CVII. Ueber das Springen der Dampf-Maschinen. Von Jak. Perkins. Aus dem London Journal of Arts. April 1827. S. 93. Perkin's, uͤber das Springen der Dampf-Maschinen. Man haͤlt es allgemein fuͤr ausgemachte. Thatsache, daß die Waͤrme des Dampfes in Beruͤhrung mit Wasser bei einer gegebenen Elasticitaͤt unwandelbar dieselbe ist; dieß ist aber durchaus nicht der Fall. Dampf kann so erzeugt werden, und wird auch oͤfters so erzeugt, daß er einen sehr hohen Grad von Temperatur besizt, ohne verhaͤltnißmaͤßig an Kraft zugenommen zu haben, so daß es ganz offenbar einleuchtet, daß die Temperatur des Dampfes nicht als Maßstab der Elasticitaͤt desselben dienen kann. Viele Experimentatoren haben in dieser Hinsicht, vorzuͤglich bei hoͤheren Temperaturen, sich sehr getauscht. Wenn irgend ein Theil des Dampfkessels wegen Mangels an Wasser heißer wird, als das in demselben enthaltene Wasser, so wird der Dampf bald zu heiß werden, ohne jedoch eine verhaͤltnißmaͤßig groͤßere Elasticitaͤt dadurch zu erlangen. Bei einigen neueren Versuchen habe ich dem Dampfe eine Hize gegeben, die die hoͤchste Spannung desselben, d.h. einen Druk von 56,000 Pf. auf den Quadrat-Zoll, haͤtte hervorbringen muͤssen, wenn der Dampf Wasser genug gehabt haͤtte; allein der Zeiger zeigte nur einen Druk von weniger als 5 Atmosphaͤren. Nachdem ich mich von dieser Thatsache durch eine Reihe von Versuchen uͤberzeugt hatte, gerieth ich auf die Idee, daß, wenn man in den uͤberhizten Dampf warmes Wasser einsprizte, man augenbliklich hoͤchst elastischen Dampf erhalten wuͤrde, und daß die Elasticitaͤt dieses lezteren von der Temperatur und von der Menge des ersteren, so wie von der Menge Wassers abhaͤngen wuͤrde. Um mich hiervon zu uͤberzeugen, machte ich folgenden Versuch. Ein Dampferzeuger wurde mit Wasser gefuͤllt, und bis auf 500° (F.) gehizt, so daß der Dampf eine Kraft von 50 Atmosphaͤren erhalten mußte. Die Druk-Klappe war aber mit einem Druke von 60 Atmosphaͤren beladen, und das Wasser konnte folglich sich nicht in Dampf ausdehnen. Der Recipient, der weder Wasser noch Dampf enthielt, wurde auf ungefaͤhr 1200 Grade gehizt. Nun wurde etwas Wasser mittelst der Drukpumpe in den Erzeuger getrieben; dieses schlug unter der Drukklappe in den Recipienten eben so viel Wasser durch, welches daselbst augenbliklich in Dampf verwandelt wurde. Da dieser Dampf eine Hanfschnur an der Dampfroͤhre zehn Fuß weit von dem Kessel entzuͤndete, so muß er wenigstens 800° heiß gewesen seyn, und muͤßte hiernach eine Spannung oder einen Druk von 800 Atmosphaͤren besessen haben. Da aber nicht Wasser genug da war, um ihm die gehoͤrige Dichtigkeit zu geben, zeigte der Zeiger bloß einen Druk von ungefaͤhr 5 Atmosphaͤren. Mochte nun der Druk des Dampfes, der durch die Dampfroͤhre fuhr, 5 oder 100 Atmosphaͤren gewesen seyn, die Dampfroͤhre blieb in ihrer vorigen Temperatur, was ich dem Umstande zuschrieb, daß der Dampf mit Waͤrmestoff uͤberladen war. Es wurde nun mit der Pumpe mehr heißes Wasser eingesprizt, und der Zeiger zeigte einen Druk von 50 bis 80 Atmosphaͤren. Der Dampf dehnte sich, da die Drossel-Klappe zum Theile offen war, bald aus, und kam auf den vorigen Druk von ungefaͤhr 5 