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D r.-Ing. E .S c h r o d t e r , i I | | H L I I I U I B M \ L U l fi.n e ra lse k r.lS r
G eschaltsfiihrer des
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Dr. W. B e u m e c ,Y ereins d eu tseh er Eisen- 1 ^ i g | U C e sd a ftsfu h re r d er
hiittcnlcute. N ordw estlichen Gruppe
des Y ereins deutseher
Verlag S tahleisen m .b.H ., y 7 C J 7 I 1 ^ 5 L J O | E " 1 ' Eisen- und Stahl-
DDsseldorf. L i L . l l U 1 1 1 1 1 1 I in du strieller.
FUR DAS DEUTSCHE EISENHUTTEIMWESEN.
Nr. 48. 25. November 1908. 28. Jahrgang.
S J r ł f E R j i
1
U eber T urbogeblase.’
. Y on (D irek tor C. R e g e n b o g e n in S terk sąd e I j e r G rundgedanke der rotieren d en K ra ft- und
* A rb eitsm asch in en is t u ralt, ebenso ein zeln e A usfiih ru n gen , aber e r st in g a n z neuer Z eit, noch frisch im G edachtnis ein es jed en der h ier A n- w esenden, is t der bedeutsam e F o rtsch ritt im Bau brauchbarer, w ettb ew erb s- und m ark tfah iger Ma
schinen. A ufbauend a u f die g e n ia le K onstruktion eines C. A . P a r s o n s oder die eines d e L a v a l , der in r ic h tig e r E rk en n tn is der E rfordernisse fu r g erin g en D am pfverbrauch sein R ad baute, das m it 3 0 0 0 0 bis 4 0 0 0 0 U m drehungen in der M inutę lau fen s o l l t e , der die sch ier unuberw ińd- lichen S c h w ie r ig k e ite n der A u fgab e lo ste durch die biegsam e W e lle , fiir sich allein eine hoch- bedeutende In g en ieu ra rb eit. E s haben dann v ie le K on stru k teu re in b eisp iello s k u rzer Z eit die T u r
binę le b en sfa h ig gem ach t, und in w en ig en Jahren is t sie so v erv o llk o m m n et w orden, dali h eu te w ohl kaum ein Z w eifel dariiber b esteh t, dafi sie die D am pfinaschine iiberfliigelt h at. E s w aren Miinner des eisern en J a h rh u n d erts oder ein Jahrhundert der E rfindungen n o tig , um dies zu ei-reichen.
W issen sch a ft und P r a x is haben sich die H ande gereich t, H iittenm ann und M aschinenbauer haben gearb eitet, um das M ateriał zu schaffen, das die neue M aschine erford erte, die K onstruktionen zu ersinnen, w elch e die th eo retisch e E rkenntnis in die W ir k lic h k e it u m setzen so llte .
D ie F o r tsc h r itte und E r lo lg e der E le k tr o technik y o r A u g en , w elch e rotieren d e M aschinen fiir die U m setzu n g der E n erg ie und M ittel zur F ern leitu n g y o n K ra ft und A rb eit geschaffen hatte, h a t der M aschinenbauer den in grofien Sprungen v o ra n eilen d en E lek tro tech n ik er ein- geh olt und ihm fiir die ro tieren d e A rbeitsm aschine, die D ynam o, in der T urbinę g e e ig n e te A n trieb s- m aschinen g eg eb en .
E s w a r nur ein S ch ritt yon der D am pf
turbine zum T u rb ogeb lilse und zum Turbokom - pressor, yon der K r a ft- zu r A rbeitsm aschine.
* Y o rtra g , g e h a lte n v o r d er H au p tY ersam m lu n g d e sY e r e in s d e u ts e h e r E ia e n h u tte n le a te am 3. M ai 1908.
o r s z r U ś n o
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X L V irr.28
D ie dazu n o tig en hohenU m drehungszahlenJfO nu.
m it v o llig e r B etrie b ssich er h e it erreich t wertron.
Um L u ft oder irgen d ein G as zu koinpri- m ieren und eine em igerm aB en hohe Spannung zu erh alten , h a t m an bis in die le t z te Z e it hinein im m er K olbengeblase und K olbenkom pressoren ben u tzt. R otieren d e K om pressoren und V en ti- latoren w urden nur fiir g erin g en D ruck, bei- sp ielsw eise 1 m W assersfiu le, y erw en d et. S e it dem A u ftreten der D am pfturbine und der D y - liam om aschine m it grofieren U m drehungszahlen und a u f Grund der hohen U m fa n g sg esch w in d ig - k eiten , w elch e man dabei erreiclite, is t die Y erw en dung yon Z entrifugalgeblitsen und K om pressoren
auch fiir hohere D riick e m oglich gew ord en . D ie erste M aschine w urde im J a h re 1 8 9 9 in der W e r k sta tt von S a u t t e r & H a r l e i n P a r is g eb a u t. D ieselb e a rb eitete m it ein er U m fan gs- g esch w in d ig k eit yon 2 5 0 m und erreich te einen W irk u n g sg ra d von 3 0 ,7 °/o. D er erste H och - druekkom pressor (A bbiklung 1), w elch er nach den P lilnen yon R a t e a u in B eth u n e a u fg e s te llt w urde und s e it M ai 1 9 0 6 in regelm afiigem B e triebe is t, kom prim iert die L u ft bis a u f 7 a t.
E r is t in doppelter W e is e in teressa n t, indem die A ntriebsm aschine den A bdam pf yon F ord er- m aschinen b en u tzt. D er eig en tlich e K om pressor z e r fa llt in y ie r E in zelzy lin d er, jed er m it m ehreren L aufradern. Z w ischen den Zylindern befinden sich K iihler, um die L u ft je w e ils m o g lich st a u f die A nfan gstem p eratu r zu riickzukiihlen. D ie y ie r K om p ression szylin d er sind a u f z w e i P a r a lle l- achsen y e r te ilt, w elche durch j e eine N ied er- druckturbine an getrieb en w erden. D ie eine A ch se h a t aufierdem eine H ochdruckturbine, w elch e in T a tig k e it tr itt, w enn n ich t gen iigen d er A bdam pf zu r Y erftigung steh t. D er D am pf der H och- druckturbine arb eitet dann in der N iederd ru ck - turbine w eiter. B e i V ersuchen in den W erk - s ta tte n der Erbauerin S a u tter & H arle in P a ris h a t die M aschine bei 5 0 0 0 U m drehungen 5 4 0 0 cbm L u ft i. d. Stunde a n g e sa u g t und a u f 8 , 1 3 a t ab solu t kom prim iert.
l
1730 Stahl und E isen. Ueber Turbogeblase. 28. Jahrg. Nr. 48.
Abbildung 1. Abdampfturbokompressor in Bethune.
le g e n . Ich h a lte es fiir die b este L osu n g, den W irk u n g sg ra d a u f die Iso th erm e zu beziehen, da d iese A r t der K om pression d iejen ig e is t, w elche inan zu erreichen b estreb t sein s o li; sie gib t das M indestm aB an A rb eit, w elch es au fgew en d et w erden muB, um die L u ft zu kom prim ieren, falls man n ich t unterk u lilt. N ur in F iillen , w o nur n ied rig er L uft- druck e r z e u g t w erden so li und w o k ein e K iihlung yorhanden is t, kann die A d iab ate genom-
__ ____ _ = £!? m en w erden, da ohne Kiihlung
a e 'v i e lT a e i,e5 g erin g em L uftdruck die Abbildung 2. Theoretisches Diagramm eines Kompreesors. K om pression beinahe genau B e v o r ich a u f die K o n stru k tion en und die
erreich ten E rg eh n isse ein g eh e, m ochte ich ein ige a llg em ein e P u n k te heriihren, die hei der B e- u rteilu n g v o n W ic h tig k e it sind und die k lar- g e le g t w erd en m iissen, um Irrtiim er und falsch e U rteile zu verh in d ern .
