Die Hydroleumlokomotive war eine von Arthur Koppel patentierte Feldbahn-Dampflokomotive, die von der Arnold Jung Lokomotivfabrik ab 1903 gebaut wurde.
Konzept Die von Arthur Koppel erfundene Hydroleumlokomotive war für kurze Werksbahnen konzipiert. Sie wurde von der Arnold Jung Lokomotivfabrik gebaut und hatte (im Gegensatz zum normalerweise üblichen Feuerrohrkessel)Erich Klapper: Neuartige leichte Dampflokomotive (Hydroleumlokomotive) für die Industrie. In: Tonindustrie-Zeitung und Keramische Rundschau. Band 30, Teil 1, Nr. 56, 1906, S. 851–858. einen Wasserrohrkessel, zwei oder vier Zylinder und wurde entweder mit Rohöl oder mit Teeröl aus der Gas- oder Kokserzeugung betrieben. Im Gegensatz zu Loks mit Alkohol-, Benzol- oder Benzinmotoren konnte sie ohne Zwischengetriebe rückwärtsfahren. Sie hatte die hohe Anfahrleistung und die Überlastfähigkeit einer Dampflokomotive und war in 15 oder 20 Minuten betriebsbereit, statt der zwei Stunden, die gewöhnliche Dampflokomotiven benötigten. Sie vereinte große Leistung mit kompakten Abmessungen.Locomotive for Small Railroads. In: The Salida Record. Band 27, Nummer 19, 10. September 1909, S. 3 (Wikimedia Commons und coloradohistoricnewspapers.org).
Technische Besonderheiten Der Hydroleum-Dampferzeuger bestand aus einem patentierten Wasserrohrkessel mit hufeisenförmigen Rohren, der nach dem patentierten Hydroleum-Verfahren zur Verbrennung flüssiger Brennstoffe befeuert wurde. Der flüssige Brennstoff, der aus den kostengünstigsten Formen von Kohlenwasserstoffölen wie texanischem Heizöl, Kerosin, Wassergasteer und dergleichen bestand, wurde unter Dampfdruck über eine patentierte Hydroleum-Zuführung in die Brennkammer oder den Feuerraum des Kessels geleitet. An der Vorderseite des Kessels befand sich an der Stelle der üblichen Ofentür eine Öffnung, in die eine Konstruktion aus feuerfestem Material eingesetzt wurde. Die Hydroleum-Zuführung ragte in diese Konstruktion hinein. Wenn Dampf aus dem Kessel in die Zuführung geleitet, der Ölhahn aufgedreht und eine Zündflamme angelegt wurde, setzte die Verbrennung ein, wodurch die Konstruktion aus feuerfestem Material rasch zu glühen begann. Anschließend setzte sich die Verbrennung an dieser glühenden Masse fort, bis der Kessel seinen Betriebsdruck erreichte. Daraufhin wurde der Dampfdruck in der Zuführung durch die Wirkung einer Absperrvorrichtung automatisch so weit verringert, dass der Betriebsdruck des Kessels aufrechterhalten blieb. Eine ausgeklügelte Vorrichtung diente dazu, bei kaltem Kessel den Anfangsdampf für die Zuführung zu erzeugen, sodass die gesamte Feuerungsanlage in sich geschlossen war.
Das Hydroleum-System ließ sich gleichermaßen gut bei Eisenbahnlokomotiven, Straßentraktoren, Motorbooten und stationären Kesseln einsetzen. Insbesondere in Fällen, in denen Kohle teuer oder schwer zu beschaffen war, sollte die Hydroleumlokomotive selbst bei Dauerbetrieb günstigere Betriebskosten verursacht haben als herkömmliche, mit Kohle befeuerte Lokomotiven; und selbst dort, wo Kohle billig war, war der Einsatz von Hydroleum-Lokomotiven für den intermittierenden Betrieb wirtschaftlicher, beispielsweise beim Rangieren auf Güterbahnhöfen und in Fabriken, für Bauunternehmerzwecke, im Bergbau sowie auf Zucker- und Teeplantagen. Während der Stillstandzeiten ließ sich die Ölzufuhr angeblich durch einfaches Drehen eines Hahns auf einen winzigen Strahl reduzieren, der gerade ausreichte, um die Brennkammer heiß zu halten, wobei der volle Betriebsdruck bei Bedarf innerhalb weniger Minuten erreicht wurde.The Building Trades Exhibition (Continued from page 1016) – Arthur Koppel. In: Page’s Engineering Weekly. Band 6, Nr. 36, 19. Mai 1905, S. 1089 ().Eine Hydroleumlokomotive mit 10 PS kostete 6300 Mark, wohingegen eine 6-PS-Benzinlokomotive laut Prospekt 6910 Mark kostete. Sie verbrauchte durchschnittlich 1–1¼ kg Rohöl und 10–12 kg Dampf für die effektive PS-Stunde. Sie konnte auch mit minderwertigem Petroleum betrieben werden, das für 4 Pfennig pro Liter erhältlich war.
