Neuere Compressoren und Gebläsemaschinen. (Schluss des Berichtes S. 6 d. Bd.) Mit Abbildungen. Neuere Compressoren und Gebläsemaschinen. 2) Gebläsemaschinen. Cylindergebläse. Eine liegende, doppelte Gebläsemaschine der Southwark Foundry and Machine Company in Philadelphia, welche wegen der Verwendung strahlenförmig durchlochter Drehschieber bemerkenswerth ist; beschreibt American Machinist vom 9. August 1894 S. 11. Die Maschine wurde von der genannten Firma im J. 1888 für das neue Bessemerwerk der Cambria Iron Company geliefert und soll selbst mit hohen Umdrehungszahlen zufriedenstellend arbeiten. Die beiden liegenden, durch eine Welle mit um 90° gegenseitig versetzten Kurbeln gekuppelten Dampfmaschinen haben Cylinder von 1219 mm Durchmesser für 1829 mm Kolbenhub. Auf der Kurbelwelle ist ein Schwungrad von 6,705 m Durchmesser und einem Gewicht von 30 t befestigt. Je nach der Geschwindigkeit der Maschine und dem erforderlichen Winddruck lässt sich der Füllungsgrad der Dampfcylinder durch Bewegung eines Gleitstückes in einer Coulisse mittels Handhebel regeln. Wegen des nur massigen Arbeitsdruckes (etwa 5 at) der vorhandenen Dampfkessel musste von der Anordnung einer Verbundmaschine Abstand genommen werden. Die hinter den Dampfcylindern aufgestellten und mit diesen durch kräftige Stangen versteiften Gebläsecylinder haben je 1524 mm Durchmesser und denselben Kolbenhub wie die Dampfcylinder; ihre schädlichen Räume betragen ungefähr 2 Proc. des Cylindervolumens. Die strahlenförmig durchlochten Drehschieber sind in den Deckeln der Gebläsecylinder untergebracht; ihr Bewegungsmechanismus ist in Fig. 5 und 6 ersichtlich. Textabbildung Bd. 305, S. 28 Liegende doppelte Gebläsemaschine der Southwark Foundry and Machine Company. Der hinter den Oeffnungen auf der unteren Hälfte des Cylinderdeckels liegende Einlasschieber trägt, wie Fig. 5 erkennen lässt, einen Zahnbogen, in welchen eine Zahnstange eingreift, die auf einer Stange sitzt, welche mittels Schraubenfeder beständig nach links gedrängt wird. Auf die Stange wirkt ferner ein zweiarmiger Rollenhebel, welcher behufs Oeffnens des Drehschiebers von einer Daumenscheibe der Steuer welle entsprechend verschoben wird. Der Auslasschieber liegt vor den Oeffnungen auf der oberen Hälfte des Cylinderdeckels und wird mittels Stange von dem Kolben eines kleinen Dampfcylinders bewegt, dessen Schieber mittels Stange von einem Differentialkolben bethätigt wird. Letzterer bewegt sich in einem Cylinder, der einerseits durch ein Rohr mit dem Windcylinder, andererseits durch ein Rohr mit dem Windkessel in Verbindung steht. Die Abmessungen der beiden Kolben des Differentialkolbens sind derart gewählt, dass derselbe bei wachsendem Druck im Windcylinder mitsammt dem Dampfschieber kurz vor dem Augenblicke verschoben wird, in welchem der Wind aus dem Cylinder ausgelassen werden soll. Zu dem Zwecke trägt die Schieberstange, wie Fig. 5 und 6 ersichtlich, eine Rolle, welche von einer zweiten Daumenscheibe der Steuerwelle derart bethätigt wird, dass der Auslasschieber die Oeffnungen im Cylinderdeckel wieder verschliesst. Um ungleiche Abnutzungen, denen Drehschieber im Allgemeinen ausgesetzt sind – und die am Umfange grösser sind als am Drehpunkt –, herabzumindern, ist längs des Umfanges derselben, nämlich am Sitze eines jeden Schiebers, eine kleine Randerhöhung so angebracht, dass der Schieber beim Anfange der Bewegung vom Sitze abgehoben und während der Bewegung in einer kleinen Entfernung vom Sitze gehalten wird. Bevor die Drehbewegung beendet ist, wird der Schieber freigegeben und von der Luft im Cylinder bezieh. vom