LVI. Verschiedene Systeme von Ventilatoren und Lüftungs-Maschinen. Aus Armengaud's Génie industriel, Juli 1854, S. 1. Mit Abbildungen auf Tab. IV. Verschiedene Systeme von Ventilatoren und Lüftungs-Maschinen. Allgemeine Betrachtungen über die Ventilatoren. Bekanntlich bestehen die Ventilatoren im Allgemeinen aus mehreren Flügeln oder Schaufeln, die um eine Welle herum befestigt sind, welche, wenn sie in Bewegung gesetzt wird, mittelst ihrer Flügel in der umgebenden Luft mehr oder weniger rasche Strömungen hervorbringt, je nachdem der Ventilator sich mit größerer oder geringerer Geschwindigkeit bewegt. Die gegen die Peripherie stattfindende Wirkung veranlaßt eine Reaction in der Mitte, so daß der Ventilator zu gleicher Zeit eine saugende und eine blasende Maschine wird. Man construirt die Ventilatoren bald ganz offen und nur an den Seiten geschlossen, bald mit einem kreisrunden ganz geschlossenen Mantel umgeben; im letztern Falle dient eine an der Peripherie angebrachte Oeffnung zum Ausströmen der Luft und zwei Oeffnungen in der Mitte der Seitenwände zum Ansaugen derselben. Die erstgenannten Ventilatoren wendet man hauptsächlich zur Reinigung des Getreides an, auch zum Trocknen in mehreren Industriezweigen, ferner zum Ansaugen der Luft, um Bergwerke, Werkstätten u.s.w. zu ventiliren. Die zweite Art von Ventilatoren ist zu denselben Zwecken anwendbar, wird aber hauptsächlich in den Eisenhütten und Gießereien als Gebläse benutzt. Ehe wir verschiedene Systeme von Ventilatoren beschreiben, welche in den Figuren 4 bis 8 dargestellt sind, wollen wir das Ergebniß der zahlreichen Versuche mittheilen, welche Hr. Emil Dollfuß angestellt und in einem ausführlichen Bericht dem Mülhauser Industrie-Verein überreicht hat. Hr. Dollfuß wurde nämlich von dem genannten Verein beauftragt, eine Abhandlung über mit Ventilatoren angestellte Versuche zu begutachten; er fand aber viele und wichtige Lücken in dieser Abhandlung, so daß er die von deren Verf. gezogenen Folgerungen nicht als hinreichend bewiesen erachten konnte. Um die Genauigkeit der in der Abhandlung entwickelten Thatsachen untersuchen zu können und zu positiven Resultaten zu gelangen, construirte er einen Versuchs-Apparat, welcher nach den Umständen abgeändert werden konnte. Dieser Apparat des Hrn. Dollfuß besteht in einer Platte aus Pappe von 5 Millimeter Dicke, und von solcher Breite und Höhe, daß sie in allen Richtungen wenigstens um 5 Centimet. die Dimensionen der größten Ausströmungsöffnungen der Luft übersteigt, welche voraussichtlich bei diesen Versuchen angewendet werden mußten. Diese Papptafel wird vor der Ausströmungsöffnung des Ventilators mittelst zweier dünnen hölzernen Arme aufgehängt, die oben durch eine Querstange vereinigt sind, in welche zwei scharfe Waagenzapfen eingelassen sind; diese Zapfen oder Schneiden ruhen auf Blechtafeln, welche auf der hohen Kante stehen und mit einer Anzahl von Einschnitten versehen sind, um bei allen Versuchen die Entfernung der Tafel von den Rändern der Oeffnung genau reguliren zu können. Indem nun die Luft gegen die Platte stößt, kann dieselbe frei um ihre scharfen Zapfen schwingen. Ein graduirter Hebel oder eine Schnellwaage ist an der Querstange befestigt, welche die beiden Arme der Tafel vereinigt. An diesen Hebel ist ein Gewicht gehängt, so