-In V ersu ch sh erich ten , die in der L itera tu r ersch ein en , findet man y ie lfa c h den A u sd ru ck : dynam ischer W irk u n g sg ra d . E s so li dies das Y erh a ltn is sein zw isch en den D iagram m flachen des L u ftz y lin d e r s uud des D a m p fzy lin d ers. N un y e r la u ft die K om pression im L u ftz y lin d e r nach einer P o ly tr o p e , die z w isc h e n der A d iab ate und der Isoth erm e lie g t. N aturgem aB is t deshalb d ieser W irk u n g sg ra d bedeutend holier a is ein W irk u n g sg ra d , b ezo g en a u f die Isoth erm e, w eil nur die Y erlu ste zw isch en dem D am p fzylin d er und dem L u ftz y lin d e r b e ru ck sich tig t w erden,
sofern sie in den D iagram m flachen zum A usdruck g e la n g e n . B e i T urbokom pressoren kann m an aber diesen W irk u n g sg ra d iiberhaupt n ich t bilden, da m an k ein Iiulikatordiagram m , alm licli w ie bei ein er K olbenm aschine, zeiclm en la s se n kann. Um aber die M aschinen unterein an d er v e r g le ic h e n zu konnen, is t es zu n a ch st durchaus n o tig , eine e in h eitlich e D efin ition der W ir k u n g sg r a d e fe stz u -
Abbildung 3. MeBduse, in Bothe Erde benutzt.
25. Novem ber 1908. Ueber T urbogeblase. Stahl und E isen. 1731 ad iab atisch v o r sich g eh t. E in e Y erw irru n g is t
aber n ich t m o g lic h , so la n g e m an in jedein F a lle a n gib t, au f w elch e A rt der K om pression man den W irk u n g sg ra d b ezielit.
a rb eitet am w irtsclia ftlich sten m it einem Y akuum von e tw a 8 5 °/o, w ilhrend die D am pfturbine 95 °/o und jnehr m it E r fo lg au sn u tzen kann.
Y e r g le ic h t man nun beide M aschinen, so muB
Abbildung 4. MeBdusen der Gutohoffnungshutte.
A uch a u f einen anderen F eh ler, der bei V er- gleich en gem a ch t w ird , m oehte ich aufm erksam machen. D e r W irk u n g sg ra d einer M aschine w ird bestim int nach dem Y erh illtn is der g erin g sten
Abbildung 5. Multiplikator.
fiir die K om pression aufzuw endenden W ilrm e- m enge zu der W ilrm em enge, die zu r A u sn u tzu n g zur Y erfiigu n g stand. D ie se w ird aber hilufig b egrenzt durch U nvollkom m enheiten der M aschine.
Zum B eisp iel die betreffende D am pfm aschine
a is u n tere G renze des W a rm eg efa lles doch un- z w e ife lh a ft 9 5 °/o angenom m en w erden und n ich t in einem F a lle 8 5 °/o und in dem andern F a lle 9 5 °/o, denn so n st kann es vorkomrnen, daB die eine M aschine scheinbar einen besseren therm ischen W ir k u n g s
grad a is die andere h a t, w a s aber der W ir k lic h k e it nich t e n tsp r ic h t, denn die W ilrm e
m enge, die von 8 5 °/o bis 9 5 ° / o noch frei w ird, kann a u sg e n u tz t w erden und g e h t bei M aschinen, die nur bis 8 5 °/o arb eiten kon
nen, y ęrloren . Um jed e M og
lich k eit des Irrtum s z u um- g e lie n , is t es unum ganglich n o tig , bei E n tsch eid u n gen iiber M aschinensystem e bis a u f die E rzeu g u n g sk o sten zu geh en , die durch D am pfyerbrauch, A n - sc h a lfu n g sw e r t, A m ortisation und Y erzin su n g , U n terh a ltu n g , W a rtu n g und Schm ierung bestim m t w erden, d a g eg en aber die E infiihrung von W irk u n gsgrad en , sofern sie n ich t a u f g leich er G rundlage a u fg e s te llt sind, zu v er- m eiden.
1732 Stahl und Eison. Ueber Turbogeblase. 28. Jahrg. N r. 48
Abbildung G. Drnckroguliorung dor Gutehoffnungshiitto.
Grofie S c h w ie r ig k e ite n treten fern er a u f bei der B estim m u n g der L u f t m c n g e . H ier is t ein Z w eifel an der U ebereinstim m ung der bis- lierig en A n gab en m it der W ir k lic h k e it am P la tz e . Um dies zu erk laren , is t es n o tig , kurz a u f die bis j e t z t iiblichen M efim ethoden ein zu g elien , um dann im A nschlufi daran die A r t der M essung fiir rotieren d e M aschinen zu erlau tern , da sie von der b isher iiblichen ab w eich t.
A bbildung 2 z e ig t ein L uftdiagram m , dessen Y erstftndnis ich ohne w e ite r e s v o ra u sseh en darf.
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oder des G eblases aber allein die M enge der kom prim ierten L u ft in te r e ssie r t, ersch ein t es zw eck m a fiig er, von der A u sd riick lin ie aus- zu g eh en . Man kann dann, w enn g ew iin sch t, riick w a rts die an ge- sa u g te L u ftm en ge be- stim m en, w ie in A b b ildung 2 durch die g e str ic h e lto L in ie an- g e d e u te t is t.
In n eu erer Z eit sind, w ie g e s a g t , sch w er- w ieg en d e B edenken an d ieser A rt der M essung r e g e g e w o r d e n , und man is t v ie le r o r ts be
sc h a ftig t, N aclipriifun- gen stattfinden zu la s sen . A uch der Y e r e i n d e u t s c h e r I n g e n i e u r e h a t sich m it d ieser F r a g e beschilf- tig t und eine Kom - m ission au s Mannern der P r a x is und der T h eo rie berufen, um N orm en fiir M essun- g en fe s tz u le g e n und die ein zeln en h eu te b en u tzten M ethoden au f ihren W e r t zu priifen.
Zur B estim m u n g der L uftm en gen h a t man aufier der d irek ten M essung in M efigefafien, die
A u s dem Y erh a ltiiis der L in ien b ild et man einen volu m etrisch en W irk u n g sg ra d und durch M u ltiplikation m it dem vom K olb en in der Z eit- ein h eit durchlaufenen Y olum en erlia lt man die a n g e sa u g te L u ftm en g e „ a n g e n a h e r t a . Ich sa g e an gen ah ert, w e il das E rg eb n is beeinflufit w ird durch die D ic h th e it der S teu ero rg a n e und den Z eitpunkt ih res Oeffnens und S ch liefien s in b ezu g au f den K o lb en w eg , durch die E rw arm u n g der L u ft in den E in la fio rg a n en und an den Z ylinder- w anden, durch die M ischung der w arm en L u ft des sch ad lich en K aum es m it der einstrom enden u sw . E s kom m en durch a lle d iese U m stande U n g en a u ig k eiten in die R ech n u n g, die den W ir k u n gsgrad w e se n tlic h und en tsch eid en d beeiu- flussen konnen. D a den B e s itz e r des K om pressors
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A bbild 7. D ruckregalierun g von Brown, Boveri & Co.
25. N ovem ber 1908. Ueber Turbogeblflse. Stahl und E isen. 1733
Abbildung 9. Druck- und Saugventil eines LuftkompressorB, System Hohenzollern, fiir eine Leistung von GOOO cbm in der Stunde.
