7. Januar 1905.

Die Rückkühlwerke, deren Herstellung heute einen nicht unbedeutenden Zweig der Maschinenindustrie bildet, verdanken ihre fortgeschrittene Entwicklung aus den Urformen des Kühlteiches und des Reisergradierwerkes dem Wachstum der Dampfbetriebe, insbesondre der in Städten liegenden elektrischen Kraftwerke, welche zuerst und am empfindlichsten durch das Fehlen der für die Kondensation erforderlichen Wassermengen zu leiden hatten, oder, falls das Wasser vorhanden war, init dessen Ableitung über fremde Grundstücke und in die nicht für solche Mengen berechneten Straßenabläufe Schwierigkeiten hatten. Sie sahen sich daher gezwungen, das von der Kondensation ablaufende Wasser noch innerhalb ihrer Betriebe wieder abzukühlen und der Kondensation wieder zuzuführen, es im Kreislauf zu verwenden, wodurch Beschaffung und Ableitung größerer Wassermengen gleichzeitig entfielen. Hinsichtlich der Rückkühlung war man auf die Luft angewiesen, und die Raumverhältnisse drängten zu leistungsfähigeren Vorrichtungen, als sie durch die alten Formen gegeben waren. Auf diese Weise entstand eine ganze Reihe von Bauarten der Kühlwerke, mit denen so günstige Erfahrungen gesammelt wurden, daß auch andre Betriebe, in denen bis dahin an Kondensation überhaupt nicht gedacht worden war, wie Hütten und Bergwerke, sich deren Vorteile zunutze machen konnten. So haben die Rückkühlwerke nicht nur auf die Verbreitung und Verbesserung der Kondensationsanlagen eingewirkt, sondern der gesamten Industrie auch einen nicht hoch genug zu veranschlagenden Nutzen dadurch gebracht, daß man heute irgend welche Betriebe an die für sie passendsten Orte verlegen kann, ohne durch Rücksichten auf die Wasserverhältnisse des Baugrundes behindert zu sein.

Die alten Kühlteiche sind fast ganz verschwunden; denn abgesehen von ihrem ungeheuern Raumbedarf 30 bis 40 qm für 100 kg stündlichen Abdampf war infolge mangelhaften oder ungeregelten Umlaufes, besonders aber infolge der die Verdunstung behindernden, oben schwimmenden Oelschicht, ihre Wirkung äußerst geringfügig. An einigen Orten legte man wohl auch Kühlgräben an, die von der Kondensation ausgehend am Grundstück hin- und herliefen und im Brunnen endeten, aus dem man das Wasser zog. Sie waren natürlich nicht besser.

Gradierwerke aus Reisern oder Latten sind von altersher bei Salinen in Gebrauch und kommen auch heute noch für Dampfanlagen in Verwendung, da sie, gegen die vorherrschende Windrichtung aufgestellt, sehr gut wirken; doch ist ihr Platzbedarf immer noch sehr bedeutend, obgleich gegen Kühlteiche wesentlich eingeschränkt, nämlich 2,5 qm und mehr für 100 kg stündlichen Abdampf'); auch machen sie sich durch Verspritzung des Wassers und niedrigen Abzug der Dünste sehr lästig.

Ich

Gegen die Mitte der 80er Jahre des vorigen Jahrhunderts kamen fast gleichzeitig mehrere neue Bauarten von Kühlern zum Vorschein, von denen ich zuerst die von Gebr. Körting eingeführten bekannten Streudüsen erwähne. habe drei solche Anlagen für Kondensationswasser-Rückkühlung mit Düsen von 5 bis 15 mm Dmr. ausgeführt und allerdings bei weit auseinander gezogener Anordnung, wobei etwa 10 qm auf 100 kg stündlichen Abdampf entfielen

sehr gute Wirkung erzielt. Es sind aber hierfür 10 bis 15 m Druck in der Rohrleitung nötig, also der Kraftbedarf nicht unbedeutend; dazu kommt sehr starke Verstreuung des Wassers, namentlich bei Wind. Solche Düsen in Schloten eingebaut scheinen sich indessen nicht bewährt zu haben.

