Titel: | POLYTECHNISCHE RUNDSCHAU. |
Fundstelle: | Band 327, Jahrgang 1912, S. 636 |
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POLYTECHNISCHE RUNDSCHAU.
Polytechnische Rundschau.
Ueber Abwärmeverwertung bei Verbrennungsgasmaschinen
veröffentlicht Oberingenieur H. Kutzbach aus Nürnberg
einen Aufsatz in der Zeitschrift „Stahl und Eisen“, dem wir das nachfolgende
entnehmen.
Verglichen mit der Dampfmaschine steht bei der Gasmaschine eine verhältnismäßig viel
geringere Abwärmemenge für die weitere Verwertung zur Verfügung. Auch wird die
Abwärme bei der Dampfmaschine in weitaus praktischerer Form, nämlich in Gestalt von
Dampf geboten. In der Zwischendampfentnahme hat man ferner bei der Dampfmaschine ein
Mittel, um ein beliebiges von der Leistung der Maschinenanlage im allgemeinen
unabhängiges Wärmequantum zu entnehmen. Trotzdem die Gasmaschine gleiche Vorteile
nicht aufweist, kann es doch auch hier von großem Vorteil sein, wenn der Verwertung
der im Kühlwasser und in den Auspuffgasen enthaltenen Wärme nähergetreten wird. Bei
Gasmaschinen stellen sich der Ausnutzung der Kühlwasserwärme erhebliche
Schwierigkeiten in den Weg, da das Kühlwasser wegen der sonst bestehenden Gefahr von
Vorzündungen nicht höher als bis etwa 40°C erwärmt werden darf. Die
Verdampfungskühlung läßt sich wohl bei kleineren Maschinen, keinesfalls aber bei
größeren Maschinen anwenden. Wesentlich besser liegen die Verhältnisse bei
Oelmaschinen. Dort kann das Kühlwasser bis etwa 80°C erwärmt werden, was ein
genügend hohes Temperaturgefälle ergibt.
Schwierig wie die Verwertung des Kühlwassers gestaltet sich die Abwärmeverwertung aus
den Abgasen. Dieselben haben ein großes Volumen bei verhältnismäßig sehr geringem
Wärmeinhalt. Sehr günstig ist aber, daß die Abgase die Maschine mit einer Temperatur
von 40° bis 600°C verlassen. Es läßt sich damit ohne Schwierigkeit Dampf und selbst
hoch überhitzter Dampf erzeugen. Die Abkühlung der Abgase darf aber nicht soweit
getrieben werden, daß das in ihnen enthaltene Wasser kondensiert, da sonst
Rostgefahr eintreten würde. Unter Annahme eines Dampfkesselwirkungsgrades von 60 v.
H. lassen sich bei der Gasmaschine etwa 500 WE, beim Diesel-Motor 300 WE durch Ausnutzung der in den Abgasen enthaltenen Wärme
wiederbringen. Dies ist bei großen Anlagen, namentlich bei solchen, die Dampf in
großen Mengen brauchen, sehr vorteilhaft. Besonders günstig dürften solche Anlagen
auf großen Hüttenwerken arbeiten. Die Maschinenfabrik
Augsburg-Nürnberg hat schon im Jahre 1903 für Madrid eine Anlage zur
Abwärmeverwertung geliefert, welche den zum Betrieb von Generatoren erforderlichen
Dampf zu erzeugen hatte. Auch in England wurden derartige Anlagen in den letzten
zehn Jahren viel gebaut. Die Apparate werden sowohl in liegender wie in
stehender Ausführung geliefert. Sie bestehen aus einem Kasten, in welchen ein
Rohrbündel eingelassen ist, das von den Abgasen durchstrichen wird. Die Abgase
werden dem kastenförmigen Teil auf kürzestem Weg von der Maschine zugeführt. Auf
diesem Unterteil ist fest verschraubt ein zylindrischer Kessel angebracht, der die
Rohre und das Kühlwasser in sich aufnimmt. Zu Reinigungszwecken kann der
zylindrische Kessel leicht mit dem Kran nach oben abgezogen werden, nachdem der
untere Flansch gelöst ist. Die Abwärmeverwerter werden so stark konstruiert, daß sie
auch gelegentlichen Auspuffexplosionen sicher standhalten.
