Neuere Versuche mit Grubenventilatoren. (Aus der Oesterreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen.)Vgl. 255 280. 256 * 145. 257 490. 258 * 105. 267 * 1. 273 118. 280 * 39. 283 187. Neuere Versuche mit Grubenventilatoren. Von der „Gesellschaft zur Hebung der nationalen Industrie“ in Belgien wurde eine Commission, bestehend aus den Herren Motiva, Desvachez, Isaac und Evrard, mit der Aufgabe betraut, die neueren Ventilatoren mit kleinerem Durchmesser und grösserer Tourenzahl mit den älteren Guibal'schen zu vergleichen, welche die entgegengesetzten Verhältnisse zeigen. Bei der grossen Zahl von Ventilatorconstructionen ist eine richtige Auswahl unter denselben nicht leicht zu treffen und sind daher verlässliche Untersuchungen, welche mehr Licht über den relativen Werth der einzelnen Ausführungen verbreiten, von besonderem Interesse. Im Folgenden soll das Wichtigste aus dem BerichteRevue universelle, 1892 3. Reihe Bd. 20 S. 133. der genannten Commission, welcher auch Mittheilungen über Anlage und Betriebskosten enthält; mitgetheilt werden. Die Versuche erstreckten sich auf je vier verschieden grosse Centrifugalregulatoren von Guibal, Ser, Capell und Rateau und wurden bei normalem Querschnitt des Luftstromes vorgenommen, da Einrichtungen zur Aenderung des Widerstandes gegen die Bewegung der Luft nicht angebracht werden konnten. Doch waren die vier Ventilatoren jeder Gattung bei verschiedenen Gruben aufgestellt; welche der Bewegung der Luft ungleiche Hindernisse entgegensetzten, deren Wirkung somit doch einigermaassen beurtheilt werden kann. Die Abnahme der Depression erfolgte mittels Manometer, von welchem ein Rohr in den Saugkanal geführt war, dessen Mündung jedoch gegen den Luftstrom verschieden gestellt war, daher die Geschwindigkeit der Luft ungleichen Einfluss auf die Manometerhöhen ausübte, welche letztere folglich nicht genau sind und nur einen annähernd richtigen Vergleich zulassen. Zur Messung der Luftmengen wurde der Querschnitt des Kanales durch gespannte Fäden oder durch Latten; welche an der dem Luftstrom zugekehrten Seite wegen Verminderung des Bewegungshindernisses zugeschärft waren, in gleich grosse Quadrate getheilt, in Mitte eines jeden der letzteren mittels des Biram'schen Anemometers die Geschwindigkeit erhoben und aus deren Mittelwerth die Luftmenge bestimmt. Die Dampfspannung wurde mit einem Indicator von Richard erhoben und die Diagrammfläche durch ein Amsler'sches Planimeter gemessen. Mit jedem Ventilator führte man drei Versuche durch, davon einen unter den Verhältnissen des gewöhnlichen Betriebes, die beiden anderen bei ungefähr zehn Umgängen in der Minute mehr, bezieh. weniger als der normalen Zahl. Die folgende Tabelle enthält die Ergebnisse beim gewöhnlichen Betrieb, dann Mittelwerthe aus allen drei Versuchen. Bei jedem der letzteren wurde die Depression beobachtet und der Werth berechnet, welchen dieselbe bei 35 m Umfangsgeschwindigkeit annehmen würde; das Mittel h0 dieser Werthe ist in der Tabelle für jeden Ventilator angegeben. Das Depressionsvermögen der einzelnen Apparate ist daher der Grösse h0 proportional, wozu des Vergleiches wegen noch bemerkt werden mag, dass die theoretische Depression bei radial auslaufenden Flügeln, dem Gewicht eines Cubikmeters Luft von 1,2 k und für 35 m Umfangsgeschwindigkeit 150 mm Wasser beträgt. Der gleichwertige Querschnitt O der Grube, die von Murgue eingeführte Grösse, ist bekanntlich der Querschnitt einer Oeffnung in dünner Wand, durch welche bei gleicher Depression dieselbe Luftmenge strömt, wie durch die betrachtete Grube. Nach O kann der Widerstand beurtheilt werden, den die Luft bei der Bewegung durch die Grube erleidet; je kleiner O, desto grösser ist dieser Widerstand. Der in der Tabelle angegebene mechanische Wirkungsgrad ist das in Procenten ausgedrückte Verhältniss der reinen Leistung des Ventilators zur indicirten Arbeit der Dampfmaschine. Ventilator Umsetzung Normaler Gang Mittel aus dreiVersuchen Herstellungs-kosten Betriebskosten Nummer von Durchmesser Breite amUmfang durch Riemenaus Verhältniss Umgänge in einerMinute Depression inMillimeter Wasser Luftmenge ineiner Secunde