daß, wenn man dasselbe vor oder zurück schiebt, man leicht den Grad des Drucks von der aus dem Ventilator ausströmenden Luft erkennen kann. Das ganze System wird mittelst eines Gegengewichts ausgeglichen, welches an einem Arm hängt, der ebenfalls an der Querstange, jedoch an der entgegengesetzten Seite der Schnellwaage, befestigt ist. Endlich befindet sich unter der Papptafel ein Maaßstab, um die Schwingungen und Neigungen derselben genau beobachten zu können. Diese Neigungen wurden bei allen Versuchen bezüglich des Mittlern beschriebenen Bogens auf demselben Grade erhalten. Sie schwankten in ihren äußersten Gränzen nur bei großen Geschwindigkeiten, was unvermeidlich war und von der starken Impulsion herrührte, welche die Papptafel dabei erhielt; die mittlere Neigung blieb aber, wie bemerkt, stets dieselbe, auch in diesen letzteren Fällen, so daß der für jede Geschwindigkeit beobachtete Effect des Ventilators dennoch der genaue Ausdruck des gesuchten verhältnißmäßigen Werthes ist. Um die Angaben der mit der Schnellwaage versehenen Papptafel zu controliren, oder um letztere in denjenigen Fällen zu ersetzen, wo man sie nicht benutzen konnte – z.B. um die den Ansaugöffnungen zu gebenden Formen zu bestimmen und die Geschwindigkeiten der Luft bei ihrem Eintritt in diese Oeffnungen zu vergleichen – wandte man gläserne, mit Alkohol gefüllte Heber an. Die mittelst dieses Instrumentes beobachteten Depressionen waren, besonders bei großen Geschwindigkeiten, merklich genug, um daraus Folgerungen ziehen zu können, deren Genauigkeit hinreichend verläßlich war. Endlich mußte man bei den Versuchen die Größe der Triebkraft messen, welche für jede Geschwindigkeit, sowie für die verschiedenen Formen und Dimensionen der Flügel oder Schaufeln oder sonstigen Theile der angewandten Ventilatoren erforderlich war. Die Ventilatoren womit man operirte, waren für diese Versuche besonders construirt und hatten eine solche Einrichtung, daß man die Gestalt und die Anzahl der Flügel, ihre Entfernung von dem Mantel, die Dimensionen der Oeffnungen für das Ansaugen und Ausströmen der Luft, die Form des Mantels, die Geschwindigkeit u.s.w. leicht verändern konnte. Mit jedem Ventilator wurde eine besondere Reihe von Versuchen angestellt, und die meisten Versuche noch mehrmals wiederholt. Die bezüglich des Ansaugens und Ausströmens der Luft gemachten Beobachtungen differirten bei diesen Wiederholungen nur wenig. Bei dem dynamometrischen Theil erhielt man begreiflich keine so übereinstimmenden Resultate, weil es in dieser Hinsicht nicht so leicht war, die Apparate bei jeder Wiederholung des Versuchs unter genau gleiche Umstände zu versetzen. Wir begnügen uns die Hauptresultate der zahlreichen Versuche mitzutheilen, welche mit Apparaten von verschiedenen Durchmessern, mit kreisrunden oder excentrischen Mänteln, mit mehr oder weniger Flügeln von verschiedenen Formen und Stellungen etc. angestellt wurden. Die ersten Versuche bezogen sich hauptsächlich auf die Form und Dimensionen, welche man den Ansaugöffnungen zu geben hat. Man begann mit kreisrunden Oeffnungen, die mit der Achse concentrisch waren, und gab ihnen einen beliebigen Durchmesser, z.B. 1/3 des Ventilator-Durchmessers. Dann vergrößerte oder verringerte man diese Oeffnungen nach und nach, bis der größte