Abbildung 8. Elektrisch angetriobener Kolbenkompressor der Maschinenfabrik Hohenzollern.
fa s t in a llen F iillen undurchfuhrbar is t, auBer der besprochenen S ch a tzu n g a u f Grund des Indikatordiagram m es m ehrere M etlioden a n g e- w an d t, a u f die ich kurz ein geh en m iiclite. W ie bekannt, nim m t je d e s G as beim A usstrom en aus einem Raum hoheren D ru ck es in einen solchen niederen G egendruckes eine g a n z bestim m te H ochst- g e sc liw in d ig k e it an, sofern der G egendruck unter-
halb der durch den k ritisch en D ru ck g eg eb en en G ren ze b leib t. D iese G esch w in d ig k eit nennt man die k ritisch e. S ie liiB t sich in g a n z ein- fach er W e is e bestim m eu. L iiBt man die D ru ck - lu ft durch eine genau au sgem essen e D iise (A b b ildung 3) ausstrom en und so r g t dafiir, daB der G egendruck u nter dem k ritisch en lie g t , so strom t durch die D iise eine g a n z bestim m te M enge L u ft,
1734 Stalli und E isen. Ueber T urbogebldse. 28. Jahrg. Nr. 48.
Abbildung 10. Fahrbaror Grubenkompressor, erbaut ron Meyer in Miilheim-Ruhr.
so dafi je d e r D iise bei bestim m tem A nfangsdruck eine bestim m te L u ftm en g e en tsp rich t.
K ann man die L u ft n ich t au sb lasen lassen o d er das n iitige D r u c k g e fa lle n ich t erzeu g en , so kann man auch D iisen m essu n gen in anderer W e is e vornehm en. W enn man in einen L u ft- stroin ein e V eren g u n g , ein e D iise, einbaut und d ie D ruckdifferenz vor und h in ter der D iise m ifit, so is t die durchśtrom ende L u ftm en ge der D ruckdifterenz entsp rech en d . D ie se G esch w in d ig-
y2 y
k e it berech n et sich aus d e r F o r m e l li = - - - K - — , ff r>
w oraus hei bekanntem D iisen ą u ersch n itt die L u ftm en g e in ein fa ch ster W e is e e r m itte lt w ird.
S o la n g e die T em peraturen ein igerm afien k o n sta n t sind in den beiden L lefiąuerschnitten, w a s fiir L u ftm essu n gen an G eblilsen fur die in der P r a x is g efo rd erte G en a u ig k eit im m er der F a li sein durfte, is t die A n w en d u n g d ieser M ethode un- b estreitb a r hijchst einfach. Jed o ch auch die B e r iick sich tig u n g der T em p eratu ren b rin g t k ein e grofien S c h w ierig k eiten . D er bei M essungen der H o ch o fen g a se b en u tzte A p p a r a t* von P a u l
* Yergl. „Stahl und EiBen" 1907, Nr. 18 S. 019.
A bbildung 11. K om pressorventile von M eyer in M iilheim-Ruhr.
sr .u .£ . 2.
25. N ovem ber 1908. U tb er Turboge.blB.8t
Wasser - Me/jffęfóft d e B r u y n , der a llen A n w eseiid en bekannt sein
d iirfte, beruht au f ahnlichem G rundsatz. Man muB dabei b eriick sich tig en , daB der A pparat
derung von L u ft kennen g e le r n t haben. In der A n w endung der soeben an ged eu teten M eBm ethode erg ib t sich so fo rt ein M ittel, um sich er zu sein ,
/iO 'c/(jeA/qgvenh'/
Abbildung 12. MeBvorrichtung fiir Dichtigkeitspriifung.
a u f H och ofen w erk en n ich t so gen au e E rg eb n isse geben kann w ie a u f dem V ersu ch sstan d e, da einm al die E o lirą u ersch n itte durch den init- g efiih rten Schm utz sta rk v er-
anderlich sind und an sich nicht so genau bestim m t w erd en kon
nen und da es sich h ier fern er um groBe M engen h a n d elt bei sehr kleinen D riicken. F iir den g e - dachten Z w eck w erd en lioch- p o lierte, genau k a lib rierte Stalil- diisen (A bbildung 4 ) und ziem - liche D ruckdifferenzen b en u tzt.
Man kann a u f d iese W e is e die a n g esa u g te L u ftm en ge sow oh l w ie die kom prim ierte m essen, so daB man einen A n h a lt iiber die E ic h tig k e it der M essungen und auBerdem iiber die V erlu ste im K om pressor erh alt.
Um die D ruckdifferenzen, w elche zu m essen sind, b esser siclitbar zu m achen und so groBere G en au igk eiten zu er
halten, fiillt man die G lasrohre m it spezifisch le ic h te n F liis s ig - keiten und le g t die R ohre sclirUg. B r in g t man dann h inter den G lasrohren ein e S k a la an, die eine ąu ad ratisch e E in te i- lung h a t, so kann man an dem R ande des F liiss ig k e its- sp iegels d irek t die je w e ils g e- forderte L u ftm en g e ablesen.
H ier m ochte ich g le ic h einem E in w u rf vo r- w e g b eg eg n en , der von denen gem acht w erden wird, die das S chliipfen der rotieren d en Gebl&se bei K upolofen, d. h. das R undlaufen ohne F or-
daB die M aschine kom prim ierte L u ft fiirdert und nieh t einfacli die L u ft w irb elt. W en n nam
lich k ein e L u ft g efo rd ert w ird, so is t die G e-
sch w in d ig k eit im M eB ąuerschnitt N u li, d es
g leich en die D ruckdifferenz N u li. L aB t man a lso yon dem S tande der M eB fliissigkeit, d. h.
von der D ruckdifferenz, die R eg u lieru n g der
1736 Stahl und E isen. Ueber T urbogeblSse. 28. Jahrg. Nr. 48.
M aschine beeinflussen, so dafi sie bei abnehm en- der G esch w in d ig k eit im D ruck roh r sch n eller la u ft und entsprecliend mehr D ru ck g ib t, so ent- f a llt ohne w e ite r e s je n e B efu rch tu n g. D ie Ma-
Abbildung 14. Langsscbnitt durch ein Turbo- geblaserad, Bauart Gutehoffnungskutte.
schine w ird ih re G esch w in d ig k eit und dam it den L u ftd ru ck bis an die G ren ze ih rer L e istu n g s
fa h ig k eit ste ig e r n .
Um die D ruckdifferenz ohne allzu groB e D ro sselu n g zu obigem Z w eck zu yergroB ern ,
ordnet m an nach R a t e a u s Y o r sc h la g m ehrere D iisen in ein an d er an (A b b ild u n g 5 ). In der Su Ber en D iise h errsch t der grofieren G esch w in d ig k eit entsprechend ein g e r in g e r e r D ru ck , in der ein g e sc h a lte te n D iise ein w iederum v e r - m inderter D ru ck , so eb en fa lls in der d ritten D iise.
D ie D ruckdifferenz zw isch en L eitu n g sd ru ck und D ru ck in der in n ersten D iise is t eine ziem lich
bedeutende, so dafi seh r w o h l ein R e g u lie r v o r g a n g dadurch e in g e le ite t w erden kann (A bbildung 6).
D ie D ruckdifferenz w ir k t a u f den fed erb ela steten S teu erk olb en in A bbildung 6 und die S te llu n g d ieses K olb en s v e r le g t den D reh p u n k t des S teu er - h eb els, an dem der R e g u la to r a n g r e ift und an dessen anderem E nde der S teu ersch ieb er der E in la fisteu eru n g b e fe s tig t is t. A bbildung 7 z e ig t eine ahnliche E in rich tu n g . D ie se lb e w ird von B r o w n , B o v e r i & Co. i n B a d e n b en u tzt.
W e n n die A n trieb sm asch in e so r e g u lie r t w ird , lie g t k ein e M o g lich k eit v o r, dafi bei hangendem H oeh ofen das T u rb ogeb lase y e r s a g t.
Man mufi n atiirlich die A n trieb sm asch in e so stark bauen, dafi sie die h oclisterford erlich e E n e r g ie h ergeb en kann, g en au so w ie man die A n trieb s- m aschine ein es K o lb en g eb la ses so stark m achen mufi. A uch d iese b leib t steh en , w enn die W in d - le istu n g die a n g efo rd erte H o c h s tle istu n g der A rb eitsm asch in e iib e r ste ig t.