Die wirtschaftliche Bedeutung derartiger Anlagen beleuchtet Kutzbach an Hand folgender Rechnung: Für eine 2000 PS-Gasmaschine kostet
eine Abwärmeverwertungsanlage 7000 bis 9000 M. Die jährlichen Auslagen für diese
Anlage mit 15 bis 20 v. H. der Anschaffungskosten gerechnet, ergibt eine jährliche
Ausgabe von 1000 bis 1500 M. Da mit der Anlage etwa 500 WE i. d. PSe/Std., d.h. also 2000 × 500 = 1 Million WE für die
ganze Anlage und Stunde in Form von heißem Wasser oder Dampf gewonnen werden können,
und der Preis für 10000 WE sich etwa auf 2,9 Pf. stellt (entsprechend einem
Kohlenpreis von 15 M f. d. t), so wird durch die Abwärmeverwertung eine stündliche
Einnahme von
\frac{1000000\,.\,2,9}{10000\,.\,100}=2,90 M
erzielt.
Bei einem Belastungsfaktor der Maschine von 70 v. H. bedeutet dies im Jahre eine
Einnahme von 0,70 × 8760 × 2,90 = rd. 17500 M, welcher Ausgaben in Höhe von 1000 bis
1500 M gegenüberstehen. Die Abwärmeverwertungsanlage macht sich also bereis in einem
halben Jahre bezahlt und liefert in den folgenden Jahren eine Ersparnis von etwa
16000 M.
Arbeitet die Maschine infolge fehlerhafter Steuerung mit Nachbrennen, so wird ein
Teil der sonst verlorenen Wärme aus den Auspuffgasen, die die Maschine mit erhöhter
Temperatur verlassen, wiedergewonnen. Nutzt man die 500 WE f. d. PSe/Std. in Form von hoch überhitztem Dampf (Einbau
eines Ueberhitzers) in einer modernen Dampfturbine mit einem Verbrauch von 3000 bis
3500 WE i. d. PSe/Std. aus, so läßt sich damit noch
⅙ bis 1/7 PSe für jede aus der Maschine gewonnene PSe erzeugen, das sind rd. 15 v. H. Gewinn. Diese
Kraft kann direkt zur Abpufferung der Zentrale oder zu einer zusätzlichen Spülung
der Gasmaschine verwendet werden, wodurch sich die Leistung der letzteren wiederum
erhöht.
Kutzbach kommt zu dem Schluß, daß man in Zukunft keine
große Gasmaschinenzentrale bauen sollte, ohne die Ausnutzung aller zur Verfügung stehenden
Abwärmen ernstlich in Erwägung zu ziehen. [Stahl und Eisen, 11. Juli 1912.]
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Die Seilschwebebahn Lana-Vigiljoch, die erste durch die Luft führende Lokalbahn Oesterreichs, ist
am 31. August d. J. feierlich eröffnet worden. Sie beginnt in Lana bei Meran auf 328
m Seehöhe und führt auf den Bergbahnhof Vigiljoch von 1481 m Höhe. Die gesamte
Steigung beträgt somit 1153 m, die gesamte Länge 2210 m, die mittlere Steigung 620
v. T. oder 32°.