Winde im Druckrohr wieder auf den Sitz gepresst. Nach den bisherigen Erfahrungen mit diesen Schiebern haben sich wahrnehmbare Abnutzungen derselben, wie auch ihrer Sitzflächen nicht gezeigt. Die Schieber öffnen und schliessen sich schnell, und die verhältnissmässig grossen Durchgangsquerschnitte (etwa 1/10 der Windkolbenfläche) gestatten das Ein- bezieh. Ausströmen grosser Luftmengen ohne Reibung und merkbare Erhöhung ihrer Temperatur (vgl. 1893 290 184). Textabbildung Bd. 305, S. 29 Ein- und Auslasschieber zur stehenden, rasch laufenden Gebläsemaschine der Southwark Foundry and Machine Company. Eine neuere, der vorbesprochenen ähnliche Gebläsemaschine der Cambria Iron Company arbeitet nach dem Verbundsystem mit einem Niederdruckcylinder von 1905 mm Durchmesser für 1676 mm Kolbenhub und 80 minutlichen Umdrehungen. Fig. 7 und 8 veranschaulichen die zu einer stehenden, rasch laufenden Gebläsemaschine der Southwark Foundry and Machine Company von 2133 mm Cylinderdurchmesser und 1524 mm Kolbenhub gehörigen Ein- und Auslasschieber, die hier als rechteckige Gitterschieber ausgebildet sind. Der Einlasschieber a an jedem Cylinderende bewegt sich in einer Aussparung des Cylinderdeckels und ist durch eine Stange mit einer Coulisse verbunden, in deren geschweiftem Schlitze die Rolle eines Hebels gleitet. Auf der Welle des letzteren ist noch ein zweiter Hebel befestigt, der mittels Stange von einer Daumenscheibe bethätigt wird. Der Auslasschieber b wird wieder durch den Ueberdruck des Windes im Cylinder, der auf einen Differentialkolben wirkt, geöffnet und mittels Daumenscheibe geschlossen. Flügelventilatoren. Textabbildung Bd. 305, S. 29 Fig. 9.Farcot's Ventilator. Beim Schmelzen von Erzen und Hüttenproducten in sogen. Gebläseschachtöfen macht sich das Bestreben immer mehr bemerkbar, behufs Abkürzung des Schmelzprocesses möglichst kräftig wirkende Gebläse zu verwenden. Neben der Gewinnung eines Rohmetalles besserer Qualität kann in Folge dessen auch das Abstechen der geschmolzenen Massen innerhalb kürzerer Zeitabschnitte erfolgen als bisher. Namentlich in belgischen Hüttenwerken, auch Giessereien mit sehr hohen Cupolöfen, deren Durchmesser verhältnissmässig gering sind, haben kräftig blasende Ventilatoren eine grosse Verbreitung gefunden. Textabbildung Bd. 305, S. 29 Fig. 10.Farcot's Ventilator. Sehr häufig finden sich in Belgien Cupolöfen mit Höhen zwischen Sohle und Gicht von 7 bis 8 in, während ihre Durchmesser nur 0,9, 1,0 oder 1,2 m betragen. Derartigen Oefen wurde früher der Gebläsewind mit einer Spannung von 0,2 bis 0,3 m Wassersäule zugeführt, wohingegen dieselben jetzt zum Theil mit Spannungen von 0,5, 0,6, 0,8, auch 1,0 m Wassersäule arbeiten. Hierbei werden je nach der Grösse des Cupolofens in der Stunde 20, 26 und 30 t Roheisen umgeschmolzen. Die Revue industrielle vom 3. Juni 1893 S. 213 entnommenen Abbildungen (Fig. 9 und 10) veranschaulichen einen für die Stahlwerke zu Angleur von M. E. Farcot fils erbauten blasenden Ventilator. Die hauptsächlichsten Merkmale desselben liegen in der Gestaltung und der Krümmung seiner Schaufeln. An der Saugmündung schliessen die an die Schaufeln gelegten Tangenten einen Winkel von 45° mit dem Halbmesser ein. Die Schaufeln sind nicht, wie gewöhnlich, in entgegengesetztem, sondern in demselben Sinne, in welchem das zweitheilige Schaufelrad seine Drehbewegungen ausführt, gekrümmt. Die Luftmoleküle werden daher bei der Umdrehung des Rades mit erhöhter Geschwindigkeit nach dem Umfange desselben hin bewegt, was unter gleichen Betriebsverhältnissen und Abmessungen, gegenüber einem gewöhnlichen