Depression h0 inMillimeter Wasserfür 35 m Umfangs-geschwindigkeit GleichwerthigerQuerschnitt O MechanischerWirkungsgrad des Ventilatorsallein der ganzenAnlage für einen Tag für eine MillionCubikmetere Luft für die Um-setzung für Schmier-material Zusammen m m Zahl mm cbm mm qm Proc. Frs. Frs. Frs. Frs. Frs. Frs.   1 Guibal 12   2,5 – –   56   84 64,12   80,8 2,79 52,5   7765 31000 – 0,78 0,78 0,14   2 „ 12   2,5 – –   60 104 29,00   91,1 1,07 42,4   6400 30000 – 0,80 0,80 0,29   3 „   9   2,1 Baumwolle   1,6   75 102 32,44 100,0 1,21 50,4   6750 30900 0,38 0,69 1,07 0,58   4 „     5,8     1,95 – – 106   90 49,44 104,1 1,96 60,0   4500 28000 – 5,32 5,32 1,23   5 Ser     1,4     0,24 Leder   5,4 391   47 10,34   71,5 0,58 40,5   6000 18000 0,44 0,59 1,03 1,20   6 „     1,6     0,28 „     4,92 345   68 23,82   96,4 1,08 54,6   7500 20500 0,50 0,70 1,20 0,66   7 „   2     0,36 „   5,3 365   60 41,29   51,8 2,11 44,9 12000 32000 0,72 0,79 1,51 0,43   8 „     2,5     0,45 „     3,33 154   35 30,92 110,1 1,98 48,0 10356 35000 1,28 2,00 3,28 1,33   9 Capell       3,75 2 Kameelhaar 4 224 110 42,16   73,7 1,45 63,4   9000 36000 1,02 3,20 4,22 1,10 10 „     2,5   1,8 Kautschuk 4 200   48 17,35   80,3 0,93 60,8   5250 17500 0,80 0,70 1,50 0,96 11 „     3,6   1,6 Kameelhaar     4,44 178   72 21,75   76,4 0,95 48,2   7500 34500 1,02 1,68 2,70 1,40 12 „     3,8   1,7 Hanfseile 5 – – – – – – 11000 40000 – – – – 13 Rateau   2     0,16 Leder   1,8 177   31 23,10 101,0 1,50 47,3 10500 25000 0,55 4,14 4,69 2,15 14 „   2     0,16 „     2,23 264   81 23,60 131,2 1,03 82,7   9500 25000 0,76 2,50 3,26 1,35 15 „     2,8     0,23 „     4,13 186   72 22,00 120,3 1,02 41,2 12000 30000 1,64 1,56 3,20 1,75 16 „     2,8       0,224 „     1,47 150   52 32,21 136,0 1,67 71,8 14500 30000 0,76 2,02 2,78 1,03 Anmerkungen. Beim Ventilator von Capell Nr. 12 dienen zur Umsetzung zehn Seile aus Manillahanf von 50 mm Durchmesser. Die Versuchsresultate wurden auf Wunsch des Besitzers nicht veröffentlicht. – Beim Ventilator von Rateau Nr. 13 war der dritte Versuch unverlässlich und wurde daher das „Mittel“ nur aus den beiden ersten gezogen. Aus den Versuchen ist Folgendes zu schliessen: Die mittlere reducirte Depression h0 ist bei Guibal's Ventilator wenig von O abhängig und wächst bei abnehmendem Durchmesser, wenigstens innerhalb der durch die Tabelle gegebenen Grenzen; der Durchmesser von 5,8 m ist genügend für O = nahe 2 qm, indem sich dabei h0 = 104 mm und die Luftmenge gleich nahe 50 cbm ergibt. Ser's Ventilator erreicht h0 = 110 mm und würde bei kleinerem Werthe von O, etwa von 1,6 statt 2,0 qm, noch etwas mehr erzielen. Beim Ventilator Nr. 7 sinkt h0 bis auf 52 mm, weil derselbe für die zugehörige Grube zu klein ist; nach früheren Versuchen von François ergibt sich bei 2 m Durchmesser der grösste Effect für O = 1,2 qm. Die Ser'schen Apparate entsprechen, wie alle kleineren, nur für bestimmte Verhältnisse gut; ist O zu gross oder zu klein, so wird deren Leistung beträchtlich geringer. Bei Capell's Ventilator war die grösste reducirte Depression nur h0 = 80,3 mm; es wurden zwar viel höhere wirkliche Depressionen erreicht, doch nur bei einer 35 m bedeutend übersteigenden Umfangsgeschwindigkeit; welche allerdings diese Construction ohne Nachtheil zu vertragen scheint. Was endlich den Ventilator von Rateau betrifft, so ergab Nr. 13 den geringsten Werth h0 = 101, weil der Durchmesser von 2 m für O = 1,5 qm zu klein und erst bei Nr. 14, wo O = 1 qm ist, passend erscheint, indem dort h0 = 131 mm erhalten wurde. Auch bei Nr. 15 ist h0 = 120 mm noch gering, hier aber deshalb, weil der Durchmesser 2,8 m für O = 1,02 qm zu gross ist; bei Nr. 16 genügt dieser Durchmesser für O = 1,67 qm, wobei h0 = 136 mm wird. Letzterer Werth ist der höchste von allen gefundenen, wie überhaupt die Rateau'schen Ventilatoren das grösste Depressionsvermögen zeigen. Nach diesem sind die Apparate, deren Dimension im richtigen Verhältniss zum gleichwerthigen Querschnitt steht, in folgender Reihe zu ordnen: Rateau mit 136, Ser mit 110, Guibal mit 104 und Capell mit 80 mm reducirter Depression. Was die Betriebskosten bei gegebener Leistung