Effect erzielt war, welchen man mittelst der vor der Ausströmungsöffnung angebrachten Papptafel mit Schnellwaage beobachtete. Deßgleichen wurde die Form dieser Ansaugöffnungen abgeändert. Andere Versuche bezogen sich auf die Form- und Dimensionen der Ausströmungsöffnungen für die Luft. Ueber die Anzahl, die Form und Dimensionen der Flügel, sowie über die Einrichtung des Mantels hat der Verf. mehr als 140 Versuche mit zwei Apparaten angestellt, von denen der eine, dessen Mantel mit der Achse concentrisch war, 0,40 Meter Durchmesser und 0,20 Met. Breite hatte. Seine Ausströmungsöffnung, tangential zur Peripherie gerichtet, war im Lichten 0,21 Meter breit und 0,12 Met. hoch. Die Ansaugöffnungen waren oval und entsprachen dem durch die ersten Versuche bestimmten Maximaleffect. Der andere Ventilator hatte 0,60 Met. im Durchmesser und 0,20 Meter Breite. Der Mantel war concentrisch mit der Achse; die Ausströmungsöffnung, welche tangential zur Peripherie war, hatte 0,18 Met. Höhe. Die Ansaugöffnungen waren ebenfalls oval und entsprachen dem Maximaleffect. Bei den von Hrn. Dollfuß angestellten Versuchen wechselte die Anzahl der Flügel zwischen 4, 6 und 8. Die Formen der Flügel, welche er anwandte, waren nachstehende: Ebenen, welche bis zur Achse gingen. Ebenen, gegen die Achse gerichtet, beim ersten Apparat 0,11 und beim zweiten 0,165 Met. lang. Ebenen, nach vorn geneigt. Ebenen, nach hinten geneigt. Halb-ebene und halb-concave, gegen die Achse gerichtet. Deßgleichen, nach vorn geneigt. Deßgleichen, nach hinten geneigt. Halb-convexe Halb-Ebenen, gegen die Achse gerichtet. Deßgleichen, nach vorn geneigt. Ganz concave. Eckige gegen die Mitte der Breite. Die Mäntel, anstatt stets concentrisch zu seyn, erhielten eine Excentrität, welche von 2 bis 35 Centimetern variirte. Hr. Dollfuß veränderte überdieß die Breite der Flügel und ihre Entfernung vom Mantel; deßgleichen die Form und Anzahl der Ausströmungsöffnungen, welche er bis auf vier brachte. Hr. Dollfuß folgert aus seinen Versuchen, daß bei Ventilatoren mit Mantel, welche als Sauger oder als Gebläse verwendet werden, folgende Bedingungen zu erfüllen sind, um die günstigsten Resultate sowohl hinsichtlich der Leistung, als auch der erforderlichen TriebkraftDiejenigen Einrichtungen, welche die günstigsten Resultate bei einem Ventilator mit Mantel, der als Gebläse benutzt wird, liefern, sind auch die günstigsten, wenn man denselben Apparat zum Saugen benutzt, denn je mehr Luft ein Ventilator auspreßt, desto mehr saugt er auch ein. zu erhalten: 1) Die Ansaugöffnungen in den Seitenwänden der Mäntel müssen eine ovale Form haben und etwas excentrisch zur Achse des Apparats angebracht seyn; der kleine Durchmesser dieser Oeffnungen muß = 5/8 des Ventilator-Durchmessers seyn, der große Durchmesser aber um 1/10 des Halbmessers der Maschine größer seyn als der kleine. 2) Die Ausströmungsöffnungen für die Luft müssen eine viereckige Form und eine tangentiale Richtung zur Peripherie haben. Ihre Breite muß gleich derjenigen des Mantels seyn und ihre Höhe 3/10 vom Durchmesser des Ventilators betragen. 