LXXII. Friedmann's Dampfpumpen und Kesselspeisepumpen. Mit Abbildungen auf Tab. VI. Friedmann's Dampfpumpen und Kesselspeisepumpen. Der in Fig. 9 und 10 abgebildete Injector des Ingenieur Friedmann besitzt nach der Patentbeschreibung im bayerischen Industrie- und Gewerbeblatt, 1871 S. 47, die Eigenthümlichkeit daß die Zuleitung des Förderwassers stufenweise geschieht. Friedmann sucht nachzuweisen, daß bei dieser Einrichtung die Verluste durch den Stoß, welche beim Zusammentreffen des Dampfstrahles mit dem Förderwasser entstehen, geringer seyen als bei irgend einer anderen Construction, somit der Nutzeffect seines Injectors ein besserer sey. Die Unhaltbarkeit dieser Ansicht ist durch den Ingenieur Jacob Stocker nachgewiesen worden;Bayerisches Industrie- und Gewerbeblatt, 1871 S. 51. trotzdem aber dürfte der Friedmann'sche Apparat mehrfache Vortheile bieten, namentlich – wie Stocker hervorhebt – insofern, als die Wiederholung der Zuflußcanäle im Verein mit der bei denselben gewählten ovalen Form der Canäle, eine größere Berührungsoberfläche zwischen Dampfstrahl und Wasser bedingt und dadurch die Speisung mit wärmerem Wasser gestatten dürfte.Nach englischen Angaben (Engineer, März 1871, S. 142) ist die Wirkung noch bei 122° F. (50° C.) eine vollständig gute. Fig. 9 stellt den verticalen Querschnitt einer Friedmann'schen Dampfpumpe in 1/3 der natürlichen Größe dar, welche eine Wassermasse von 200 Eimern pro Stunde bis zur Höhe von 36 Fuß bei einer Kesselspannung von 2 1/2 Atmosphären heben soll. A ist das Dampfrohr, wodurch der Dampf vom Kessel zur Pumpe gelangt. Im Verlauf des Dampfrohres muß ein Hahn oder irgend eine andere Vorrichtung angebracht seyn, welche es möglich macht, den Dampf abzusperren, sobald man die Pumpe außer Thätigkeit setzen will. r ist das Mundstück, durch welches der gespannte Kesseldampf ausströmt, um die beabsichtigte Wasserhebung zu bewerkstelligen. Bei der Wahl der Form des Mundstückes r ist auch die Fabrication zu berücksichtigen. Mit der Form desselben müssen auch die Formen der sämmtlichen Zwischenrohrquerschnitte übereinstimmen. Ist das Dampfmundloch r rund, so müssen auch die Querschnitte der Zwischenrohre rund seyn und man wird dieselben durch eine einfache Bohrung erhalten. Ist das Dampfmundloch länglich, wie in Fig. 10, so müssen die Querschnitte der Zwischenrohre gleichfalls länglich seyn und werden, vorausgesetzt daß die Rohre weder zu lang noch zu enge seyen, mittelst der Langlochbohrmaschine hergestellt werden können. Diese sind aber auch die einzigen wirklich praktischen Formen, welche zu empfehlen sind. Für die Pumpe Fig. 9 ist ein rundes Mundloch gewählt, da für eine so kleine Oeffnung, als die Dampfausströmungs-Mündung von Fig. 9, die relative Länge des Umfanges hinreichend groß ist, daß, nach dem Durchgange des Strahles durch das erste Zwischenrohr, wo derselbe aufs Neue mit dem Wasser in Berührung kommt, die Condensirung genügend sey. Für Pumpen welche mehr Wasser emporzuschaffen haben, würde das Mundloch und demgemäß auch die Querschnittsöffnungen der Zwischenrohre länglich seyn. r', r'', r''' sind drei aufeinanderfolgende Zwischenrohre, welche nach den oben angedeuteten Grundsätzen Friedmann's die Arbeit unter sich vertheilen sollen. Um ihre Achsen vollkommen im Centrum zu erhalten, was sehr wichtig ist, bekommen die Rohre an ihrer Außenseite vier Rippen u, wodurch sie in den Körper P der Pumpen eingefügt werden und sich gegenseitig im Mittel und auf entsprechende Distanz festhalten können. R ist das letzte Rohr, welches die letzte Partie der Arbeit zu leisten hat. Das Rohr R schließt sich an das Druckrohr C an, durch welches das Wasser sich in das Reservoir ergießt, das zum Wasseransammeln bestimmt ist. B ist das Saugrohr, welches in das Wasser reicht, das angesaugt werden soll, und