Ventilator, eine Vergrösserung der Centrifugalkraft zur Folge hat. Textabbildung Bd. 305, S. 30 Fig. 11.Rateau's Ventilator. Behufs möglichster Beschleunigung der Luft ist die Schaufelzahl gross, so dass verhältnissmässig enge Kammern entstehen, in denen sich die Luft von der Saugmündung nach dem Umfange hin bewegt. Um Geräusch und Wirbelbildungen zu vermeiden, wird das ganz aus Schmiedeeisen gefertigte, durch eine Zwischenwand in zwei symmetrische Theile zerlegte Schaufelrad, dessen Breite nach dem Umfange hin abnimmt, von einem vollständig cylindrischen Gehäuse umschlossen. Behufs gleichmässiger Vertheilung des Winddruckes zwischen die einzelnen Schaufeln ist der zwischen Laufrad und Gehäuse eingeschlossene ringförmige Raum sehr gering gehalten. Die Druckluft tritt seitwärts aus dem Rade und vollführt eine volle Windung, um durch die beiden rechteckigen Oeffnungen des Gehäuses nach den Druckdüsen zu gelangen. Das Schaufelrad des in den Stahlwerken zu Angleur aufgestellten Ventilators hat einen Durchmesser von 2,50 m, jede Saugmündung einen solchen von 0,625 m. Der Ventilator liefert bei 700 minutlichen Umdrehungen in der Secunde 6 cbm Luft mit einer Spannung von 0,8 m Wassersäule. Hierzu ist eine motorische Arbeit von ungefähr 100 erforderlich. Die Roheisenerzeugung stellt sich auf 25 bis 30 t in der Stunde. Es mag angefügt werden, dass rheinische Stahlwerke schon längst mit Spannungen des Gebläsewindes von 0,6 bis 0,8 m Wassersäule arbeiten. Einen von Vincent Bietrix et Co. in Saint-Etienne für eine Steinkohlengrube bei Lens in Nordfrankreich erbauten Ventilator, System Rateau, welcher direct mit einer liegenden Dampfmaschine gekuppelt ist, beschreibt The Engineer vom 24. Mai 1895 S. 451. Textabbildung Bd. 305, S. 30 Rateau's Ventilator. Wie die Fig. 11 ersichtliche Abbildung eines im Gegensatz zu dem vorstehenden, mittels Riemenübertragung bewegten Ventilators, System Rateau, erkennen lässt, stehen die Schaufeln an ihrem vorderen Rande um einen Winkel von 45° nach vorwärts geneigt. Diese Neigung der Schaufeln erfordert einen guten Vertheiler, damit die lebendige Kraft der mit grosser Geschwindigkeit aus dem Rade tretenden Luft möglichst vollständig in Druck umgewandelt wird. In Fig. 12 und 13 bedeutet A B einen Theil des vorderen Einlaufrandes der Schaufel, welcher in einer rechtwinklig zur Achse x y gerichteten Ebene liegen mag. Die von der Schaufel am Punkte M aufgefangene Luft hat an diesem Punkte eine parallel zur Achse gerichtete absolute Geschwindigkeit M N, wenn das Flügelrad über einer entsprechenden Oeffnung arbeitet. In dem Dreieck M N P ist M N die absolute Geschwindigkeit und N P die Geschwindigkeit der Schaufel in entgegengesetzter Richtung, demnach M P die relative Eintrittsgeschwindigkeit. Soll die Luft ohne Stoss in das Rad eintreten, so muss das letzte Element der Schaufel die Linie M P tangiren, d.h. die Schaufel muss längs des vorderen Randes konoidische Form haben. Die Oberfläche der Schaufel ist ebenfalls konoidisch gehalten, aber durch einen Kreisbogen anstatt durch eine gerade Linie erzeugt. Textabbildung Bd. 305, S. 30 Fig. 14.Rateau's Ventilator. In dem Fig. 14 ersichtlichen Diagramm bezeichnet O K die Achse des Schaufelrades P Q R S; P R ist die äussere Ebene der Auslassöffnung, Q die mittlere Ebene derselben und S die Ebene des Einlasses. Wenn c e ein in einer senkrecht zur Achse gerichteten Ebene liegender Kreisbogen und A B eine auf dem cylindrischen Umfange des Schaufelrades gezogene Curve, so wird die Form der Schaufel durch den Bogen c e in der Weise erzeugt, dass seine Ebene bei der Bewegung