Eine eigentümliche Vorrichtung war der sogenannte Kondensator mit Verdunstungskühlung von Theisen, Fig. 1. Es war dies ein liegender Röhrenkondensator, dessen Wasserraum zwischen den einzelnen Rohrreihen eine Anzahl Blechscheiben eintauchten, welche auf gemeinsamer

in

1) Der Platzbedarf, wie hier angegeben, versteht sich immer brutto, d. h. für die Fundamentfläche.

Fig. 2.

Etagenkühler von Popper.

Am meisten verbreitet sind die sogenannten Kaminkühler und nach ihnen die Kühler mit künstlichem Zug durch Ventilatoren; beide werden entweder mit Wasser berieselt, das von einer getrennt vom Kühler aufgestellten Kondensation kommt, oder, was seltener geschieht, unmittelbar über einem sogenannten Beriesel- oder Verdunstkondensator aufgestellt.

Kühler mit Ventilatorzug werden meist in Eisen ausgeführt, gelegentlich auch in Holz oder Mauerwerk, und namentlich in den Vereinigten Staaten bevorzugt. Die darin eingebauten Rieselvorrichtungen unterscheiden sich nicht wesentlich von denen der Kaminkühler, weshalb ich bei Besprechung der letzteren darauf zurückkommen werde. Diese Art Kühler erfordern die geringste Grundfläche, nämlich 0,25 bis 0,3 qm für 100 kg stündlichen Abdampf bei Ausführung in Eisen und 0,3 bis 0,7 qm bei Ausführung in Holz. Ihre Fehler sind der große Kraftbedarf, verursacht durch bedeutende Förderhöhe für das Kühlwasser und durch den Betrieb des Ventilators (meistens ein Schraubengebläse), Verspritzung von Wasser bei starkem Zuge, Geräusch der Ventilatoren und niedrige, die Umgebung belästigende Abführung der Dunstschwaden.

Die Notwendigkeit, in den meisten Fällen die Dünste in

deutscher. Ingenieure.

nicht Tropfenbildung angestrebt, sondern Flächenwirkung, Fig. 3g; hierbei bleibt es die Hauptsache, die Flächen so anzuordnen, daß sie auch wirklich voll berieselt werden. Am besten geschieht das durch Anordnung von Querlatten auf schrägen Flächen, wodurch sich kleine, stets voll gehaltene Teiche mit Ueberfällen und gutem Oberflächenwechsel ergeben. Bei eisernem Rieseleinbau werden oft und mit Vorteil Siebböden, Fig. 3h, oder senkrecht aufgehängte Drahtnetze angewendet, Fig. 3k. Alles in allem kommt es beim Rieseleinbau darauf an, dem Wasser lange Fallzeit und lebhaften Wechsel der Oberfläche zu gewähren, also im Kühler ein großes Wasservolumen bei großer und wechselnder Oberfläche und reichlichem Platz für die durchstreichende Luft unterzubringen. Raumbedarf und Kosten setzen diesen Bestrebungen eine gewisse Grenze. Die wirkliche, der Luft ausgesetzte Wasseroberfläche in Zahlen anzugeben, ist nicht möglich, ebenso wenig, den Wechsel der Oberfläche zahlenmäßig festzulegen; was die Fallzeit betrifft, so beträgt sie nach meinen Messungen 4 bis 6 sk bei einem Fallweg von meistens 5 bis 6 m. Das in einer Höhe von 4 bis 5 m über dem Fußboden auflaufende Warmwasser wird durch quer über dem Rieseleinbau angeordnete Tröge mit Ablaufröhrchen oder Schlitzen verteilt.