Atmosphaͤren zuruͤk. Es wurde nun mehrere Mahle wieder Wasser eingesprizt, und der Zeiger schwankte bei jedem Pumpen-Zuge zwischen 5 und 40 und sogar 108 Atmosphaͤren, je nachdem mehr oder weniger Wasser eingesprizt wurde, zum deutlichen Beweise, daß hier bei diesem verminderten Druke viele uͤberfluͤßige Hize und doch wenig Elasticitaͤt vorhanden war. Hier ward es mir nun klar, daß dieß die wahre Ursache der schreklichen Explosionen der Dampfkessel sowohl bei niedrigem als bei hoͤherem Druke veranlassen koͤnnte. Es sind viele Beispiele vorhanden, wo unmittelbar vor diesen schreklichen Berstungen die Maschine sehr matt ging und eine Abnahme an Kraft zeigte. Wir wollen, zur Erlaͤuterung der Theorie dieser ploͤzlichen Berstungen, annehmen, die Zufuͤhrungs-Pumpe sey verstopft; das Wasser wird also unter gewisse Theile des Kessels hinabsinken, die von demselben haͤtten bedekt bleiben sollen, und die Temperatur dieser Theile wird hoͤher steigen, als die des Wassers. Der Dampf, der mit diesen Theilen in Beruͤhrung steht, wird die Hize derselben aufnehmen, und sich mit derselben uͤberladen.90)Praktische Mechaniker wissen, daß die Fuͤtterung der Staͤmpel oͤfters von dem Dampfe verkohlt wird, obschon dieser immer mit dem Wasser in Beruͤhrung bleibt, dessen Temperatur nicht uͤber 230° steigt. Offenbar mußte aber solcher Dampf uͤberhizt, und weit heißer seyn, als das Wasser, auf welchem er ruhte, so daß er eine Explosion erzeugen muͤßte, wenn das Wasser in ihm emporstiege, und er schneller abgezogen als erzeugt wuͤrde. A. d. O. Da aber die Hize im Wasser nicht niedersteigt, so kann das Wasser unter dem uͤberhizten Dampfe diese Hize nicht aufnehmen. Sie bleibt in dem Dampfe und uͤberhizt diesen so, daß er zuweilen den oberen Theil des Kessels roth gluͤhend machen,91)Hr. Moyle, praktischer Mechaniker in Cornwallis, erzaͤhlte mir folgende interessante Thatsache.Als er in seine Kesselstube ging, fand er eine Leiter, die mit ihrem Fuße auf dem oberen Theile des Kessels ruhte, in Flammen. Er sah augenbliklich, daß der Kessel rothgluͤhend geworden ist, ohne daß er jedoch wissen konnte, warum, und befahl so schnell wie moͤglich das Feuer auszuloͤschen, wodurch er wahrscheinlich sein Haus und sein Leben gerettet hat. Bei dem Erkalten zeigte sich, daß nur sehr wenig Walser in dem Kessel war.Einen aͤhnlichen Fall theilte mir Hr. Williams, Hauptfuͤhrer der Liverpool- und Dublin-Dampf-Compagnie, mit. Auf einer seiner Fahrten zwischen Dublin und Liverpool wekte ihn Nachts ein starker Geruch nach brennendem Holze. Nach vielem Suchen zeigte sich's, daß ein Stuͤk Fichtenholz auf dem Kessel lag und brannte.Ein traurigerer Fall ereignete sich zu Pittsburgh (N. America) an dem dortigen Eisengußwerke. Man hatte dort, wie gewoͤhnlich in Nord-America, eine Dampfmaschine mit hohem Druke, und zwar von der Kraft von 60 oder 80 Pferden. Diese Maschine erhielt ihren Dampf von 3 einzelnen walzenfoͤrmigen Kesseln, deren jeder 18 Fuß lang war, und 30 Zoll im Durchmesser hatte. Man bemerkte, daß der eine dieser Kessel schon seit einiger Zeit roth gluͤhte; da die beiden uͤbrigen Kessel aber noch Dampf genug lieferten, so achtete man nicht darauf, bis der Kessel