stets rechtwinklig zur Achse bleibt, während der Punkt desselben die Curve A B beschreibt, der durch eine gerade Linie e x mit dem Bogen unveränderlich verbundene Punkt x dagegen auf der Achse bleibt. Fig. 14 lässt fünf Stellungen des Bogens c e erkennen. Der erzeugende Kreisbogen c e schneidet den Umfang des Schaufelrades in dem durch die Theorie gegebenen Winkel und ist vollständig bestimmt, sobald dieser Winkel und der Halbmesser bekannt sind. Die auf einer tangential zum Cylinder gerichteten Ebene zu entwickelnde Leitcurve A B ist ein Kreisbogen, dessen Mittelpunkt in der mittleren Ebene Q der Auslassöffnung des Rades liegt und, sobald der Halbmesser gegeben, vollkommen bestimmt ist. Am äussersten Punkte B schliesst seine Tangente mit der Erzeugenden B B einen Winkel von ungefähr 55° ein und bei normalem Betriebe ist die Geschwindigkeit der ohne Stoss in das Rad eintretenden Luft gleich 7/10 der Umfangsgeschwindigkeit. Die Schaufeln sind in der beschriebenen Weise ausgeschnitten und durch Curven begrenzt, welche durch Rotation der im Profil a b c d ersichtlichen Flächen um die Achse entstehen. Das Profil wird aus einem Kreisbogen ab, dem Element einer Erzeugenden b c, einem elliptischen Bogen c d und einem Kreisbogen a d gebildet. Das Element der Erzeugenden b c entspricht dem hinteren, der Kreisbogen a d dem vorderen Rand der Schaufel und die Bogen a b und c d den beiden seitlichen Rändern, von denen der eine an der Nabe befestigt ist, während der andere mit nur geringem Abstand sich an den festen Scheiben vorbei bewegt. Zwischen Ein- und Austritt kommen die verschiedenen Lufttheilchen bei ihrer fortschreitenden Bewegung mit den Schaufeln in Berührung und beschreiben Wurflinien, deren Halbmesser nahezu constant sind. Die Schaufeln werden aus nicht zu hartem Stahl gefertigt, am vorderen Rande, wie bereits bemerkt, abgeschrägt und, da sie nach allen Richtungen gekrümmt sind, zwischen gusseisernen Gesenken gepresst. Der Ventilator besteht aus der in einem Stück gegossenen Scheibe A (Fig. 12 und 13), auf welcher die Schaufeln mittels Winkeleisen angenietet sind. Um Wirbelungen der Luft zu vermeiden, sind die Nietköpfe versenkt. Die Scheibe A entsteht durch die Rotation eines Kreisbogens a b um die Achse des Ventilators. Am vorderen Einlass ist sie konisch, während sie am hinteren Auslassende senkrecht zur Achse gerichtet ist. Der Rand c d der Schaufeln bewegt sich in geringer Entfernung vor den festen Scheiben B B vorbei. Das Profil c d ist so bestimmt, dass die relative Geschwindigkeit der Luft zwischen den Schaufeln immer constant ist oder in geringem Maasse vom Eintritt bis zum Austritt wächst. Das Schaufelrad ist auf dem konischen Ende der Welle aufgekeilt. Zur besseren Einführung der Luft in das Schaufelrad dient ein sogen. Einlaufkegel, der in das kegelförmige Einlaufrohr Q Q ausmündet. Der Vertheiler – ein wichtiger Theil des Ventilators – besteht aus dem Auslauf C D E F, der von zwei schwach konischen gusseisernen Scheiben gebildet wird, welche auf der einen Seite durch den Kreisumfang des Rades, auf der anderen durch eine Platte in Gestalt einer archimedischen Spirale verbunden sind, aus dem Collector oder Sammler G H J J1 K von kreisförmigem oder viereckigem Querschnitt, der in gleichem Maasse wie die Spirale anwächst, und ferner aus einem die Fortsetzung des Collectors bildenden Auslasskanal. Eigenartig ist besonders die Verbindung des flachen spiralförmigen Theiles des Vertheilers mit dem äusseren, von zunehmender Grösse zum Zwecke möglichst vollständiger Umwandlung der lebendigen Kraft der Luft in Druck, bevor dieselbe