3) Die Anzahl der Arme oder Flügel richtet sich nach dem Durchmesser und nach der Form der Peripherie des Mantels. So sind, wenn letzterer concentrisch mit der Maschinenachse ist, vier Arme bei einem Durchmesser von 0,30 bis 0,50 Meter erforderlich; sechs Arme bei einem Durchmesser von 0,50 bis 0,70 Meter; acht Arme bei einem Durchmesser von 0,70 bis 1,00 Met., und zehn Arme bei einem Durchmesser von 1,00 bis 1,25 Met. etc. Ist hingegen die Peripherie des Mantels excentrisch zur Achse des Apparats, so muß man, sobald diese Excentricität 1/10 des Durchmessers erreicht, die oben angegebene Zahl der Arme oder Flügel um zwei vermehren. 4) Die Länge der Flügel muß gleich der Hälfte des Halbmessers plus 1/10 dieser Hälfte seyn. So macht man sie z.B. 0,11 Meter lang bei einem Durchmesser von 0,165 Met.; 0,40 Met. lang bei einem Durchmesser von 0,60 Meter u.s.f. 5) Die Flügel müssen sich in allen Richtungen soviel als möglich dem Mantel nähern. 6) Die beste Form der Flügel ist die halb-ebene und halb-concave, wobei der ebene Theil gegen die Achse der Maschine gerichtet und der Radius der hohlen Fläche = 1/10 des Halbmessers ist. 7) Die Peripherie des Mantels muß excentrisch zur Achse seyn und diese Excentricität mit der Anzahl der Arme und der Geschwindigkeit der Maschine zunehmen. In runder Zahl ausgedrückt und den meisten in der Praxis vorkommenden Fällen entsprechend, scheint die zweckmäßigste Excentricität diejenige von einem Drittel des Durchmessers zu seyn. 8) Die zweckmäßigste Breite für die Ventilatoren ist = 3/4 des Durchmessers. 9) Der Effect eines Ventilators steigt im Allgemeinen wie das Quadrat seiner Geschwindigkeit; mit dem Durchmesser verglichen, nimmt der Effect wie das Doppelte des Verhältnisses der Quadrate zu. Beschreibung des Dollfuß'schen Ventilators zu Versuchen. Dieser in Fig. 4 im senkrechten Durchschnitt dargestellte Apparat ist der zweite von Hrn. Dollfuß angewendete Versuchs-Ventilator; er hat 0,60 Met. im Durchmesser und ist 0,20 Met. breit. Die Welle a trägt die gußeisernen Arme b, an denen die blechernen, gegen die Achse gerichteten Flügel c mittelst Schraubenbolzen befestigt sind. Die Backen oder Wände d bestehen bei dem Versuchs-Ventilator aus Holz, gewöhnlich aber aus Gußeisen oder Blech, und sind mittelst Schraubenbolzen an den Ständern f befestigt. Es dürfen diese Wangen die Ständer nicht unmittelbar berühren, weil dieß dem Einströmen der Luft hinderlich seyn würde; sie sind in zwei Hälften angefertigt, wovon die eine auf den hölzernen Schwellen, die andere oder obere aber auf die erstere befestigt ist; die obere Hälfte ist leicht abzunehmen, um die Anzahl der Flügel und ihre Stellung verändern zu können. Der runde Theil des Mantels besteht aus Pappe, damit man ihm jede beliebige Form geben kann. Stehbolzen l dienen um diesen runden Theil zwischen den Backen d zu erhalten, und Nägel m, welche man in eine große Anzahl kleiner Löcher im Innern der Backen stecken kann, geben ihm die Krümmung nach dem verlangten Grad der Excentricität. Um die excentrische Form des Mantels ohne Irrthum herstellen zu können, hat man eine große Menge von Kreisen, welche punktirt in Fig. 4 dargestellt sind, gezogen und sie mit Radien durchschnitten; auf den Durchschnittspunkten bohrte man die Löcher für die hölzernen Nägel, welche die Excentricität des gekrümmten Theils von dem Mantel bestimmen. Da die Löcher durch die Bretterwände gehen, so verschließt man diejenigen welche nicht mit Nägeln versehen sind, mit kleinen hölzernen