B e i g leich b leib en d er U m la u fg esch w in d ig k eit yerm a g das T u rb o g eb la se einen n ah ezu g le ic h - bleibenden D ru ck zu erzeu g en . U n tersch ied e in der L e istu n g konnen bei k o n sta n ter Um- d reh u n g sza h l durch das ein fach e Y e r ste lle n ein es R eg u liersch ieb ers h erv o rg eru fen w erd en , und darin beruht ein groB er Y o r te il der T u rb ogeb lase.
Innerhalb g e w is s e r G renzen kann jed er D ruck bei jed em V olum en erreich t w erd en .
Um nun a u f die M essung der L u ft zu riick- zukom m en, m ochte icli der Y o lls tiln d ig k e it w egen noch ein chem isches Y erfah ren anfiihren, iiber dessen W e r t ich a llerd in g s k ein e A n gab en machen kan n . D a s V erfa liren w urde a n g ew a n d t bei A bnahm eyersuchen ein es v o n K ii h n 1 e , K o p p
& K a u s c h i n F ra n k en th a l geb au ten K om pressors durch die B e ste lle r in , ein e chem ische Fabrik, se lb st und b esteh t darin, dafi in ein er genau
b eg r e n z te n Z e it durch einen besonders dazu g e e ic h te n A p p arat ein e b estim m te M enge Saure in die S a u g le itu n g des K om pressors eingefulirt w ird. D ie Saure w ird y o n der L u ft a b so rb ie rt.
D a s L u ft- und S au regem isch w ird der Druck- le itu n g entnom m en und das M ischungsverhaltnis bestim m t, w orau s un m ittelb ar die L uftm en ge be
stim m t w erden kann.
Abbildung 15. Radsatze eines Turbokompressora.
25. N ovem ber 1908. Ueber Turbogebl&se Stahl und Eiflen. 1737 A lle M eBmethoden m it D iisen haben den Y o r
te il je d e r z e it n ach gep riift w erden zu konnen, die D iisen konnen g e e ic h t w erden, so daB, w enn auch n ich t ab solu te G en a u ig k eit, so doch ein Y e r g le ic h zw isch en versch ied en en M aschinen m oglich is t . Ich habe dem oben erw ahnten A us- schufl des V erein es deu tsch er In gen ieu re vo r- g e sc h la g e n , M eBdiisen anzuschaffen und solch e, w ie z . B . das U rm eter in P a r is, bei der R eiclis-
ein fa ch ster W e is e nach der bekannten Forniel der m echanischen W a r m e th e o r ie :
d Q = di — A y dp.
H ie r a u f an dieser S te lle ein zu g eh en , w iirde mich zu w e it fiihren. E in Y e r g le ic li der so bestim m ten A rb eit m it der th eo retisch zu bereclinenden auf- zuw endenden A rb eit fiir isoth erm e K om pression g ib t einen GUtegrad fiir den K om p ressor; ein V erg leich m it der in der A n trieb sm a sch in e a u f
g ew en d eten W arm e, die durch B estim m u n g der D am pfm enge und der darin en th a lten en W arm e gefu n d en w erden kann, g ib t den W irk u n g sg ra d des A g g r e g a te s .
D a die K osten des K ra ftm ittels bei A u fste l- lu n g von R en tab ilitatsreclm u n gen , bei der E n t- sch eid n n g iiber das eine oder andere S y stem der
Abbildung 16. Querschmtt eines Eades, Bauart Jaeger.
an stalt au fzubew aliren und m it ihnen die D iisen fiir Y ersu ch szw eck e zu eichen. S o llten die U r- diisen selb st nich t h aargen au das bestim m te Quantum L u ft durclilassen , so b leib t die V er- gleich sm essu n g doch im m er r ic h tig und a llg e mein g iilt ig und die R e su lta te y erg le ich sfa liig , solange iib erall m it so g eeic h ten D iisen g e - arbeitet w ird.
M e s s u n g d e r L e i s t u n g . D ie M essung der aufgenom m enen A rb eit g esch ieh t am besten durch B estim m ung der W arm einengen, w elch e die L uft, das K iih lw a sser, die A uBenluft, das Schmierol der L a g e r aufgenom m en h at. D ie B erechnung der A rb eitsm en ge g esch ieh t dann in
Abbildung 17. Rad fiir oin Turbogeblase.
K ra ft- oder A rbeitsm aschine v o r allein in F r a g e kom m t, so h a lte ich es fiir rich tig , auch a u f diesen P u n k t g a n z kurz ein zu geh en . D a a u f H oeh - ofen w erk en die G asm aschine und das K olben- g e b la se m it der D am pfturbine und dem T u rb o
g eb la se in W ettb ew erb steh en , so la n g e ein e G as- turbine noch nich t ausfuhrbar is t , so m ochte ich die B etra ch tu n g a u f diesen F a li b esch ran k en . E tw a s ahnliches g ilt fiir die K ok sofen gasm asch in e der Z echen. In der L itera tu r w ird , j e nachdem der Y erfa sser der R en ta b ilita tsrech n u n g ein V or- kam pfer fiir die ein e oder andere M aschinen- g a ttu n g is t, der W e r t des H o ch o fen g a ses g le ic h N u li oder zu einem g e w isse n P r e is a n g e s e tz t,
st. u. e. sa.
1738 Stahl und Eiaen. Ueber TurbogeblSse. 28. Jah rg. Nr. 48.
Abbildung18. llochofengebliise, BauartGutehoffnungshutte.
25. K ovem ber 1908. Ueber TurbogeblUse. Stahl und E isen. 1739 w e lc li le tz te r e r g a n z w illk iirlich a u f die v er-
sc h ie d e n ste W e is e bestim m t w erd en kann; dam it kann ebenso w i l l k i i r l i c h d a s G e w o l l t e a i s
■das B e s t e h e r a u s g e r e c h n e t w e r d e n . Ganz
■allgemein is t k ein e d ieser A nsich ten rich tig.
B e i a llen A n la g en , bei denen G as in reich- lich en M engen zur Y erfiig u n g s te h t fur die W in d - e r h itz u n g und den K ra ftb ed a rf des W e r k e s, ohne dafi G as direk t oder in Form elek trisch er E n erg ie a b gegeb en w ird oder w erden kann, mufi un- h ed in g t der W e r t des R o h g a ses N u li sein, denn es h a t fur das betreffende W e r k keinen M arkt- p reis. H a tte es einen solchen und zw ar, w ie haufig angenoinm en w ir d , bestim m t im Y er
h altn is sein es W a rm ew ertes zu dem der K oh le
seh r v ie le n A n la g en , besonders solch en , die rein e H och ofen an lagen sind oder is o lie r t lie g e n , die F r a g e , ob D am pf- oder G asbetrieb an zu legen is t, sehr w ohl erortert w erd en mufi.
In a llen F a lle n , w o hinreichend Gas auch fur absehbare Z eiten zu r V erfiig u n g steh t, um den B e d arf zu decken, is t d erD am pfbetrieb g a n z unbedingt v o rzu zie h e n . B etrie b ssiclierh eit, B etrie b sb ereit- sch a ft und die p erson lich e B eru h igu n g der v er- an tw o rtlich en L e ite r sind W e r te , die in R en ta - b ilita tsreclin u n g en n ich t erscheinen, die aber be
deutend und w e r tr o ll sind. In allen F a lle n , wo ein e u n b egren zte E n ergiem en ge v e r w e r te t w erden kann, is t h eu te noch ebenso unbedingt der G as- m aschinenbetrieb am P la tz e . In allen F a llen ,
A.bbildung 19. Hocliofengeblase der GutehoffnungBhiitte fiir 1200 cbm i. d. Minutę, angetrieben durcli einen Elektromotor.