an dessen Ende zweckmäßig eine Klappe oder ein Saugventil angebracht wird, obgleich schon das Ventil s die Function eines Saugventiles versieht. v ist ein Deckel, welcher gestattet dieses Ventil s zu untersuchen. Die Pumpe wirkt in folgender Weise. Der Dampf, welcher durch die Mündung des Mundstückes r ausströmt, saugt bei seinem Eintritt in das erste Zwischenrohr r' Wasser an und condensirt sich zum Theil, so daß er beim Austritt aus dem Rohre r' einen aus sehr heißem Wasser bestehenden, stark mit Dampf vermischten Strahl bildet. Dieser Strahl saugt beim Eingang in das Zwischenrohr r'' abermals Wasser an, wird dadurch abermals abgekühlt und vollständiger condensirt und stärker, indem er seinen Durchmesser bis zu jenem von r'' erweitert. In gleicher Weise durchströmt der Strahl alle folgenden Zwischenrohre und nach dem Durchgange durch das letzte Rohr R gelangt das Wasser in das Druckrohr c, um daselbst auf eine, seiner bei der Passage des Rohres R noch vorhandenen lebendigen Kraft entsprechenden Höhe zu steigen. Sämmtliche Zwischenrohre müssen etwas conisch geformt seyn und zwar das erste und zweite, r' und r'', etwas mehr als die anderen, weil sich die Condensirung während des Durchganges durch diese Zwischenrohre rascher bewerkstelligt und also der Strahl seinen Durchmesser während dieses Durchganges rascher vermindert; aber auch die übrigen Zwischenrohre müssen etwas conisch seyn, damit der Strahl bei seinem Uebergang von einem Zwischenrohr in das andere compact sey. Die innere Fläche der Zwischenrohre muß vollkommen glatt seyn, um nicht große Reibungsverluste zu veranlassen; endlich müssen die trompetenförmigen Erweiterungen der Zwischenrohre nach hinten gut gearbeitet seyn, um Contractionsverlusten möglichst vorzubeugen, und derart dimensionirt seyn, daß das Product aus der Multiplication der freien Section zwischen dem Erweiterungsende und dem hinein mündenden Zwischenrohre mit der Geschwindigkeit des Wassers in dem Körper der Pumpe mindestens ein eben so großes Volumen gebe, als das Wasservolumen welches der Strahl bei der Passage des betreffenden Zwischenrohres mit sich fortzunehmen vermag. Es ist endlich gut, das letzte Rohr R aus Metall (Bronze, Messing, Rothguß) zu machen, welches besser als das Gußeisen der Zerstörung durch den Rost widersteht. In Fig. 10 sind in 1/3 der natürlichen Größe die Querschnitte des Dampfmundloches und der Zwischenrohre dargestellt, wie Friedmann dieselben für eine zur Hebung von stündlich 800 Kubikfuß auf die Höhe von 36 Fuß bestimmte Pumpe in Vorschlag bringen würde. Fig. 15 und 16 stellen eine Kesselspeisepumpe nach Friedmann's Construction dar. Die Grundform des Hauptrohres R ist die zweier abgestutzten Kegel, welche mit ihren kleinsten Durchmessern zusammenstoßen, und von welchen der gegen das Zwischenrohr r₁ zu gelegene ganz nahe bei seinem kleinsten Querschnitt von einem Cylinder im rechten Winkel durchbohrt wird, welcher an einem Ende offen, am anderen aber geschlossen ist. An das offene Ende wird der „Saugkopf“ angeschraubt, dessen Zweck ist, das Wasser in den Körper der Pumpe, bevor dieselbe in Gang gesetzt wird, anzusaugen. (Die Abbildungen zeigen, wie unten erwähnt, eine etwas andere Anordnung.) Der Saugkopf besteht aus einem kleinen cylindrischen Rohr, dessen eines Ende offen ist und in dessen anderes Ende ein kleines Blasrohr einmündet, welches durch einen Hahn mit einem Röhrchen correspondirt, welches letztere mit dem stets offenen Ende des Dampfhahnes in Verbindung steht. Am Ende des Rohres R gegen die Seite des Druckloches C ist ein Loch gebohrt, in das ein kleiner Hahn (Sicherheitshahn) befestigt wird. Es ist dieß ein gewöhnlicher kleiner, mit einem von Innen nach Außen sich öffnenden Ventilchen versehener Hahn. Die Handhabe des kleinen Sicherheitshahnes läßt sich mit