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größerer Höhe abzuführen, und das Bedürfnis, die Betriebskraft einzuschränken, haben zu den Kaminkühlern geführt. Diese werden meistens aus Holz hergestellt, bei einer Höhe von 14 bis 24 m und einem Raumbedarf im Grundriß von 1,2 bis 1,5 qm für 100 kg stündlichen Abdampf. Von den hö.zernen Kaminkühlern gibt es zahlreiche Bauarten, die sich hauptsächlich in ihrer inneren Einrichtung, dem Rieseleinbau, unterscheiden. Fig. 3 stellt unter a bis k einige charakteristische Formen der Berieselvorrichtung dar. Die Form der Latten oder Bretter ist mehr Geschmacksache; wesentliche Unterschiede in der Wirkung oder in den Herstellungskosten scheinen nicht zu bestehen. Bei den meisten dieser Verteilvorrichtungen ist beabsichtigt, das herabfallende Wasser möglichst oft aufzufangen, damit es von neuem zerspritze und hierbei seine Oberfläche wechsle, Fig. 3, a bis f, i. Dies kann mit allen möglichen Profilen bewirkt werden; die Hauptsache ist, daß für die durchstreichende Luft ein genügender Querschnitt freibleibt, und daß die Latten, Bretter, Horden usw. genau wagerecht eingebaut sind, damit das Wasser sie auch gleichmäßig berieselt und nicht an einzelnen Stellen zusammenströmt und andre freiläßt, wobei die Zug- und Kühlwirkung erbeblich beeinträchtigt wird. Die Luft geht hierbei in vielen Fällen dem abwärts strömenden Wasser entgegen, wie die Pfeile in den Abbildungen zeigen; in andern Fällen wird sie seitlich im Querstrom zum Wasser eingeführt. Die erstere Führung ist wegen besserer Ausnutzung der. Kühlluft vorzuziehen. Bei andern Berieselvorrichtungen wird

Je nach der Höhenlage der Kondensation ordnet man

die Kaminkühler als Ober- oder UnterflurKühler an; letztere werden sehr teuer und beanspruchen 2,3 bis 3 qm Grundfläche für 100 kg stündlichen Abdampf. Hölzerne Kaminkühler werden ausnahmslos in rechteckiger Grundform ausgeführt, mit deren Breite man nicht über 7 m geht, da die von außen einströmende Luft, bis sie in das Innere des Kühlers gelangt, den vom Kühler ablaufenden Regen durchqueren muß,

wobei sie sich sättigt

und erwärmt und demnach an Kühlfähigkeit verliert. Dagegen geht man in der Länge bis auf 50 m und darüber.

Die Vorteile der hölzernen Kaminkühler bestehen vor allen Dingen in ihrer Billigkeit und verhältnismäßig geringen Betriebskraft, denen aber nicht zu unterschätzende Nachteile entgegenstehen. Hierzu gehört neben der geringen Widerstandsfähigkeit gegen Stürme, welcher häufig durch Seilverankerung nachgeholfen werden muß, die geringe Dauerhaftigkeit. Es gibt wenig Holzkühler, die nicht nach etwa 8- oder 10jährigem Betriebe bereits baufällig wären. Die Bretterfugen des Gehäuses, ob von Anfang an mit Nut und Feder gearbeitet oder nicht, klaffen bald auseinander, was sich besonders nach sonnigen Ruhetagen oder längeren Betriebspausen zeigt; kalte Luft dringt in das Innere und beeinträchtigt die Kühlwirkung; die Verteiltröge werden mit der Zeit krumm, wodurch das Wasser nur stellenweise, dann aber in um so stärkerem Schwall auf den Rieseleinbau gelangt. Die Spritzlatten des Rieseleinbaues selbst verkrümmen sich, verfaulen und überziehen sich mit einer schlüpfrigen Schicht von Fett, die sie zerstört und nicht etwa, wie häufig behauptet wird, schützt. Das Tränken mit Karbolineum hält diese Zerstörung nur wenig auf. Besonders schädlich ist hölzernen Kühltürmen die im Winter bei Betriebspausen eintretende Vereisung. Schließlich wäre noch zu erwähnen, daß auch manche dieser Kühler, nämlich solche, bei denen die Luft durch seitliche Oeffnungen eintritt, bei Wind durch Wasserverspritzung lästig sind, und daß auch bei solchen

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Betrieben, in denen die Kühler längere Zeit stillstehen, die Feuersgefahr infolge der Gegenwart dieses Holzbaues nicht übersehen werden sollte. Manche Kaminkühler, namentlich sogenannte Unterflurkühler, sind deshalb mit Schloten aus Mauerwerk ausgeführt worden; dann aber erfordern sie ein schweres Fundament und leiden durch Frostschäden.