Alleinstellungsmerkmale mini|Rauch- und funkenfreie Ölfeuerungslokomotive mini|Bedienelemente auf dem Führerstand der kleinen Bergwerkslok, 1913 Die Hydroleumlokomotive unterschied sich in zwei wesentlichen Aspekten von üblichen Dampflokomotiven: Um an totem, also unwirtschaftlichem Gewicht zu sparen, war die Lokomotive nicht mit dem üblichen Siederohrkessel, sondern mit einem ungewöhnlichen Wasserkessel ausgerüstet. Im Gegensatz zu den bekannten Wasserrohrkesseln schloss der Hydroleum-Kessel jede Kesselsteinbildung aus. Das Undichtwerden der Wasserrohre infolge Temperaturschwankungen beim Anheizen bzw. Abkühlen war ausgeschlossen, weil die Rohre in einem Stück U-förmig gebogen mit beiden Enden in die Vorderwand des Wasserkastens eingesetzt und dann eingewalzt waren. Jede Längenänderung infolge Temperaturschwankungen hatte eine lediglich elastische und folglich unschädliche Formänderung der Rohre zur Folge.mini|Hydroleum-Dampfgenerator der Firma Freibahn Die U-förmigen Kesselrohre wurden auch in den Straßenfahrzeugen der 1905 von Arthur Koppel gegründeten Firma Freibahn GmbH in Seegefeld bei Spandau eingesetzt. Die Dampfmaschine war eine vertikale einfach wirkende Vierzylindermaschine. Die Umsteuerung und der Wechsel des Füllungsgrades geschah nicht wie bei der gewöhnlichen Dampflokomotive durch arbeitsverzehrende Gelenk- oder Kulissensteuerung bzw. Flachschieber, sondern durch eine eigenartig konstruierte Steuerwelle und Kugelventile. Die Teile des Triebwerkes der Dampfmaschine, die durch Reibung Arbeitsverluste erzeugen hätten können, insbesondere der Kurbeltrieb, liefen in einem allseitig geschlossenen Gehäuse in einem Ölbad.
Bei der Hydroleumlokomotive wurden also die meisten Arbeitsverluste vermieden, die insbesondere bei kleinen Dampflokomotiven zu Unwirtschaftlichkeit führten.Tonindustrie-Zeitung und Fachblatt der Zement-, Beton-, Gips-, Kalk- und Kunststeindustrie. Band 29, Teil 1, Nr. 89, 1905 (Wikimedia Commons), S. 1250.Arthur Koppel hatte folgende Innovationen der Hydroleumlokomotive patentrechtlich geschützt: Die durch Zerstäuber vermittelte Ölfeuerung eines Wasserrohrkessels (D.R.P. 177 285). Die ausgeglichene Antriebs - Dampfmaschine der Lokomotive (D.R.P. 162752). Die neuartige Ausbildung des Wasserrohrkessels, die mit der Oelfeuerung im Zusammenhang steht. (D.R.G.M. 223016)
Geschichte Die patentierte Hydroleumlokomotive wurde ab dem 27. April 1905 auf der International Building Trades Exhibition in der Minor Hall neben der Royal Agricultural Hall in Islington im Betrieb vorgeführt, wobei sie einen Zug hin- und herzog und -schob.In der Royal Agricultural Hall präsentierte Arthur Koppel an den Ständen Nr. 22 bis 24 der International Building Trades Exhibition tragbare Schienen, Weichen und Drehscheiben, Stahlkipploren, Stahlziegelwagen, patentierte Sicherheitskupplungen und Rollenlager, Kranbehälter aus Stahl, einen patentierten Betonmischer (ausgestattet mit einem eingebauten Benzinmotor) sowie einen patentierten Wasserenthärter im Betrieb.The Surveyor and Municipal, Supplement. Band 27, 5. Mai 1905, S. 60 (Wikimedia Commons und babel.hathitrust.org – kein freier Zugriff). Sie war eines der Highlights der Ausstellung, obwohl sie in der Nebenhalle auf einer eigens verlegten Gleisanlage in Betrieb genommen wurde.