Yon bestim m tem P r e is e , so ersch ein t es sehr fraglich , ob es r ic h tig e r is t, das Gas in Cowpern zu verbrennen, a n sta tt es zu verk au fen und den W in d a u f ein e andere, w en ig er k ost- sp ielige W e is e zu erh itzen . In W irk lich k eit fa llt es keinem M enschen ein, das Gas fur die Cowper hoher ais m it seinen R ein igu n gsk osten zu b ew erten. E s is t ein N eb en erzeu g n is, das bei der E ise n e r z e u g u n g e n tsteh t. J ed es K ubik- m eter, das n ich t im C owper yerb ran n t oder in der M aschine in E n e r g ie u m g e se tz t w erden kann, mufi in die A tm osp h are g e la s se n w erden. E r st in dem A u g en b lick e, w o man so v ie l oder mehr E n ergie m it N u tz e n abgeben oder v e n v e r te n kann, a is die G asm enge bei g iin stig ste r A us- nutzung en th a lt, mufi das G as b ew ertet w erden, und zw a r a u f Grund des zu erzielen d en P r e ise s fiir den Strom , fur die D ru ck lu ft oder das Gas selbst, sofern es im U rzu sta n d e y erk a u ft w ird.
immer aber im W etth ew erb m it anderen K raft- quellen. E s is t daher au gen sch ein lich , dafi a u f
w o ein T e il der E n erg ie durch S toch en von K esseln e r z e u g t w erden mufi, is t eine ein geh en d e P riifu n g am P la tz e , und diese w ird in v ie le n F a llen zum D am pfbetrieb fiihren, w o die Mode, anders kann man es haufig nicht nennen, oder eine iiber- trieb en e W e r ts c h a tz u n g des G asm aschm enbetriebes zu Gasm aschinen g efiih rt hat. Ich em pfehle die F r a g e der so r g fa ltig ste n P ru fu n g a u f Grund der j e t z t y o rlieg en d en E rfahrungen und m it R iick sich t au f die E rru n gen sch aften und F o r t- sch ritte im Turbinen- und T u rbogeblasebau.
K o l b e n k o m p r e s s o r e n . Seitdem auch au f diesem G ebiete w issen sch a ftlich e E rk en n tn is Uber die ein zeln en U m stande, die den W irk u n g sg ra d bei K om pressoren beeinflussen, den K o n stru k teu r le ite t , h a t man besonders bei grofieren M aschinen a lle O rgane der L u ftzy lin d er um gebaut. D as A n sau gen m oglich st kiihler L u ft und ein e bis ins K lein ste d u rchgebildete, u nter U m standen eine K om plikationen n ich t scheuende A nordnung der K iihlung findet man an allen m odernen erst-
1740 Stahl und E isen. Ueber T urbogebldse. 28. Jahrg. Nr. 48.
k la ssig en M aschinen. D ie D reh - sch ieb er sind von dem neueren M aschinenbau fa st g a n z auf- geg eb en . A uch bei so r g fiiltig - ste r H e r ste llu n g , beim g en a u e- sten E in sch leifen is t der S ch ie
ber n ich t bei a llen T em p era
tu ren , denen er im B e tr ie b e a u s g e s e tz t i s t , dich t zu be- kom m en. V e n tile a llein oder V e n tile in V erbindung m it g e- steu erten K olbenscliiebern sind an m odernen K om pressoren zu finden. DaB n atiirlich aucli m it V en tilen oder K olbenschie- bern n ich t ohne w e ite r e s ein g u te r K oinpressor g eb a u t w ird, is t k lar.
H ohe U m drehungszalilen lia- ben sich auch h ier eingebiir- g e r t, so daB der d irek te A n trieb durch E lek tro m o to ren m oglich w urde. A bbild. 8 z e ig t einen K om pressor von der Ma
sch in en fab rik H o h e n z o l l e r n mi t V en tilen n ach A bbildung 9 a u sg e s ta tte t. A bbild. 10 s t e llt einen fahrbaren K om pressor fur u n ter T a g e m it V en tilen nach A bbildung 11 dar, von M e y e r in M ulheim -Ituhr.
W e lc h e W ic h tig k e it und B e deu tu n g d ich te S teu ero rg a n e, sei es nun S ch ieb er oder V en til, haben, is t aus dem friih er ge- sa g te n ohne w e ite r e s einleuch- tend. E r s tk la ssig e F ab rik en auf diesem G eb iete, w ie z . B . P o k o r n y & W i t t e k i n d , schufen daher beson d ere V ersuchsein- rich tu n gen zu r P riifu n g dieser O rgane (A bbildung 1 2 ). D ie E in rich tu n g lin k s dien t dazu, V e n tile und V e n tilsitz e a u f ihre D ic h th e it zu priifen. D ie Druck- lu ft w ird oberhalb des V entils in das G ehause ein g ela ssen und die in den Y e n tilsitz e n durcli- dringende L u ft kann durch eiu R ohrchen en tw eich en . D ie Luft w ird aber n ich t in s F reie ge- la s se n , sondern in ein e Flasche, in w elch er sie durch eiu Steige- rohr W a ss e r y e r d r a n g t, wel
ch es dann in einem MeBgeftfi g em essen w ird. A u f diese W eise kann m an seh r genau die L u ftm en g e erm itteln , welche ein norm ales Y e n til durch- d rin g t. D a s B ild rech ts stellt
25. N ovem bcr 1908. Ueber T urbogebldse. Stahl und E isen. 1741
Abbildung 21. Hochofengeblase mit Dampf tu rbinenantrieb.
F o r tsc h r itt im K olbenkom pressorenbau h ervorzw in - g en w ird und ich begriifie daher das A uft.reten dieser M aschine im In te r e sse unseres W irtsch a ftsleb en s.
D ie K om pression g e sc h ie h i in den T urbo- geblasen und K om pressoren in alm licher W e is e w ie in Z entrifugalpum pen. In einer m ehr oder minder groB en R eih e von R adern w ird nachein- ander die a n g e sa u g te L u ft a u f den g ew iin sch ten Enddruck v c r d ic h te t. * A bbildung 13 z e ig t den Q uerschnitt ein es solch en R ad es m it geraden Schaufeln, B au art G utehoffnungshutte - B a tea u , A bbildung 14 den L a n g ssch n itt, w ahrend A b
bildung 15 sa m tlich e L au frad er ein es 8 0 0 0 cbm- K om pressors fiir 7 a t D ru ck d a rstellt. D ie Ma
schine a rb eitet m it ein er U m drehungszahl von etw a 4 0 0 0 in der M inutę und w ird d irekt durch eine A bdam pfturbine a n getrieb en . A bbild. 16
* Sieue „Stahl und E ise n u 1908 Nr. 3 S. 73 u. ff.
zah len fiir D rehstrom , d. h. in diesem F a lle fa st im m er an 1 5 0 0 und 3 0 0 0 gebuiulen, — da die L e istu n g groB erer G eblase w ie im v o rlieg en d en F a li bedeutend is t, śo sind auch 3 0 0 0 U m drehungen beinahe au sgesch lossen — dann is t der A ntrieb durch einen D reh strom m otor n ich t so einfach, w ie der durch D am pflurbine, d a die R eg u lieru n g der M aschine durch A en d eiu n g der U m drehungszahl nur in beschranktem Mafie m og
lich is t; a llerd in gs is t in neuerer Z eit die T ouren- regu lieru n g durch Z uschaltung ein es U m form ers, System B row n - B o v e r i, m oglich g em ach t, so n st mufi man m it den S au g- und D ruck sch ieb ern regu lieren . O ft kom m t erleich tern d h in zu , dafi j a bei v ielen G eblasen nur eine g e r in g e r e M a
no v rierfa h ig k eit erford erlich is t.
Ohne jed e S c h w ie r ig k e it is t d a g eg en der A ntrieb durch die D am pfturbine, da le t z te r e
z e ig t das R ad ein es T u rb ok om p ressors, B a u a rt J iig e r , A bbildung 17 das R ad ein es grofien H och ofen geb lilses fiir 1 2 0 0 cbm L u ft, B a u a rt GutehofTnungshutte-R ateau. A bbildung 18 z e ig t das G eblase im S ch n itt und A bbild. 19 und 2 0 in A n sich t und zw a r an getrieb en durch einen E lek tro m o to r. D ie M aschine w urde yon der G utehoffnungshutte g eb a u t und is t fiir die E r w eiteru n g des eigen en H och ofen w erk es bestim m t.