Alle diese Umstände haben dazu geführt, daß in neuerer Zeit eiserne Kaminkühler aufgestellt worden sind. Sie vereinigen bei allerdings wesentlich höheren Herstellungskosten Wirtschaftlichkeit mit Feuersicherheit, Dauerhaftigkeit und geringem Platzbedarf, welcher etwa 0,4 qm für je 100 kg stündlichen Abdampf beträgt; in der Höhe geht man bis etwa 35 m. Diese Kühler werden allgemein in runder Form ausgeführt, und auch der innere Ausbau ist meistens von Eisen Der eiserne Ausbau unterscheidet sich von dem hölzernen in seiner Wirkung dadurch, daß infolge der besseren Wärmeleitfähigkeit der Metalle der Wärmeaustausch durch Berührung wesentlich gefördert wird. Während beim hölzernen Ausbau der Baustoff an sich am Wärmeaustausch nicht teilnimmt, kühlen sich Metalle durch die durchstreichende Luft ab, und diese Abkühlung wird auf das Wasser übertragen. Beim eisernen Ausbau ist demnach auch der Baustoff wirksam, und selbst diejenigen Flächen, welche nicht vom Wasser berieselt werden, übertragen durch Leitung die Wärme von einem Medium auf das andre.

Auch bei hölzernen Türmen wird etwas Aehnliches mit dem Kühler von Blasberg angestrebt, dessen Einbau aus Horden besteht, die stellenweise mit Steinen belegt sind.

Von den eisernen Kühlern ist eine der ältesten Bauarten diejenige von Henry R. Worthington, und da ich mit deren Einzelheiten besonders vertraut bin und mit diesen Kühlern Versuche angestellt habe, auf die in der Folge bezug genommen werden wird, so will ich diesen Kühler etwas eingehender beschreiben.

Die ersten Ausführungen des Worthington-Kühlturmes fallen in das Jahr 1895 und waren mit Ventilatoren ausgerüstet. Die Füllung bestand damals aus Tonröhren; doch wurden diese wegen der bedeutenden Querschnittsverengung, des großen Eigengewichtes, der Kosten und des Bruches beim Transport bald aufgegeben und durch eiserne Rohre ersetzt. Solche eiserne Rohre werden jedoch nicht in geschlossener Form angewandt, sondern als rechteckige Bleche auf den Bauplatz geschafft, dort gerollt und dann in den Turm in 20 und mehr übereinander gebauten Schichten so eingesetzt, daß sie mit Schlitzen ineinandergreifen, wie Fig. 4 zeigt. Die Bleche sind nur 1/2 mm stark; beim Rollen werden einige Nuten mit eingewalzt, der Versteifung halber und um dem Rieselwasser weitere Gelegenheit zur Ablenkung zu geben. Fig. 4 zeigt eine solche Rohrfüllung von oben nach unten gesehen; die ganze Füllung ruht auf einem Rost von Eisenstäben.

Das Aufschlagwasser wird über diese Füllung mittels eines sich drehenden Rohrsternes verteilt. Ein solcher Wasserverteiler ist in Fig. 5 und 6 dargestellt. Das Warmwasser gelangt durch ein im Mittelpunkt des Turmes nach aufwärts geführtes Rohr in eine Haube, an der je nach Größe des Turmes 6 bis 12 Rohrarme befestigt sind. Jeder Arm ist mit einer Anzahl nach außen enger gestellter Ansatzröhrchen versehen, die behufs leichter Reinigung in Verstopfungsfällen leicht herausgeschlagen und wieder eingesetzt werden können. Tritt Wasser in die Vorrichtung ein, so strömt es durch die Ansatzröhrchen in Hunderten von Strahlen auf die Füllung, wobei der Verteiler, gleich einem Segnerschen Wasserrade, sich in Drehung setzt. Um diese Drehung möglichst zu beschleunigen und auch bei ganz geringer Beaufschlagung

zu sichern, ruht die Haube auf einem Kugelstützlager, dessen unterer Laufring auf einem innen kugelförmig ausgedrehten Ring liegt, der sich auf den ebenfalls kugelförmig abgedrehten Zapfen stützt. Diese Konstruktion rührt von den Deutschen Waffen- und Munitionsfabriken her und gestattet dem Stützlager, selbsttätig diejenige Lage einzunehmen, bei der alle Laufkugeln gleichmäßig belastet werden. Das Lager hat sich vorzüglich bewährt und bedarf nicht der geringsten Beaufsichtigung; es braucht nur etwa alle 11/2 Jahre geschmiert und ausgewaschen zu werden. Um die Gleichmäßigkeit des Druckes im Verteiler und folglich auch dessen Drehung zu sichern, ist jeder Verteiler mit einem Standrohr versehen.