Stöpseln, obgleich dieß, streng genommen, nicht einmal erforderlich ist. Ein Brettchen n bildet die obere Wand der Ausströmungsöffnung; dasselbe ist mit einer Stellschraube versehen, so daß man mittelst der Schraubenmutter o die Höhe dieser Ausströmungsöffnung nach Belieben verändern kann. Die Saugöffnung t hat in unserer Figur die Form und Dimensionen, welche als die vortheilhaftesten erkannt wurden, worüber oben das Erforderliche gesagt wurde. Mittelst der von Hrn. Dollfuß erhaltenen Resultate ist man also im Stande die Verhältnisse und Dimensionen zu bestimmen, welche bei einem Ventilator von gewöhnlicher Construction die vortheilhaftesten sind. Wir wollen jetzt mehrere Ventilatoren, welche für besondere Fälle construirt wurden, näher beschreiben. Ventilator zur Lüftung der Dampfschiffe, von den HHrn. Mazeline in Havre. Dieser Ventilator ist insofern doppeltwirkend, als er zu gleicher Zeit die warme Luft aus der Maschinenkammer ansaugt um sie nach Außen strömen zu lassen, und frische Luft vom Verdeck ansaugt, um sie entweder unter den Kiel oder in eine Doppelwand zu blasen, welche unter den Rauchröhren angebracht ist, die außerhalb des Kessels liegen. Ein solcher Ventilator, welcher insbesondere auf großen Dampfschiffen von wesentlichem Nutzen ist, kann entweder durch eine kleine besondere Dampfmaschine mit directer Wirkung oder durch Triebrollen mit Riemen, die von der Triebwelle der Dampfmaschine bewegt werden, in Betrieb gesetzt werden. Dieser neue Ventilator ist in Fig. 5 und 6 abgebildet; er dient, wie bemerkt, zum Lüften der Schiffe; damit die Gesundheit der Maschinenleute, der Heizer, kurz der ganzen Bemannung auf den Dampfschiffen nicht leidet, ist es bekanntlich erforderlich, daß die verdorbene und die heiße Luft aus der Maschinenkammer und anderen Theilen des Schiffs ausgesogen und durch eingeblasene frische Luft ersetzt wird. Fig. 5 ist ein Aufriß dieses Apparats nebst einem senkrechten Durchschnitt durch die direct wirkende kleine Dampfmaschine. Fig. 6 ist ein Querdurchschnitt durch die Mitte des Ventilators. Man ersieht aus diesen Figuren leicht, daß die Maschine wirklich zwei verschiedene, jedoch an einander liegende Ventilatoren bildet; die Communication der zwei Gehäuse B und B', welche äußerlich bloß eines zu bilden scheinen, wird erstens durch die blecherne Scheibe D, auf welcher die Flügel oder Schaufeln P befestigt sind, unterbrochen, und dann durch den kreisförmigen Scheider D', welcher aus dünnem Gußeisen oder aus Blech besteht und mit der Scheibe D in einer Ebene liegt. In der Mitte der Saugöffnungen O und O', von denen die eine mit der Atmosphäre und die andere mit dem untern Schiffsraum oder der Maschinenkammer in Verbindung steht, sind Leitcurven aus dünnem Blech C angebracht, welche nach Umdrehungs-Paraboloiden gebildet sind und die man an der Scheibe der Flügel befestigt, damit sie sich wie diese drehen. Diese Leitcurven haben den Zweck, wirbelförmige Luftbewegungen zu verhindern und dadurch den Nutzeffect des Apparats zu erhöhen. Die Erfinder bringen auch an der Oeffnung der Gehäuse (Mäntel) B und B' Tubulaturen an, welche aus ähnlichen Curven wie die Leitcurven bestehen und mit denselben einen Ansaugcanal bilden, um die Luft bis zu den Flügeln oder Schaufeln zu führen. Letztere sind überdieß