L eid er is t man in dem B au d e r a r tig e r G e
b lase fiir elek trisch en A ntrieb durch den M otor besch ran k t. E inm al is t man an die U m drehungs- die g le ic lie V ersu ch sein rich tu n g fiir einen S teu er-
sch ieb er dar. A uch h ier w ird die durch den Schieber stroin en d e L u ft nach ein er grofien W asserflasch e g e le ite t , v e r d r a n g t in derselb en das W a ss e r durch ein S teig ero h r, und das aus dem S teig ero b r aus- fliefiende W a ss e r w ird g e w o g e n oder gem essen . N a tiirlich is t dam it k ein e G ew ahr g e le is te t fiir die D ic h th e it der O rgane im erw arm ten Zustande des B e tr ie b e s, im m erhin aber is t dam it sicher- lich ein bedeutender F o r tsc h r itt yerbunden. Ich gla u b e annehm en zu konnen, dafi der W e tt- bew erb des T urbokom pressors noch manchen
1742 Stahl nnd E isen. Ueber Turbogebl&se. 28. Jahrg. N r. 48.
je ile g ew iin sch teU in d reliu n g sza h l innerhalb grofier und K om pressoren dar, die im Zusammenhang- G renzen ohne w e ite r e s erlaubt. A bbild. 21 z e ig t h ier ein ig es In te r e sse haben diirften. D e r E n d - ein Geblftse S ystem G u telioffnungshutte-R ateau druck w ird bei K om pressoren m eisten s in d er
fur 1 2 0 0 cbm L u ft, an getrieb en durcli eine M aschine se lb st aufgenom m en durch E n tlastu n g D am pfturbine. A bbildungen 2 2 , 2 3 , 2 4 , 2 5 , 2 6 , der ein zeln en R iid er, u n ter A n b rin gu n g eines 2 7 , 2 8 und 2 9 ste lle n ein e R eih e von G eblasen K am m lagers zur S ic h e r h e it, in anderen Fallen
25. N ovem ber 1908. Ueber Turbogebldse. Stahl and E isen. 1743 durch G egeneinanderarbeiten der ein zeln en A r-
b eitszy lin d er. Man kann auch alinlich w ie bei P um pen die L e istu n g in z w e i H illften zerleg en und g eg en ein a n d er arbeiten la ssen , oder die H illften in einem Z ylin d er m it g etren n ten Saugkanalen und gem einsam en D ruckrohren unterbringen.
E in durch M otor a n g etrieb en es G eblase s t e llt fern er A bbild. 3 0 dar. D a s G eblase is t geb a u t fiir 2 0 0 cbm m inutlich a u f 1,2 a t abs. von K iihnle, K opp & K ausch in F ra n k en th a l. D a s in A bbild. 31 g e z e ig t e G eblase is t v o n C. H. J a g e r g eb a u t fiir ein e L e istu n g von 1 0 0 cbm/M in. a u f 1 ,3 a t abs. b ei 2 9 0 0 U m drehungen.
Ich m ochte Ihnen nun noch die V e r s u c h s - e i n r i c h t u n g erk laren , die w ir in der W e r k s t a tt zu dem a u ssch liefilich en Z w eck der U n ter
suchung y o n T urbinen uud T u rb ogeb lase g e baut haben (A bbildung 3 2 ).
D ie K e sse la n la g e der W e r k z e n tr a le lie fe r t den D am pf, d ieser w ird d irek t zur Turbinę, w enn es sich um ein e Frischdam pfm aschine, oder zum W arm espeicher, w enn es sich um ein e A bdam pf- turbine han d elt, g efiih rt. Im le tz te r e n F a lle tr itt er g e d r o sse lt, a lso iib erh itzt in den Speicher ein, v e r lie r t aber beim D urchstrom en durch das W asser des W arm esp eich ers die U eberh itzu n g, so daB aus dem S p eich er nur n asser W a sser- dampf yon e tw a atm ospharischer Spannung er- halten w erden kann. A u f d iese W e is e w erden die V erh a ltn isse denen der W ir k lic h k e it bei H iitten- und B e r g w e r k sa n la g e n entsprechend g e- macht. E in e O berflachenkondensation schafft hinter der M aschine das erford erlich e Yakuum.
L as K on d en sw asser w ird z w e i B eh altern zu g e- druckt, die d irek t a u f W a g sc h a le n ruhen, so daB ein W ieg en des K on d en sats sta ttfin d et. Um A b- lese- und W ie g e fe h le r nach M oglich k eit zu v er-
ineiden, b esitzen die W a g e n K arten d ru ck ap p arate.
W ahrend der eine K asten v o lla u ft, kann der In h a lt des andern in a ller R uhe g e w o g e n w e r d e n ; die W ie g e k a r te n , m it fortlaufenden N um m ern y e r sehen, g e s ta tte n eine sp atere P riifu n g .
F iir die L u ftm essu n gen is t zu n ach st am y o r deren D e c k e l eines seh r w e ite n und la n g en A n - sau geb eh alters eine D iise e in g e sc h a lte t. In e in ig er E u tfern u n g dahinter sind S tu tzen a n geb rach t fiir die D ruck- und T em peraturm essungen. D er U n ter- druck w ird direk t an ein er W a ssersa u le gem essen , die T em peratur m it P razision sin stru m en ten . A n den S au gb eh alter sch liefit sich das eig en tlich e S augrohr oder der S a u g stu tzen u nter E in sclia l- tu n g ein es Schiebers an, um auch die einstrom ende L u ft d rosseln zu konnen. H in ter dem K om -
p ressor v o r dem D ruckrohr befindet sich zu r H erstellu n g des B etriebsd ru ck es der eig en tlich e D ro sselsch ieb er und daran ein w e ite s A u sstrom - rohr. D ie se s R ohr en th alt m ehrfache Z w isch en - w ande aus geloch tem B lech , dam it der L u ftstrom b eru h igt w ird und W irb elu n gen , w elch e die M es
su n gen beeinflussen konnten, yerm ieden w erden.
Am E nde des A usfluBrohres befindet sich w iederum eine D iise, durch w elch e die L u ft ins F r e ie tr itt.
D ie se g e s ta tte t die M essung der g e lie fe r te n D ru ck lu ftm en ge, indem w ied er die D ruckdifferenz an beiden S eiten der A usstrom m iindung bestim m t w ird, w ahrend die T em peraturen w eite r vorn am A u sg a n g sstu tz e n aus dem K om pressor g e m essen w erden. D as K tihlw asser w ird fiir K om pressor und L agerk iih lu n g ebenfalls der M essung u n terzogen und M enge und T em peraturerhohung fe s tg e le g t . D ie W arm eabgabe an die A uB enluft durch S trahlung konnte bis j e t z t n ich t e r m itte lt w erd en , da dieselbe w eg en des so yollkom m en a u sgeb ild eten W a sserm a n tels n ich t meBbar w ar.
Abbildung 23. Hochofengebliise, System Rateau, in CbasBe.
1744 Stahl und E isen. Ueber TurbogeblSse. 28. Jahrg. Nr. 48.
25. N orem b er 1908. Ueber TurbogeblS.se. Stahl und E isen. 1745
Abbild. 25. Hochofengeblase in Trzynietz fiir 600 cbm i. d. Min. auf 0,5 at.