derjenigen des Saugkopfhahnes kuppeln, so daß sich beide gemeinsam öffnen und schließen. Die Functionirung der Pumpe ist folgende: Zuerst wird der Wasserhahn geöffnet, dann öffnet man den Sicherheitshahn und den Saugkopfhahn; hierdurch wird bewirkt, daß der durch das Röhrchen ankommende Dampf durch den verticalen Cylinder des Saugkopfes strömt, die Luft aus der ganzen Rohrleitung saugt und ein Vacuum erzeugt, wodurch das Wasser in das Innere der Pumpe getrieben wird. Ist einmal das Wasser in die Pumpe gestiegen, was man leicht bemerkt, weil dann das während der Aufsaugung der Luft stattfindende Geräusch aufhört, so wird der Dampfhahn geöffnet und einige Secunden später werden die beiden kleinen zusammengekuppelten Hähne geschlossen, und die Pumpe ist damit im Gang. Der aus dem Dampfmundloch r entweichende Dampf condensirt sich theilweise im Wasser, welchem derselbe im Augenblick seines Austrittes aus dem Mundloche bis zum Eintritt in das Zwischenrohr r₁ begegnet. Die Einmündung des Zwischenrohres ist etwas kleiner, als die darauf folgende Oeffnung des Rohres R, in welches das Zwischenrohr einmündet und von welchem dasselbe um einige Millimeter zurücksteht. Bei der Passirung des im Zwischenrohr gebildeten Gemenges vom Zwischenrohr r₁ in das Endrohr R vollzieht dieses Gemenge den zweiten Theil der erforderlichen Gesammtarbeit, indem es neuerdings Wasser ansaugt. Hierdurch kann auch das Gemenge seine Condensation während des Durchlaufens des ersten Theiles des Druckrohres in gewünschter Weise vollenden und gelangt als Wasserstrahl in den zweiten Conus des Endrohres und durch das Druckrohr hindurch in den Wasserraum des Kessels. Der gegen das Druckrohr gerichtete Theil des Endrohres ist deßhalb ebenfalls conisch, damit während des Ganges der Pumpe aus dem Cylinder kein Wasser seitlich entweiche, da es bekannt ist, daß in einem Rohre, welches in seinem Verlaufe eine nach beiden Seiten successiv zulaufende Verengung enthält und durch welches eine Flüssigkeit mit großer Geschwindigkeit sich bewegt, in nächster Nähe vor der Verengung kein Druck, sondern ein Vacuum vorhanden ist, man also, wenn man nahe vor dieser Verengung eine Oeffnung im Rohre macht, nicht zu fürchten hat, daß die Flüssigkeit des Rohres seitlich entweicht. Das Zwischenrohr bietet nebst dem bisher Gesagten auch den großen Vortheil, daß sich durch dasselbe der Zufluß der für den besten Gang der Pumpe erforderlichen Wassermasse von selbst regelt, indem der Strahl bei seinem Eintritt aus dem Zwischenrohr in das Rohr gerade so viel Wasser aufnimmt, als er benöthigt, nicht mehr und nicht weniger, und so Ursache bietet, daß die Pumpe mit ganz derselben Genauigkeit arbeitet, ob der Kesseldruck 1 oder 8 Atmosphären beträgt. Wenn das Niveau des Speisewasserreservoirs (gleichviel ob Condensator oder Vorwärmer) höher liegt als die Achse der Pumpe, oder sobald die Pumpe derart gestellt werden kann, daß das Dampfmundloch sich tiefer befindet als das Niveau des Speisewassers, so zwar, daß bei geöffnetem Wasserhahn das Wasser von selbst in das Innere der Pumpe gelangen kann – dann bedarf man des Saugkopfes nicht und statt des Sicherheitshahnes bedient man sich alsdann eines ganz gewöhnlichen kleinen Hahnes ohne Ventil, welcher am Ende des Rohres in der Verlängerung des gebohrten Loches angeschraubt wird. Die Pumpe wird alsdann folgenderweise in Thätigkeit gesetzt: Man öffnet zuerst den kleinen Sicherheitshahn, dann den Wasserhahn und zuletzt den Dampfhahn. Einige Secunden später wird der kleine Sicherheitshahn wieder geschlossen und die Pumpe ist in vollem Gang. Die Wirkung des kleinen Sicherheitshahnes ist von großer Wichtigkeit; derselbe gestattet dem nach vorwärts gedrückten Wasser bei der Ingangsetzung der Pumpe allmählich zu dem erforderlichen Grade von Druck zu gelangen, um das