgl. Fig. 9) in
dieses Guſsrohr ein, in Folge dessen das mitgerissene Wasser an der Wandung
hinabflieſst, gelangt dann durch ein Sieb in ein aufgesetztes Kopfstück und wird
schlieſslich in dem Dampfrohr, welches in einmaliger Windung oberhalb des
Schlangenrohres durch den Feuerraum geführt ist, vollends getrocknet. Bei b schlieſst sich das untere Ende des Schlangenrohres
an. Der Theil des Guſsrohres unterhalb b, in welchem
das Wasser in Ruhe bleibt, dient als Schlammsammler und ist behufs bequemer
Entfernung der Niederschläge viertelkreisförmig nach vorn gekrümmt. An den Kopf des
Guſsrohres ist ein seitlicher Kanal angegossen, welcher sich vorn zu einem
Sicherheitsventilgehäuse erweitert. Auſserdem sind Wasserstandszeiger, Probir- und
Ablaſshahn an dem Rohre angebracht.
Der groſse Füllschacht der ersten Anordnung ist fortgelassen und dafür der
Feuerschacht nach Art der Füllöfen eingerichtet, so daſs sich durch passende
Regulirung des Luftzutrittes für einige Stunden ein nahezu gleichmäſsiger Abbrand
erreichen läſst.
Die Speisevorrichtung ist gleichfalls verbessert worden. Dadurch, daſs dieselbe
seitlich in Wasserstandshöhe an das Guſsrohr geschraubt und mit diesem durch zwei
Bohrungen verbunden ist (vgl. Fig. 8),
wurde ein sicherer Austausch des Speisewassers mit Dampf in der jeweils unteren
Mulde ermöglicht. Um ferner den Dampf besser, ohne Stöſse und Geräusch, aus der oben
angelangten Mulde abzuführen, sind oben in dem Gehäuse zwei Bohrungen angebracht
(vgl. Fig. 11), eine groſse kreisrunde und eine schmale, in der Drehrichtung
längliche. Bei der Drehung des Speisecylinders tritt nun jede Mulde zunächst vor die
schmale Oeffnung, durch welche dann der Dampf austritt, ehe das Wasser durch die
groſse Oeffnung eintritt. Damit der Dampf nicht verloren gehe, ist das betreffende
Röhrchen umgebogen und führt von oben in das Speiserohr zurück (vgl. Fig. 8).
Endlich wird bei der dargestellten Einrichtung auch eine selbstthätige Regulirung
der Speisung in der Weise erreicht, daſs der Wasserstand in dem Guſsrohr auf
gleicher Höhe gehalten wird. Sobald derselbe nämlich bis auf die Höhe des
Einfluſskanales gestiegen ist, kann das Wasser aus den Mulden nicht mehr abflieſsen
und die Speisung hört dann auf.
An der Steuerung ist die Aenderung getroffen, daſs der Hahn durch Stirnräder mit
einer Uebersetzung ins Langsame im Verhältniſs von 2 : 1 angetrieben wird und dem
entsprechend die Kanäle verdoppelt sind (vgl. Fig. 8 und
12 bis 14). Es soll hierdurch eine bessere Abdichtung zu erzielen sein.
Ferner ist der Expansionshahn fortgelassen und die Kupplung zwischen Spindel und
Hahn mittels einer Scheibe mit vier im Kreuz stehenden Einkerbungen bewirkt (vgl.
auch Fig. 11), in welche je zwei Greifer der Spindel und des Hahnes fassen.
Durch Scheibe und Splint werden die Theile zusammengehalten. Die gleiche Verbindung
ist auch bei der Speisevorrichtung benutzt.
Die schraubenförmig gewundenen Schlangenröhren haben so viele Vorzüge, daſs sie mit
groſser Vorliebe zu diesen kleinen Dampferzeugern verwendet werden. Sie sind
verhältniſsmäſsig billig, geben eine groſse Heizfläche in kleinem Räume, liefern in
kurzer Zeit nach dem Anheizen Dampf, halten hohe Spannungen ohne Explosionsgefahr
aus u.s.w. doch haben sie auch sehr wesentliche Nachtheile, unter denen der
bedeutendste der ist, daſs sie sich, von einem Ausspülen abgesehen, nicht reinigen
lassen. Allerdings läſst sich durch Unterhaltung eines recht energischen
Wasserumlaufes die Absetzung von Kesselstein in den Röhren erheblich vermindern,
aber wohl nicht auf längere Zeit ganz vermeiden. Im Allgemeinen wird sich in den
Röhren früher oder später eine Kruste ansetzen, dadurch die Verdampfungsfähigkeit
vermindert und schlieſslich ein Durchbrennen oder Verstopfen der Röhren
herbeigeführt werden.
