15.
Die Dampfturbinen
Eine neue von der Kolbendampfmaschine durchaus verschiedene
Konstruktion hat sich seit ein paar Jahren ein immer größeres
Anwendungsgebiet verschafft, nämlich die Dampfturbine.
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2 Systeme von de Laval
und von Parsons haben gegenwärtig (1905 !) die größte Verbreitung, während
sich eine Reihe jüngerer Konstruktionen noch in den Anfängen
der Entwicklung befindet. Allen Systemen ist gemeinsam, daß
das Arbeitsvermögen des Dampfes in Turbinenrädern ähnlich
wie bei den hydraulischen Turbinen ausgenutzt wird, und zwar
nachdem der Dampf zuvor in die Form des Arbeitsvermögens der
Bewegung gebracht ist. Es kommt also nicht in erster Linie
die Dampfspannung zur Geltung, sondern die durch die Spannung
erzeugte Dampfgeschwin-digkeit.
Bei der Laval - Dampfturbine geschieht diese Umsetzung des
Dampfdruckes in Geschwindigkeit auf einmal mit Hilfe
besonderer Expansionsdüsen, von denen 4 bis 8, im Kreise
angeordnet, dem Laufrade den Dampf zuführen. (Abb.24)
Die Dampfgeschwindigkeit beträgt 800 bis 1000 m pro Sekunde;
dementsprechend ist auch die Umlaufszahl der Laufradwelle
sehr hoch und beträgt je nach dem Durchmesser des Laufrades
10000 bis 30000 Umdrehungen pro Minute. Das Drehmoment wird
durch ein Zahnradgetriebe auf eine langsamer laufende Welle
übertragen, weil so hohe Umdrehungsgeschwindigkeiten
praktisch nicht zu verwerten sind. Die Kondensation des
Abdampfes kann ebenfalls mit Erfolg angewendet werden; es
brauchen nur die Düsen eine andere Form als beim Auspuff zu
haben; die Regulierung erfolgt durch ein Drosselventil. In
Deutschland werden die de Lavalschen Turbinen von der
Maschinenbauanstalt Humboldt in Kalk für Leistungen bis zu
300 PS angefertigt und besonders zum Antrieb von
Dynamomaschinen, Pumpen und Ventilatoren gebraucht. (Abb.25)
Bei der Parsons - Dampfturbine, die in Deutschland von Brown,
Boveri & Co. in Käferthal bei Mannheim gebaut wird, geht
die Umsetzung des Spannungsgefälles in Geschwindigkeit
stufenweise vor sich, indem der Dampf mehrere Schaufelräder
hintereinander durchströmt und sich dabei allmählich auf
das dem Atmosphärendruck entsprechende Volumen ausdehnt. Die
Laufräder sind im Gegensatz zu der de Laval-Turbine voll
beaufschlagt, der austretende Dampf strömt ins Freie oder in
einen Kondensator.
Die Regulierung erfolgt in sinnreicher Weise durch Einwirkung
des Zentrifugalregulators auf das bei normalem Betriebe auf
und ab pendelnde Einlaßventil, so daß die Öffnungsperioden
verlängert oder verkürzt werden.
Durch die mehrstufige Expansion in den hintereinander
geschalteten Laufrädern hat man eine solche Herabsetzung der
Umlaufszahl erreicht, daß für die meisten Zwecke eine Übersetzung
ins Langsame nicht mehr nötig ist.
Während eine der ersten von Parsons in England gebauten 10
PS -Dampfturbinen noch 18 000 Umdrehungen pro Minute machte,
werden neuerdings 500 PS -Dampfturbinen mit 3000 und 5000 PS
-Maschinen mit 1300 Umdrehungen pro Minute gebaut.
(eine der letzteren Abb.26)
Die Vorzüge der Dampfturbinen, die sie in der kurzen Zeit
ihrer Entwicklung zu erfolgreichen Mitbewerbern der
Kolbendampfmaschinen gemacht haben, bestehen darin, daß während
der ganzen Umdrehung gleiche Drehmomente auf die Welle
wirken, daß keine hin und her gehenden Teile vorhanden sind,
somit die Drehbewegung von selbst gleichförmig und ein
Schwungrad nicht erforderlich ist. Dieser Vorzug kommt
besonders da zur Geltung, wo die beabsichtigte Bewegung
ebenfalls eine gleichförmige Drehbewegung ist, wie bei
elektrischen Maschinen, also die mit Arbeitsverlust
verbundene Umsetzung der hin und her gehenden Bewegung in die
Drehrichtung nicht nötig ist.
Der Dampfverbrauch ist
nicht größer als bei guten Kolbendampfmaschinen. Die hohen
Umlaufgeschwindigkeiten gestatten kleine Abmessungen auch der
angetriebenen Maschine, daher geringes Gewicht und geringen
Raumbedarf. Weil keine hin und her gehenden Massen zu
beschleunigen und zu verzögern sind, ist der Gang ruhig, so
daß man mit billigen Fundamenten auskommen kann.
Das neueste Gebiet, in das die Dampfturbinen einzudringen
bestrebt sind, ist das der Schiffsmaschinen; auch hier sind
die oben erwähnten Vorzüge von hoher Bedeutung.
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