In der halben Höhe von 848 m ist die Bahn durch eine Umsteigestation in zwei
Teilstrecken geteilt, von denen jede selbständig betrieben wird. Die. Bahn ist nach
dem System Ceretti & Tanfani erbaut. Dieses weist ein
Tragseil, ein Führungsseil, ein Zugseil, ein Ballastseil und ein Bremsseil auf. Alle
Seile sind von der St. Egydyer Eisen- und
Stahl-Industrie-Gesellschaft aus Material von 160 und 180 kg/qmm Festigkeit
hergestellt. Die Seile laufen über 39 Stützen, welche bis zu 31 m hoch sind. Die
Fahrgeschwindigkeit beträgt 1,85 m/Sek., die Fahrtdauer einschließlich des
Umsteigens 20 Min. Jeder Wagen faßt einschließlich des Schaffners 16 Personen und
wiegt voll beladen 3500 kg. In der Stunde können in sechs bis sieben Wagen 100
Personen bergauf und ebensoviele talab befördert werden. Als Antrieb dient
Gleichstrom von 550 Volt, der in der Bergstation aus Drehstrom von 3000 Volt erzeugt
wird. Eine Pufferbatterie ist vorhanden. Die Windwerksmotoren leisten 50 PS. Die
Antriebsmaschinen besitzen vier Backenbremsen und eine Handbremse, die Wagen eine
selbsttätige durch das Wagengewicht betätigte Bremse und eine Handbremse. Auch sind
Vorkehrungen getroffen, um im Falle eines Versagens des Zugseiltriebwerkes oder der
Gleichstromzufuhr die Fahrt mit dem Bremsseil und mit Hilfe von Drehstrom vollenden
zu können. Zur Signalisierung vom Wagen aus sind entlang der ganzen Strecke zwei
Signaldrähte und ein Telephondraht gespannt. Im Anschluß an die Bergstation wird
eine Villenkolonie errichtet, welche sich von 1500 bis 1600 m Seehöhe erstreckt.
Der Bau der Bahn dauerte drei Jahre und wurde von Ceretti &
Tanfani geführt. An der Spitze der Gesellschaft steht Dr. Köllensperger aus Lana. Die technischen Vertreter der
Bauherren waren Architekt Birkenstaedt in Meran und
Zivilingenieur Dr. Walter Conrad in Wien, welchem der
Verkehr mit dem Eisenbahnministerium, die Vorbereitung und Durchführung der
amtlichen Erprobungen, die Fertigstellung und Inbetriebsetzung der Bahn zufiel.
Besonderes Verdienst hat sich das Eisenbahnministerium durch sorgfältige Bearbeitung
der Spezialprobleme und rasche Erledigung der Eingaben erworben.
Die Bedeutung der Bahn liegt darin, daß damit die Seilschwebebahnen zum ersten Male
in den Kreis der Lokalbahnen Oesterreichs eingeführt werden. Sie sind um mehr als
die Hälfte billiger als Standseilbahnen und kosten nur ¼ bis ⅕ so viel als
Zahnradbahnen. Ihr Bau läßt sich nahezu in jedem Terrain durchführen, das
Gelände braucht durch Einschnitte und Dämme nicht berührt zu werden. Der Verkehr ist
vom Schneefall unabhängig. Da überdies die Fahrt hoch über Flur und Wald ganz neue
ungeahnte landschaftliche Genüsse bietet, wird sich das System rasch einbürgern und
viel zur Erschließung unserer Alpenschönheit beitragen.
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Ersatz von Elementen durch Starkstrom. Für
Haustelegraphenanlagen (Klingeln, Tableaux, Türöffner usw.) werden allgemein nasse
oder trockene Primärelemente verwendet. Es ist bekannt, daß diese betriebstechnische
Mängel aufweisen, namentlich zeigt sich dies in den Fällen, wo es sich um die Frage
des geringen inneren Widerstandes oder möglichst gleichbleibender Spannung und
Stromstärke handelt. Die Erfahrung lehrt, daß alle Primärelemente mit der Zeit in
ihrer Wirkung nachlassen und daß auch die sorgfältigste Wartung diesen Vorgang nicht
aufzuhalten vermag. So kommt es, daß man bei Benutzung von Primärelementen, selbst
bei bester Qualität, sehr oft mit Versagen und mit den damit verbundenen
Betriebsstörungen zu rechnen hat.
Diesen Uebelständen wird in Wechselstromnetzen durch einen noch wenig bekannten
Apparat in überraschend einfacher Weise abgeholfen. Er besteht in einem kleinen
patentierten Transformator, genannt „Reduktor“ (Reduktor-Elektrizitäts-Gesellschaft m. b. H., Frankfurt a. M.), der jedes
Element resp. auch eine ganze Anzahl von Elementen ohne eine Veränderung der
bestehenden Gesamtanlage und der Apparate mit glänzendem Erfolge ersetzt. Dieser
Reduktor läßt sich ohne weiteres an jede Wechselstrom-Lichtleitung anschließen und
bewirkt, daß die an sich für Klingeln usw. zu hohe Spannung in eine zweckdienliche
niedrigere Spannung umgeformt wird. Der Stromverbrauch des Reduktors beträgt nur
etwa ½ Watt, ist also so gering, daß ein Zähler ihn nicht registrieren kann.