Die ganze Vorrichtung ist möglichst leicht gehalten; außerdem ist, wie aus Fig. 5 ersichtlich, der Hohlzapfen als Differentialzapfen ausgebildet, wodurch ein Flächenunterschied entsteht und ein Teil des Verteilergewichtes durch den aufDie wärts gerichteten Druckunterschied aufgehoben wird. Abdichtung um den Hohlzapfen geschieht lediglich durch lange, sauber aufgepaßte Metallbüchsen.

Mit dieser Vorrichtung wird eine außerordentlich feine und gleichmäßige Beaufschlagung über den ganzen Turmquerschnitt erreicht, wie sie durch Tröge und Ueberlaufrinnen nicht erzielt werden kann. Ein großer Verteiler dieser Bauart ist in Fig. 7 dargestellt, die einem Kühlturm für 15000 kg Stundenabdampf bei dem Elektrizitätswerk in Fig. 5 und 6.

Wasserverteiler.

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wie ich mich überzeugt habe, nicht diese, welche in erster Linie die Kühlwirkung, insbesondre die Verdunstung fördert; denn da sie sich (bei Mischkondensatoren) mit einem Ueberzug von Oel bedeckt, so springt das Wasser von ihr ab. Die Wirkung des Einbaues ist daher vornehmlich in der wiederholten Zerteilung und Versprengung der herabfallenden Tropfen zu suchen.

Wie leicht zu ersehen, findet bei diesem Rieseleinbau reiner Gegenstrom, also die denkbar günstigste Ausnutzung der aufsteigenden Zugluft statt. Ein besondrer Vorteil dieses allerdings nicht billigen Einbaues ist ferner, daß jeder einmal oben aufgefallene Tropfen, obgleich sich immer mehr zerteilend, nicht wesentlich von der senkrechten Richtung abgelenkt werden kann, so daß auch der austretende Regen

Fig. 11.

Kühltürme für 10 000 kg/st Abdampf des Elektrizitätswerkes Stuttgart.

Endlich hat sich gezeigt, daß der Turm bei sehr kaltem Wetter durch Vereisung keinen Schaden leidet; denn sobald man den Betrieb einstellt, läuft das in der Füllung befindliche Wasser innerhalb einer ganz kurzen Zeit ab, wodurch die Zellen fast ganz trocken gelegt werden 1).

Wärmeaustausch in offenen (atmosphärischen) Kühlern.

Dieser Wärmeaustausch geht bekanntlich so vor sich, daß sich das atmosphärische Gemisch am warmen Umlaufwasser erwärmt und mit Feuchtigkeit sättigt, während das Umlaufwasser sich abkühlt, gleichzeitig aber Substanz verliert, die fortlaufend ersetzt werden muß. Der

Fig. 12.

Kühlturm der Telephonzentrale in Budapest.

stets fein und über die ganze Fläche gleichmäßig ist.

In den meisten Fällen werden die Bleche verzinkt; doch hat sich herausgestellt, daß bei Mischkondensatoren auch dies nicht unbedingt nötig ist, indem durch den sich bildenden Oelüberzug die Bleche vollkommen gebrauchsfähig erhalten werden, was bereits durch mehrjährige Erfahrungen bewiesen ist. Der Turmmantel wird innen und außen mit Oelanstrich versehen, der etwa alle drei Jahre erneuert werden muß, und zu dessen bequemer Ausführung jeder Turm mit einem Drehkran und Flaschenzug versehen ist, an dem ein Käfig für den Anstreicher hängt. Der äußere Anstrich kann während des Betriebes vorgenommen werden, der innere natürlich nicht, erfordert aber nur eine kurze Betriebsunterbrechung, im Gegensatz zu Holzkühlern, bei denen eine derartige Arbeit einen mehrwöchigen Stillstand bedingt.