excentrisch gestellt, d.h. so, daß die von ihrem äußersten Rand beschriebene Peripherie nicht concentrisch mit der innern Wand der Mäntel ist. An der äußern Peripherie der beiden Mäntel sind zwei Ausströmungs-Tubulaturen angebracht, welche mittelst Röhren entweder die heiße und verdorbene Luft aus dem Schiffe führen, oder die atmosphärische in dasselbe einzuströmen nöthigen. Was nun die Maschine selbst betrifft, so ist deren Einrichtung aus den Figuren leicht zu erkennen. Die Dampfmaschine muß natürlich eine große Geschwindigkeit haben, da sie die Ventilatorwelle direct bewegt. Das Ende dieser Welle ist auf einer Seite außerhalb des gußeisernen Zapfenlagers S verlängert und bildet daselbst eine kleine Kurbel, welche mit der Welle aus einem Stück geschmiedet ist und über deren Warze die schmiedeiserne Lenkstange E greift, deren anderes Ende mit der Kolbenstange N verbunden ist. Da der Lauf des Dampfkolbens ein sehr kleiner ist, weil der Kurbelhalbmesser nur 50 Millimet. beträgt, so begreift man, daß der Cylinder K, in welchem der Kolben spielt, nur sehr kurz zu seyn braucht, und daß folglich die Anzahl der Kolbenspiele (oder Umdrehungen) in einer gegebenen Zeit sehr groß seyn muß im Vergleich mit derjenigen einer Maschine von gleicher Kraft und drei- bis viermal längerem Kolbenlauf. Decoster's Ventilator mit Schmierbüchsen. Dieser von Hrn. Decoster zu Paris construirte Ventilator unterscheidet sich hauptsächlich durch die Aufhängung seiner Welle, welche es dem Erfinder ermöglichte, die Zapfenreibung bedeutend zu vermindern und folglich dem Ventilator eine sehr schnelle Bewegung mit Verwendung einer nur geringen Triebkraft zu ertheilen. Außerdem zeigt auch die Einrichtung der Flügel eine bemerkenswerthe Eigenthümlichkeit, denn anstatt sich über die ganze Breite des Kastens zu erstrecken, nehmen sie nur die Hälfte derselben ein und sind abwechselnd zur Rechten und Linken der Arme angebracht. Der Apparat ist im Aufriß und Durchschnitt in Fig. 7 und 8 dargestellt. Er besteht aus einem gußeisernen Kasten K, welcher dieselbe Form hat wie derjenige des in Fig. 4 beschriebenen Apparates. Die Saugöffnungen T sind excentrisch, und durch dieselben geht die Welle A mit acht Armen B, an denen die Flügel C befestigt sind. Wie schon bemerkt, sind dieselben abwechselnd auf der rechten und linken Seite der Arme der Welle befestigt, mittelst Rändern, die bei c unter einem rechten Winkel gebogen sind. An dem Kasten K sind zwei Consolen P angegossen, welche die gußeisernen, mit Schmierbüchsen versehenen Zapfenlager Q tragen. Diese Zapfenlager bestehen aus einer Oelbüchse q, an deren oberem Theil ein Futter von Bronze r angebracht ist, durch welches der Zapfen a der Welle geht. Auf diesem Zapfen ist eine Scheibe s befestigt, welche beständig in das Oel taucht und daher den Zapfen durch ihre Rotation mit demselben speist. Druckschrauben t halten die Welle A in der Längenrichtung. Da mittelst dieser Einrichtung die Wellzapfen ununterbrochen geschmiert bleiben, so ist die Bewegung, welche der Ventilator mittelst der Triebrolle U erhält, außerordentlich sanft und veranlaßt nur eine geringe Reibung.Das Original enthält auch die Beschreibung der Fabry'schen Wettermaschine, welche wir bereits im polytechn. Journal Bd. CXXX S. 336 mitgetheilt haben.A. d. Red.