Bild Inbetriebnahme Antrieb Ort 150px 1903 Dampf Die erste Hydroleumlokomotive, 10 PS, wurde von Arthur Koppel erfunden und patentiert und von der Arnold Jung Lokomotivfabrik als Untertage-Bergbaulokomotive für Südafrika gebaut.Gerard de Graaf und Ad Lafort: Hydroleumlocomotieven. In: Op de Rails, Nr. 9, September 2017. 150px 1904 Dampf Eine Hydroleumlokomotive pendelte auf der Second International Colliery Exhibition in der Royal Agricultural Hall in Islington mit einem Kipplorenzug hin und her.The British Clayworker, Juli 1904 (Wikimedia Commons), S. 123. 150px Um 1905 Dampf Die Hydroleumlokomotive PROGRESS wurde an die Harrogate Corporation geliefert, um den Tunnel für den Aquädukt vom Roundhill-Stausee in die Stadt zu bohren. 150px Um 1905 Dampf Hydroleumlokomotive, 10 PS, zum Betrieb über Tage 150px Um 1905 Dampf Hydroleumlokomotive, 20 PS, mit freigelegtem Triebwerk 120px Dampf Hydroleumlokomotive, 25–30 PS PS, 5½ t DienstgewichtAlfred Gradenwitz: A New Departure in Locomotive Construction. In: Scientific American, Supplement N° 1743, Mai 29, 1909 (Wikimedia Commons), S. 337–338. 150px Um 1905 Dampf Hydroleumlokomotive, 30 PS, zum Betrieb über Tage 150px Um 1905 Dampf Hydroleumlokomotive, 50 PS, zum Betrieb in einem 450 m langen Tunnel und auf dem Werkplatz eines belgischen SteinbruchsDie Welt der Technik, Nr. 16, 15. August 1908 (Wikimedia Commons), S. 300–302. 150px 150px
Das Hydroleum-System zur Verbrennung flüssiger Brennstoffe mini|Hydroleum-Brenner-Anordnung: Feuerbüchse, Verbrennungsraum, Zündflamme, Schwimmer, Brennstoff-Behälter, Dampf-VerbindungZeitschrift des Mitteleuropäischen Motorwagen-Vereins, Heft IV, 1903 (Wikimedia Commons), S. 89.
Die Hydroleum Company wurde um 1901 gegründet. Sie wird im Patent Nr. 484 vom 7. Januar 1902, das an Preston Davies und die Hydroleum Company für ein Verfahren zur Reinigung von Teer erteilt wurde, erwähnt. Preston Davies war wohl einer der Gründer des Unternehmens, da die meisten Patente von ihm angemeldet wurden.Rodney Weaver: Hydroleum Locomotives. Am 30. Januar 1903 meldete er zusammen mit Alexander Roß ein Patent für einen durch vorgebaute, rahmenförmige Erhitzer anzufeuernden Wasserrohrkessel an.Preston Davies, Southfields, Alexander Roß, Fulham, u. The Hydroleum Company Ltd., London: Durch vorgebaute, rahmenförmige Erhitzer anzufeuernder Wasserrohrkessel. Deutscher Reichsanzeiger, 9. Mai 1904 (Wikimedia Commons und UB Mannheim). Das Unternehmen baute selbst keine Lokomotiven, sondern gab diesbezügliche Aufträge an deutsche Firmen weiter.Der Engländer Preston Davies und sein Sohn Frank Preston Davies arbeiteten im November 1906 bei der Firma Freibahn in Seegefeld bei Spandau.J. R. Nisbet: The Freibahn Tractor In: Motor Traction. 17. November 1906 (Wikimedia Commons), S. 498.
Die Firma Muirhead and Co. in Elmers End betrieb im Dezember 1901 stationär ein neues System zur Verbrennung flüssiger Brennstoffe zur Befeuerung des dortigen Werkskessels, das von der Hydroleum Company, Ltd (323, High Holborn), installiert worden war. Die Besonderheit des Systems lag in der Kombination aus der speziellen Bauweise des Brenners (oder der Zuführungseinheit) und der Konstruktion des Feuerraums, in dem der Ölstrahl verbrannt wurde.
Fig. 1 zeigt den Brenner im rechten Teil als Schnittansicht. Sie besteht aus zwei konzentrischen zylindrischen Kammern mit düsenförmigen Enden sowie einer langen, sich verjüngenden Stange, die koaxial zu den Kammern angeordnet ist. Der Stopfen wird mittels eines Handrads an der Rückseite und einer im Inneren der Einheit liegenden Schraube vor- oder zurückbewegt und fungiert so als fein regulierbares Ventil zur Steuerung des Brennstoffflusses. Dampf unter Druck strömt in den von den beiden konzentrischen Zylindern gebildeten Ringraum und tritt als ringförmiger Strahl aus der Düse aus. Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Brenners. Das Öl befand sich in der inneren Kammer; beim Ausströmen um die zentrale Spindel herum bildete es einen ringförmigen Strom (Abb. 2). Auf diese Weise umschloss der Dampf das Öl, während beide aus der Brenner-Düse austraten. Die Form der Düse war so gewählt, dass sich der Durchmesser des Dampfstrahls zunächst vergrößerte und anschließend wieder verengte; dem lag die Theorie zugrunde, dass sich im Inneren des ringförmigen Dampfstrahls ein Unterdruck bildet. Dies verhinderte, dass die Verbrennung bereits zu früh einsetzte.