Druckventil zu heben, da im Anfang eine Partie Wasser durch das kleine, am Ende des Rohres angebrachte und mit dem kleinen Hahne correspondirende Loch entweichen kann. Es werden dadurch nicht nur die Stöße bei dem Ingangsetzen der Pumpe vermieden, sondern es wird auch auf diese Art eine zu heftige Rückwirkung auf den Dampfstrahl verhindert, weßhalb auch, in Folge des geöffneten Sicherheitshahnes, der Dampf bei der Ingangsetzung der Pumpe niemals zurückschlägt, um in das Speisewasserreservoir zu dringen, anstatt das Wasser in den Kessel zu schaffen. Es tritt bisweilen der Fall ein, daß man Kessel durch zwei Reservoirs zu speisen wünscht, wovon das eine kaltes, das andere warmes Wasser enthält. In diesem Falle befestigt man an die dreieckige Flantsche der Pumpe ein Kreuzrohr, an dessen zwei Enden man zwei Wasserhähne anbringt, wovon der eine durch eine Rohrleitung mit dem Kaltwasserreservoir, der andere mit dem Reservoir für warmes Wasser in Verbindung steht. Man kann dann je nach Belieben den einen oder den anderen Hahn öffnen oder schließen, je nachdem man kalt oder warm speisen will. Dieß ist besonders wichtig, wenn man die Kesselspeisepumpe für ausbrechende Feuersgefahr als augenblicklich wirkende Dampffeuerspritze benutzen will, was man ganz gut thun kann, da diese Pumpe einen großen Ueberdruck hat und einen continuirlichen Wasserstrahl liefert. Bei den Kesselspeisepumpen genügt für die meisten Fälle ein Zwischenrohr, da schon bei diesem die Temperatur des Speisewassers über 60° C. betragen kann und höhere Speisewassertemperaturen in der Praxis wohl nicht vorkommen. Selbstverständlich kann man übrigens statt eines einzigen auch zwei Zwischenrohre anwenden und müßte der Effect hierdurch wachsen, aber die Pumpe wird dann auch bedeutend kostspieliger in der Herstellung. – Fig. 11 stellt eine besonders für Locomotiven geeignete Speisewasserpumpe dar. Es unterscheidet sich diese Modification von der eben beschriebenen Pumpe durch die Anordnung des Cylinders L, der den Conus des Hauptrohres R durchkreuzt. Anstatt daß nämlich an dem offenen Ende dieses Cylinders ein Saugkopf behufs des Wasserablaufes während der Ingangsetzung der Pumpe angebracht wird, ist derselbe mit einer Klappe oder einem Ventil S versehen, welches sich von Innen nach Außen öffnet, sobald die Verschlußstange N gehoben wird, und welches das besagte offene Ende des Cylinders L hermetisch verschließt, sobald die Stange N entweder mittelst einer Schraube oder eines zur Hand des Maschinisten oder Heizers zu diesem Behuf angebrachten Hebels herabgedrückt wird. Die Pumpe ist unterhalb des Wasserniveau's des Tenders oder sonstigen Speisewasserreservoirs anzubringen. Ist die Stange N gehoben, dann functionirt die Pumpe und wird genau wie die vorbeschriebene Pumpe gehandhabt. Man öffnet nämlich wie vorher den kleinen Sicherheitshahn, hierauf den Wasserhahn und dann den Dampfhahn, und schließt dann den Sicherheitshahn wieder. Ebenso wird, um die Pumpe abzustellen, zuerst der Dampfhahn und dann der Wasserhahn abgeschlossen. Wird die Stange N herabgestoßen, so zwar, daß das Ventil S das Ende des Cylinders L, welches zugleich den Ventilsitz des Ventiles bildet, hermetisch schließt, so kann die Pumpe nicht speisen, wohl aber den Vorwärmhahn bei Locomotiven in seiner Function ersetzen. Sobald nämlich das Ventil S geschlossen ist und man den Wasserhahn und hierauf den Dampfhahn öffnet, so schlägt der durch das Dampfmundstück ausströmende Dampf, anstatt vorwärts zu dringen und Wasser mitzuführen, zurück und durch den Wasserhahn und das Saugrohr in den Tender oder das Wasserreservoir und heizt das Wasser in demselben. Die Ventilstange N wie das Ventil S haben daher den einzigen Zweck, die Pumpe auch als Vorwärmhahn verwenden zu können, wo es an besonderen Vorwärmhähnen mangelt.