D ie A ufienw ilnde des K om pressors erreichten kaum eiu e hoh ere T em p eratu r a is die der L u ft im H a - schinenhaus. Man kann daher w oh l die S tralil- u ng v ern a ch li!ssig en , ohne einen grofien F eh ler zu m achen. D ie D iisen sind, w ie friiher g e z e ig t, g efo rm t. D ie K o n sta n tę K is t in den B erech - nungen m it 0 , 9 8 e in g e s e tz t. D er der U n ter
suchung u n te r z o g e n e K om pressor is t fiir 8 0 0 0 cbm L u ft g eb a u t und s o li die L u ft a u f 7 a t abs.
kom prim ieren. E r w ird durch eine A bdam pf- turbine an g etrieb en , die
ihren D am p f yon B e r g - w erksm aschinen erhiilt.
Sie m acht bei vollem D ruck und v o lle r L e i
stu n g 4 0 0 0 Um drehun- gen . W ir haben bis heute drei so lch er K om - pressoren im B au. D ie R esu lta te, die w ir bis j e t z t erreich t haben, sind a is iiufierst giin - stig e zu b ezeichnen.
B eson d ers g iin stig wird das B ild , w enn das G eblase oder der Kom - p ressor m it ein er A b- dampfturbine gek u p p elt ist. Ich darf w o h l yo r- au ssetzen , dafi die A b- dampfturbine a is so lch e allen A n w esen d en be
kannt is t. Ich m ochte nur betonen, dafi sie in erster L in ie und v ie l er-
X L Y in .t8
liohterem M afie ais eine D am pfm aschine b efa h ig t ist, d ieE n ergied esD am p - fes bis a u f das p ra k tisch m oglich e Vakuum au szu n u tzen . W en n man b eriick sich tigt, dafi der- selb eD a m p f von F Srder- m aschinen, Y e n tila to r - m ascliinen u sw . a u f Z ech en a n la g en , so w ie yon W a lzen zu g m a sch i- nen u sw . yon W a lz - w erk s- und H iitten a n la - g en in sehr y ielen F ill- len u n a u sg en u tz t in die L u ft en tw eich t, in A b- dam pfturbinen d a g eg en a u sg en u tzt und die in ihm en th a lten e W iln u e- m enge bis a u f einen sehr k lein en T e il in m echa- n ische E n e r g ie in G e
s ta lt von E le k tr iz itilt oder P r e filu ft um ge- w a n d e lt w erden kann, so erh ellt, dafi in solchem F a lle das T u rb ogeb lase oder der T urbokom pressor a llen anderen M aschinen seh r w e it iib erlegen is t.
R en tab ilitiltsrech n u n gen w erden in solch en F a llen g a n z iiberraschende R e su lta te zu g u n sten der rotieren d en M aschine ergeb en . Ich w ill d iese A n sich t oder B eh au p tu n g an d ieser nich t dazu be
stim m ten S te lle n ich t a u f ih re r e la tiv e oder v o ll- sta n d ig e W a h rh eit priifen, um n ich t vom T h em a zu w e it mich zu en tfernen. J ed en fa lls la ssen
Abbild. 26. Ilochofengeblase, System Parsons, fur 600 cbm i. d. Min. auf 0,5 at, Deckel abgenommen.
2
1746 Stahl und Eisen. Ueber Turbogeblftse. 28. Jahrg. JJr. 48.
die E rfah ru n gen , die h eu te m it A bdam pfturbinen fiir D yn am oan trieb gem a ch t w orden sind, die
selbe ais h och stw ah rsch ein lich r ic h tig erscheinen.
L eid er bin ich h eu te n ich t in der L a g e , Ilm en iiber abschlieB ende eig en e V ersu ch e an T urb ogeb lasen b ericliten zu konnen. D ie zu iiber- w indenden S ch w ierig k eiten la g en n ich t a llein im
B au der M aschinen, sondern auch in der H erstellu n g der V ersu ch sein rich tu n g. In fo lg e n otw en d iger- w e ise v o ra u fzu g eh en d er U n tersu ch u n g und F e st- le g u n g der M eBm ethoden und H e r ste llu n g der n o tig en A p p arate is t der h e u tig e T a g heran- gekom m en, ehe w ir uns v ersa lien . Ich beab- sic h tig e jed o ch , ein u m fassendes Z ahlenm aterial in einem b esonderen A u fsa tz e zu bringen und hoffe S ie bald a lle zu r B e sic h tig u n g der A n la g e oder N aclipriifung der Y ersu ch serg eb n isse bei uns begriiB en zu konnen.
N ach fołgen d g eb e ich aber e in ig e E rg eb n isse w ied er, die ich dem u m fangreiclien V ersu ch s- m aterial entnom m en h a b e , das die E rprobung des einen der oben gen an n ten drei K om pressoren v on 8 0 0 0 cbm L eistu n g ergeben h a t. D e r Kom - p ressor is t in zw isch en dem regelm afiigen B e trieb e iibergeben.*
A bbildung 3 3 z e ig t die E rg eb n isse eines
Y ersu ch es, der an einem seh r heiB en T a g e bei der k on stan ten T o u ren za h l von 3 6 0 0 Um-
drehungen i n . d e r M inutę gem ach t w orden ist.
D ie V erh a ltn isse bei diesem Y ersu ch w aren sehr u n g iin stig , in sb eson d ers dadurch, daB nur auBerst w e n ig K iih łw ąsser u n ter g erin g em D ruck zur
* Der g e n a n n t e Kompressor l a u f t s e it d re i Ifo- n a t e n a n s ta n d s lo s im n o r m a le n Z e c h e n b e tr ie b e , em z w e ite r g l e i c h e r GroBe i s t v o r y i e r W o c h e n in B e trieb g e k o m m e n .
Abbildung 27. Turbokomprossor fur 8000 cbm i. d. Stunde auf 7 at abs. auf Zeche Concordia in Oberhausen, erbaut von der Gutehoffnungshutte.
25. N oyem bor 1908. Ueber TurbogeblSse. Stahl und EiBen. 1747
Abbildung 29. Gesamtanordnung eines 750 PS-Turbogeblases, erbaut von Brown, Boyeri & Cie.
K iihlung der K om p ressorzylin d er zu r V erfiig u n g stand. A n anderen T a g en je d o c h , w o g e- niigend W a sserd ru ck fiir die K iihlung vorhanden war, is t es m oglicli g ew esen , die L u ft am D ruck- stu tzen bis a u f E in trittstem p era tu r und darunter abzukiihlen.
E s w urden iluB erst s o r g fa ltig die K u h lw asser- mengen gem essen , w e lc h e d ieK iih lm a n teld esH o ch -
und N ied erd ru ck zylin d ers durchstrom ten, ebenso die T em peraturerhohung der a n gesau gten L u ft a u f ihrem W e g e durch den K om p ressor, so w ie die des K iih lw assers in beiden Z ylindern, w ahrend die L uftm engen durch D iisen und W asserm an o- m eter, w ie beschrieben, bestim m t w urden.
D e r Y ersucli erstreck te sich a u f D riick e z w i
schen 2 bis 8 a t, w ob ei die Y olum en sich , w ie Schnitt A —B.
1748 Stahl und Eisen. Ueber Turbogebl3.se. 28. Jahrg. Nr. 48.
die D ru ck volu m en k u rve des D iagram m es z e ig t, ein stellten .
D ie W irk u n g sg ra d e ergaben sich aus dem Y erh iiltn is der zur isotherm en K om pression er-
Abbildung 30. Turbogeblase von Kiihnle, Kopp & Kausch.
ford erlich en A rb eitsm en gen zu den
a u fg ew en d eten , die aus der T em peraturerhohung der L u ft und des K u lilw assers bestim m t w u r
d en , u n ter B e r u ck sich tig u n g des m echanischen W irk u n g sg ra d es.