betrifft, so hängen diese vorzüglich von dem mechanischen Wirkungsgrade ab, mit welchem der Brennstoffverbrauch im umgekehrten Verhältnisse steht. Die Indicatordiagramme konnten nicht immer verlässlich abgenommen werden; die in der Tabelle angegebenen Wirkungsgrade sind jedenfalls zu hoch und lassen, da sie sich auf Dampfmaschine und Ventilator zusammen beziehen, keinen richtigen Schluss über den letzteren allein ziehen; sie können daher nur zu einem Vergleich dienen, für welchen von jeder Art jene Ventilatoren zu wählen sind, bei denen sich ein annehmbares Verhältniss zwischen Nutzleistung und indicirter Dampfwirkung ergab, die Umfangsgeschwindigkeit nahe gleich 35 m war und die Dimensionen des Flügelrades dem gleichwerthigen Querschnitt angepasst sind. Die Apparate, welche diesen Bedingungen entsprachen, und deren Wirkungsgrade sind folgende: Guibal Nr. 1 52,5 Proc. Ser Nr.   6 54,6 Proc. „ „ 3 50,4 „ Capell „   9 63,4 „ „ „ 4 60,0 „ Rateau „ 14 82,7 „ Die Versuche mit Ser Nr. 6 fanden unter ungünstigeren Verhältnissen statt, als die mit den anderen Ventilatoren. Die sonstigen Betriebskosten für Schmiermaterial und Unterhaltung stellen sich bei langsam gehenden Apparaten ohne Umsetzung geringer, spielen jedoch überhaupt nur eine untergeordnete Rolle. Ein wichtiger Factor ist die Sicherheit des Betriebes, da Unterbrechungen des Ganges besonders bei Gruben mit schlagenden Wettern thunlichst vermieden werden müssen, wenn nicht ein Reserveapparat zur Verfügung steht, der aber die Anlagekosten vermehrt und daher bei weitem nicht überall vorhanden ist. Die wenigsten Störungen kommen entschieden bei grossen, langsam gehenden Apparaten vor; kleine ohne Umsetzung und mit grösserer Tourenzahl der Dampfmaschine, wie Nr. 4 der Tabelle, sind weniger sicher, denn wenn auch anderweitig viel rascher arbeitende Maschinen in Verwendung stehen, erfordern solche doch eine sorgfältigere, besonders in der Grube oft nicht zu erreichende Ueberwachung. Bei den Ventilatoren von Ser, Capell und Rateau, welche 180 bis 330 Umgänge verrichten, lässt sich dagegen die Geschwindigkeit der Maschine durch Anwendung einer Umsetzung beliebig reduciren. Diese kann aus Riemen von reichlich bemessenem Querschnitt, die über richtig gestellte Scheiben laufen, sehr sicher hergestellt werden, und das Flügelrad gibt als steif construirtes und einfach rotirendes System zu keinen Störungen Anlass, ausser dass bei schnellem Gange die Zapfen eher warm laufen, welcher Uebelstand indessen bekanntlich durch grosse Länge der Lagerschalen und besondere Schmiervorrichtungen zu vermeiden ist. Beim Ventilator von Rateau befinden sich beide Lager ausserhalb des Saugraumes und sind daher leicht zu beaufsichtigen, dafür muss das Rad am freien Ende seiner Welle angebracht werden. Die Anlagekosten wachsen innerhalb jeder Gruppe mit dem Durchmesser, können aber zur erhaltenen Depression und Luftmenge nicht wohl in Beziehung gebracht werden, weil die versuchsmässig ermittelte Leistung der einzelnen Ventilatoren zur grössten von denselben erreichbaren in ungleichem Verhältnisse steht. Nach dem Gesagten empfehlen sich die kleineren Ventilatoren mit Umsetzung, unter welchen der Rateau'sche durch hohen mechanischen und manometrischen Wirkungsgrad ausgezeichnet ist. Die Umsetzung erfordert zwar mehr Raum, ermöglicht aber eine kleine Kolbengeschwindigkeit. Die Tourenzahl kann mehr als bei den grossen Apparaten gesteigert und auch bei gleicher Geschwindigkeit des Motors geändert werden, indem man den Durchmesser einer der Riemenscheiben veränderlich macht; das Flügelrad ist viel kleiner, kann rascher aufgestellt und abgetragen werden und zeigt ruhigeren Gang ohne Geräusch; während die grossen Apparate nachtheilige Vibrationen erleiden. Zum Schlusse soll wiederholt aufmerksam gemacht werden, dass die Dimensionen des Ventilators, wenn er eine gute Leistung entwickeln soll, denen der Grube angepasst sein müssen; im Uebrigen ist, wie anderwärts schon mehrfach betont wurde, die gute Ventilation weit mehr von der Weite der Schächte und Stollen, sowie der Anordnung der Arbeiten in der Grube abhängig, als von dem verwendeten Ventilationsapparate.