in den Auslasskanal eintritt, ohne dass ein Zusammenstoss der das Schaufelrad verlassenden mit der schon mit geringerer Geschwindigkeit sich bewegenden Luft stattfindet. Diese Bedingung ist sehr wichtig, weil bekanntlich beim Zusammentreffen und Vermischen von Luftströmen, die sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegen, Energieverluste eintreten, welche dem Quadrate der Geschwindigkeitsdifferenz proportional sind. Fast alle Theile des Ventilators sind aus Gusseisen gefertigt, nur der untere Theil des Diffusers und Collectors sind aus Mauerwerk. Der obere Theil des Sammlers setzt sich aus zwei durch Flanschen mit einander verbundenen Gehäusen zusammen. Die Welle T T läuft in langen Messingschalen zweier auf der gusseisernen Fundamentplatte K aufgeschraubten Bocklager. In Folge der nach rückwärts gebogenen Form des Schaufelrades fällt die senkrechte Schwerpunktsachse desselben in das am nächsten liegende Lager, so dass Durchbiegungen der Welle nicht eintreten können. Das Schmieröl tritt an den Enden der Messinglager aus und sammelt sich in der kastenförmigen Fundamentplatte. An der Rückseite ist das Schaufelrad durch eine Platte g h i j geschlossen. Das Loch p im unteren Theile des Diffusers dient zur Aufnahme von Condensationswasser u.s.w. und die Thür V V gestattet Zugang in das Innere des Diffusers. In England werden die Ventilatoren, System Rateau, deren vorzügliche Wirkungsweise auch von hervorragenden belgischen Bergwerksgesellschaften anerkannt wurde, von Bryan Donkin and Co. angefertigt. Kapselradgebläse. Bei dem Fig. 15 ersichtlichen Kapselradgebläse von F. W. Wolf in Chicago (D. R. P. Nr. 83755) bewirken zwei Kolben e c den Abschluss zwischen den beiden Oeffnungen a b des nicht ganz cylindrischen Gehäuses f bezieh. die Bewegung der Luft in f. Beide Kolben drehen sich um Zapfen w in gleicher Richtung, während der Kolben c noch um seine eigene Achse w durch ein Planetenradgetriebe h i k, von welchem k fest steht, gedreht wird. Textabbildung Bd. 305, S. 31 Fig. 15.Kapselradgebläse von Wolf. Das rotirende Gebläse, System Atkinson, von Owens and Co. in London unterscheidet sich nach The Engineer von den gewöhnlichen Kapselradgebläsen durch die Anordnung flacher, aus Blech gefertigter Flügel und ausgekehlter Naben. Die Blechflügel e e1 (Fig. 16 und 17) werden in die Schlitze der Naben d d1 eingesetzt und die Zwischenräume f f auf jeder Seite durch Blei oder Bleilegirung mittels Verstemmens ausgefüllt. Dabei sind die Schlitze an den Enden der Nabe so eng, dass die Flügel knapp hineinpassen. Wie die Buchstaben g h und die Scalen i erkennen lassen, sind die Naben d d1 derartig ausgekehlt, dass beim Gange der Maschine die äusseren Kanten der Flügel in die Kehlen eingreifen und an deren Flächen entlang gleiten. Durch die leichte Biegsamkeit der Flügel soll jedes Geräusch des Gebläses bei der Arbeit vermieden und in Folge des genauen Eingreifens der beiden Kapselräder der Verlust an Windmenge herabgesetzt werden. Schon bei sehr massigen Umlaufsgeschwindigkeiten soll mit diesem Gebläse ein hoher Winddruck erzielt werden. Die Wellen der Kapselräder sind durch aussen sitzende Stirnräder angetrieben, doch können sie auch durch ein Paar mit dem gemeinschaftlichen Querhaupte verbundene Pleuelstangen und Kurbeln mit gleichförmiger Geschwindigkeit in entgegengesetzten Richtungen umgetrieben werden. Die Luft wird, wie gewöhnlich, von unten bei a angesaugt und in Richtung der Fig. 16 ersichtlichen Pfeile nach dem Druckrohre b befördert. Fg. Textabbildung Bd. 305, S. 32 Rotirendes Gebläse, System Atkinson, von Owens and Co.