Textabbildung Bd. 327, S. 637
Fig. 1. etwa ½ natürl. Größe.
Wie Fig. 1 zeigt, dienen zwei, im Isoliermaterial
eingebaute Klemmen zum Anschluß an die Lichtleitung, während auf der
entgegengesetzten Seite drei Klemmen vorhanden sind, die es gestatten, nach Belieben
drei, fünf und acht Volt zum Betriebe der Klingeln usw. abzunehmen. Diese
verschiedenen Spannungen an der Niederspannungsseite haben den Vorteil, daß je nach
der Entfernung der Klingeln usw. die richtige Spannung gewählt werden kann. Zur
Speisung geringer Leitungslängen genügen drei Volt, während für größere Anlagen,
speziell mit mehreren Klingeln, fünf oder acht Volt benötigt werden. Es können damit
Läutewerke aller Art betätigt werden.
Bei Kurzschlüssen an der Niederspannungsleitung tritt keine Beschädigung des
Reduktors ein. Bei verkehrtem Anschluß erhält man keine Hochspannung, so daß dieser Apparat
unter allen Umständen zuverlässig und zweckdienlich genannt werden kann. In kurzer
Zeit sind etwa 30000 Stück davon abgesetzt worden, ein Beweis, daß derselbe eine
große Lücke ausfüllt.
Die betriebstechnischen Vorteile eines solchen Reduktors sind ohne weiteres klar. Es
handelt sich hierbei nur um eine einmalige Anschaffung eines verhältnismäßig
billigen Apparates, der keine Kontakte oder beweglichen Teile aufweist, also eine
unbegrenzte Lebensdauer besitzt. Derselbe bietet eine unveränderliche und
unversiegbare Stromquelle, wobei Versagen oder andere Störungen ausgeschlossen
sind.
Einer Wartung benötigt der Apparat nicht.
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Benzinlötkolben „Piccolo“. Mancher Praktikus weiß
recht geschickt Säge und Hobel zu führen. Gilt es aber, Metallgegenstände
auszubessern, so versagt meist die Kunst. Grund hierfür: Fehlen des erforderlichen
Werkzeuges und die verbreitete Meinung, daß Löten schwierig sei. Dies mag für
umfangreiche Lötarbeiten zutreffen, bei Reparaturen, wie sie oft im Haushalte
vorkommen, bedarf es nur des geeigneten Werkzeuges, wie wir es hier im Bilde (Fig. 1) vorführen.
Dieser kleine Benzinlötkolben „Piccolo“ besteht, wie die Abbildung zeigt, aus
einem Benzingebläse, dessen Brennstoffbehälter den Handgriff bildet, und dem
Kolben, der mit einer Klemmschraube an dem Gebläse verstellbar befestigt ist. Der
Kolben kann sowohl als Stumpf- wie als Spitzkolben verwendet werden, da der
Kupferbolzen mit Hilfe der Klemmschraube leicht ausgewechselt werden kann.
Textabbildung Bd. 327, S. 638
Fig. 1.
Die Vorzüge des neuen Benzinlötkolbens „Piccolo“ gegenüber den im Handel
befindlichen ähnlichen Modellen sind die außerordentlich solide Ausführung und die
sehr einfache Konstruktion, wodurch ein störungsfreies Funktionieren und eine lange
Lebensdauer gewährleistet wird.
Die Firma Gustav Barthel, Dresden, die diese Neuheit
herstellt, liefert den Benzinlötkolben „Piccolo“ in einem soliden Kasten, der
außerdem eine Dose Lötpasta und ein Quantum Lot enthält. Letzteres ist so
zusammengesetzt, daß es sich erübrigt, Lötwasser zu verwenden. Dadurch wird das
Löten außerordentlich vereinfacht und erleichtert; die ganze Arbeit ist sauber und
bequem gemacht.