Um diesem Uebelstande vorzubeugen, hat O. Lilienthal in
Berlin (*D. R. P. Kl. 13 Nr. 16103 vom 9. April 1881) die Maschine mit einem
Oberflächencondensator verbunden, so daſs im Wesentlichen immer dasselbe Wasser
wieder benutzt wird. Diese Anordnung ist in Fig. 15 und
16 Taf. 22 abgebildet. Der Dampferzeuger besteht im Prinzipe aus einer
inneren und einer äuſseren Rohrschlange, welche aus Kupfer oder Messing hergestellt
und oben mit einander verbunden sind. Drei in einander geschachtelte Blechcylinder
leiten die Feuergase in der durch Pfeile angedeuteten Weise. Das Wasser wird am
unteren Ende der inneren Rohrschlange eingeführt, während der Dampf am unteren Ende
der äuſseren Rohrschlange abströmt. Die Feuerung ist für kleinkörniges Brennmaterial
eingerichtet, welches in einem centralen, verhältniſsmäſsig engen und oben mit
offenem Trichter versehenen Schachte in dem Maſse niedersinkt, als es unten
abbrennt. Der von oben nicht zugängliche Rost kann mit Hilfe der Kurbel c heruntergeklappt und dann gereinigt werden. Als
wesentlich wird hervorgehoben, daſs der Dampferzeuger, wie aus Fig. 16
ersichtlich, an dem Maschinengestell aufgehängt ist, indem durch die Erschütterungen
des letzteren ein Verstopfen sowohl des Füllschachtes, wie auch des Rostes vermieden
werden soll. Eine besondere Einrichtung zur Dampftrocknung ist nicht vorgesehen;
doch ist es auch möglich, in dem Rohre selbst schon trockenen Dampf zu erhalten,
wenn sowohl Heiz- wie Rostfläche groſs genug für die verbrauchte Dampfmenge
sind.
Zur Regulirung der Verdampfung und damit des Ganges der Maschine ist hier ein
Centrifugalregulator mit einem Schieber verbunden, welcher vor der
Lufteinströmungsöffnung d angebracht ist. Der Regulator
hat eine horizontale
Spindel und ist durch eine Feder belastet. Nimmt die Geschwindigkeit der Maschine
zu, so wird der Schieber gehoben, die Luftzuführung und dadurch die Verdampfung
vermindert, mithin auch der Maschine weniger Dampf bezieh. Dampf von geringerer
Spannung zugeführt. Um in jedem Falle z.B. bei vollständiger Entlastung der Maschine
ein Durchgehen derselben zu verhüten, soll der Regulator, nachdem er den Zugschieber
ganz geschlossen hat, mittels des Daumens n ein
Sicherheitsventil öffnen. Da indessen diese Einrichtung einer bestimmten
Dampfspannung angepaſst werden muſs, die Spannung aber jedenfalls sehr veränderlich
sein wird, so kann die beschriebene Vorrichtung kaum brauchbar sein. Ebenso wenig
wird durch die Zugregulirung allein ein regelmäſsiger Gang der Maschine erreicht
werden können; doch mag sie für gewisse Verhältnisse genügen.
Der Abdampf tritt in einen aus Röhren gebildeten Oberflächencondensator ein, der hier
einzig den Zweck hat, den Dampf wieder in Wasser zu verwandeln, in welchem also der
gewöhnliche Luftdruck herrscht. Das sich niederschlagende Wasser flieſst durch ein
U-förmig gebogenes Rohr in einen unter der Maschine stehenden Behälter, auf dessen
Boden sich die ununterbrochen arbeitende Speisepumpe befindet.
Eine englische Maschine – von Hathorn, Davey und Comp.,
Sun Foundry in Leeds gebaut – ist nach dem Engineer,
1882 Bd. 53 S. 477 in Fig. 17
Taf. 22 dargestellt. Der Dampferzeuger besteht auch hier aus einer eisernen
Rohrschlange, welche in einem vertikalen Feuerschacht untergebracht ist. Das Wasser
wird aus einem hinter dem Feuerherde liegenden Behälter durch eine kleine Pumpe,
welche ohne Ventile und Stopfbüchse arbeiten soll, in einen den Schornstein
umgebenden Vorwärmer gepreſst. Aus diesem flieſst es durch ein enges Röhrchen mit
einstellbarem Hahn in den Saugraum der Speisepumpe, deren Plungerkolben durch die
nach oben verlängerte Kolbenstange des Dampfcylinders gebildet wird. Beim
Niedergänge wird das Wasser, vermischt mit Luft, in den Pumpencylinder eingesaugt
und beim Aufgange in das obere Ende des Schlangenrohres
eingespritzt. Das Gemisch von Dampf und heiſser Luft gelangt dann aus dem unteren
Ende des Rohres direkt in den Cylinder. Um das Rohr vor der Verbrennung zu schützen,
treten die Heizgase durch eine enge Oeffnung aus dem Feuerraume aus, so daſs der
untere Theil des Rohres von dem Gasstrom nicht getroffen wird. Rohre, welche schon
über ein Jahr im Betriebe sind, sollen noch keine Spuren der Verbrennung zeigen.
Zur Regulirung des Ganges der Maschine ist in das Dampfrohr an der Eintrittstelle in
den Cylinder eine mit dem Regulator verbundene Drosselklappe eingeschaltet.
Auſserdem kann der Wasserzufluſs aus dem Vorwärmer in die Speisepumpe von Hand
geregelt werden. Die Maschine kann in 7 bis 8 Minuten nach dem Anfeuern angelassen
werden. Sie ist
namentlich zum Pumpen von Wasser in Landhäusern u. dgl. bestimmt. Für Leistungen von
etwa 1e erhält das Schlangenrohr einen Durchmesser
von 12mm.
Whg.