D ie L in ie des K iih lw asser- yerb rau ch es z e ig t , dafi der K om pressor noch seh r g u t g e a r b e ite t h a t bei aufierst gerin gem W a ssery erb ra u ch . N ich t gem essen w urde das W a ss e r fiir d ie L a g erk iib lu n g . D iesen Y erbrauch sc h a tz e ich aber nach anderen Y ersu clien a u f etw a 1 ,5 bis 1 ,7 cbm in d er Stunde. D ie T em p eratu r
erhohung d ieses W a ss e r s w ar g a n z auB erordentlich g e r in g , so daB die S ch a tzu n g des m echanischen W ir k u n g s g r a des des K om pressors a u f 9 8 °/o je d e n fa lls b e r e c h tig t is t. Ich b em erk e, dafi bei anderen Y ersu clien sich noch w e se n t
lich hbhere W irk u n g sg ra d e ergeben haben, insbesondere, sobald au sreich en d e K iihl-
w asserm en gen zu r Y erfiig u n g standen. E in e Y er- offentlichung w e ite r e r Y ersu ch serg eb n isse be- lia lte ich mir
M aterials vor.
D a die K enntnis der Y o rg a n g e innerlialb eines solch en T urbokom pressors nur in den K reisen w e n ig e r F a ch leu te bekannt i s t , so glau b e ich, dafi die A bbild. 3 4 v ie le n eine U eberraschung bieten w ird. D ie se A bbildung z e ig t die K u rven
des D ru ck y erla u fs innerlialb des K om pressors bei Enddriicken von 2 bis 8 at ab solu t und bei der k o n sta n t g eh a lten en U m drehungszalil von 3 6 0 0 U m drehungen in der M inutę.
Man e r k e n n t, dafi bis zu 3 a t die K om pression haupt- sUchlich in dem ersten T e il des K o m p resso rs, der schem atisch unter den K urven (Abb. 3 4 ) d a r g e ste llt is t , v o r sich g e h t, und dafi in dem le tz te n T e il k ein e K o m p ressio n , in be- stim m ten F a lie n so g a r ein D ru ck ab fall e in tr itt. E r st bei hoheren D riicken w ird in a llen T eilen des K om pressors eine D r u c k ste ig e r u n g e r z ie lt, und b ei den lioch sten erreicli- ten Enddriicken b rin gt der le t z t e T e il des K om pressors eine grofiere D ru ck steig eru n g a is die ersten T e ile hervor.
D ie W irk u n g des Kom - p ressio n sv erla u fs nach diesen K urven w ird in den W irk u n g sg ra d k u rv en fur dieselben E nddriicke zum A usdruck g ela n g en .
A u f Grund von A ngaben in der L ite r a tu r habe ich fe s tg e s te llt , dafi D am p fk olb en geb liise im D urch- sch n itt 7 k g D am p f f. d .in d . P . S. bei K ondensation
Abbild. 31. Turbogeblase, Bauart Jaeger, fiir 100 ebm i. d. Min. auf 0,3 at.
nach Y era rb eitu n g des ganzen
geb rau ch en , und zw a r bei einem D anipfdruck von 9 a t abs. B e i einem m echanischen W irkungsgrad yon 0 ,8 5 °/o erg ib t sich ein D am pfyerbrauch f. d.ind.
L u ftp ferd yon 8 ,4 k g . D a s W a rm eg efa lle adiabatisch y o n 8 k g abs. bis 0 ,1 V akuum is t 1 6 8 K ai., also w iirde fiir ein L u ftp ferd eine W arm em enge von 8 , 4 . 1 6 8 K ai. au fgew an d t und der W i r k u n g s g r a d
< 5 -3()00-100 _ o^o b etra g en . N ach den 8 , 4 - 4 2 5 . 168
25. N ovem ber 1908. Ueber Turbogebl8.se. Stahl und E isen. 1749
1750 Stahl und E isen. Ueber Turbogebldse. 28. Jahrg. Nr. 48.
B ericliten von J u l i u s F i i r s t e n a u * lia t man bei einem P a rso n sg eb liise (A bbildung 2 2 ) 7 , 4 5 k g D am p f fiir ein L uftp ferd und 6 ,4 5 k g fiir
ein Turbinenpferd erreich t. E s b ereclm et sich dann bei 8 ,4 1 a t abs. D am pfdruck und 0 ,0 4 5 K on- densatorspannung eiu W irk u n g sg ra d von 4 9 o/o.
E in e v erg le ich en d e Z usam m enstellung m it zw ei vorliandenen K olb en geb lasen fiihrte zu dem E e s u lt a t , dafi fur 1 0 0 cbm L u ft in den K olb en geb lasen 1 6 ,4 5 -4 - 1 8 ,1 k g D am p f und im T urbo
g eb la se 1 5 ,4 5 k g au fzuw enden w aren.
E in g eh en d e U ntersu ch u n gen ein es Ge- b la ses in M a rcin e lle, von B ro w n , B o v e r i er b a u t, haben R e su lta te er- g e b e n , die in A bbildung 35 g r a phisch w ied erg eg eb en sind. D ie D a r ste llu n g is t w o h l ohne w e ite r e s ver- stan d lich . In C hasse, w o ein H och - ofen geb lase von Iia te a u a rb eitet, be- tr a g t der W irk u n g sg r a d des G eblases a llein 6 8 bis 7 2 , 5 °/o, j e nach der B e la stu n g . B e i einem W irk u n g sg ra d der T urbinę v o n 6 5 °/o is t der Ge- sa m tw irk u n gsgrad 4 4 °/o. B e i dem T u rb ogeb lase von C hasse b e tr a g t der W ir k u n g sg r a d d es G eb lases allein
7 2 , 6 °/o (A bbildung 3 6 ).
D ie V ersu ch e an dem T u rb ogeb lase in R o th e E rd e haben nach den B e- ricliten von K . R u m m e l * * einen D am plY erbrauch von etw a 9 ,5 k g f . d.
eff. P . S.-S tu n de und einen G esam tw ir- k u n g s g r a d v o n 3 8 b is 4 2 ,6 °/o g eg eb en .
W ie aus den Z ahlen zu erseh en , lie g e n die W e r te der W irk u n g sg ra d e der K olb en geb lase,
* „Zeitschrift desY ereines deutseher Ingenieure“
1907 Nr. 29 S. 1125.
** „Zeitschrift des Yereines deutseher Ingenieure' 1908 Nr. 47 S. 1845 ff.
in dei' b isher iiblichen W e ise bestim m t, bereits neben, w enn nich t u nter denen d e sK r e iśe lg e b la s e s, so dafi ein W ettb ew erb der le tz te r e n seh r w oh l m oglich is t. W en n man nun bedenkt, dafi d ieL u ftm essu n g en an den K olbenm aschinen au f Grund von Indikatordiagram - men g em ach t w erden, die, w ie a n fan gs g e z e ig t, erheblich zu g iin stig e W e r te ergeb en diirf- ten, w enn man fern er bedenkt, dafi das K o lb en g eb la se p u lsie- rend die L u ftsa u le in der W in d - le itu n g in B e w e g u n g s e t z t, w ah rend das T u rb ogeb lase g leich - m afiige G esch w in d ig k eit u n ter- h a lt, und endlich a b sie h tv o n der P la tz fr a g e , den g e r in g e r e n F u n dam ent- und G ebaudekosten, der E in fa ch h eit und U eb ersich t- lich k eit des B e t r ie b e s , der B etrie b sb ereitseh a ft, so diirfte die B eh au p tu n g nich t an fech t- bar sein , dafi in a llen F a lle n , in denen D am pfantrieb zu nehm en i s t , dem durch eine T urbinę an- getrieb en en IC reiselgeblase der Y o rzu g gebiihrt.
Abbildung 34. Druckverlauf im Kompressor bei versehiedenen Enddrucken.
U eber den P la tz b e d a r f g ib t A bbild. 37 Auf- sc.hlufi. A bbild. 3 8 z e ig t zum Y e r g l e i c h ein K olben
g e b la se und ein T u rb in en geb lase fiir 7 5 0 cbm.
A bbildung 3 9 z e ig t einen Kolbenkom pressor und einen T urbokom pressor von 8 0 0 0 cbm in der Stunde.
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Abbild. 33. Yersuchskurven am Turbokompressor der G u t e h o f f n u n g s h u t t e .
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