endlich plazte. Der Kessel sprang unter einem Winkel von 45° von dem einen Ende ab, und fuhr wie eine Rakete durch das Hausdach und fiel in einer Entfernung von 600 Fuß von demselben nieder. A. d. O. und Kohlen oder andere Koͤrper, mit welchen er in Beruͤhrung kommt, entzuͤnden kann. Wenn aber endlich das Wasser unter dem uͤberhizten Dampfe aus was immer fuͤr einer Ursache die uͤbergroße Hize des Dampfes und des Kessels in sich aufnimmt, so wird es augenbliklich in hoͤchst elastischen Dampf verwandelt, und keine Sicherheits-Klappe auf der Welt wird die Explosion zu verhindern vermoͤgen. Um zu zeigen, wie ploͤzlich das Wasser mit den uͤberhizten Theilen des Kessels in Beruͤhrung gebracht werden kann, so wie auch mit dem uͤberhizten Kessel, moͤgen folgende Thatsachen dienen. So lang Wasser nicht uͤber 212 Grad gehizt ist, wird es bloß kochen; und sogenannten atmosphaͤrischen Dampf abgeben, ohne selbst in Dampf uͤberzugehen; so wie es aber mehr erhizt wird, erhaͤlt es auch mehr und mehr Neigung in Dampf uͤberzugehen. Da der Dampf in demselben Verhaͤltnisse auf die Oberflaͤche des Wassers druͤkt, als die Temperatur des Wassers zunimmt, so kocht es bloß, als wenn es unter dem Druke der Atmosphaͤre kochte, ohne mit dem Dampfe aufzusteigen. Wenn aber der Dampf schneller abgezogen als erzeugt wird, dann wird dieser kuͤnstliche Druk beseitigt, und das Wasser steigt mit dem Dampfe in dem Verhaͤltnisse der Schnelligkeit der Entweichung des lezteren empor. Wenn nun Dampf und Wasser, auf diese Weise mit einander gemengt, den ganzen Kessel fuͤllen, wird die uͤberschuͤßige Hize des uͤberhizten Dampfes, so wie die groͤßere Hize des Kessels, augenbliklich von dem Wasser aufgenommen, das mit dem Dampfe emporsteigt, wodurch der Dampf dann hinlaͤnglich dicht oder kraͤftig wird, um die so oft eingetretenen Faͤlle von Berstung nicht bloß bei Kesseln mit hohem, sondern auch mit niedrigem, Druke hervorzubringen. Wenn das Wasser, wie in dem oben angegebenen Falle, zu tief im Kessel steht, wird der daruͤber befindliche Dampf bald uͤberhizt; und wenn unter diesen Umstaͤnden das Gewicht von der Sicherheits-Klappe abgenommen wird,92)Es ist in der Leichenbeschauung, die bei Gelegenheit der Explosion auf dem Dampfbothe Graham am Humber Statt hatte, bemerkt worden, daß kurz vor dem Auffahren des Kessels 20 Pfunde von der Sicherheits-Klappe abgenommen wurden. Waͤre der Dampf in diesem Kessel gehoͤrig gebildet worden, so haͤtte in dem Augenblike, wo man die Klappe nachließ, keine Berstung Statt haben koͤnnen. Wenn aber das Wasser, wie es wahrscheinlich der Fall gewesen seyn mochte, zu niedrig stand, und der Dampf uͤberhizt war, war dieß gerade die beste Weise, Explosion zu veranlassen, indem man den Dampf schneller entweichen ließ, als er sich bildete.Es gab mehrere Faͤlle, wo durch das Ausstroͤmen des Dampfes bei irgend einem Spalte oder Risse die Umstehenden fruͤhe genug vor der Explosion zur Flucht gewarnt wurden. In einem Falle wenigstens wurde der Kessel aus seinem Lager durch die Gewalt des bei einem Risse herausstroͤmenden Dampfes, ganz nach Art einer Rakete in die Luft gehoben, ehe noch das Wasser sich durch Entfernung des Dampfes bei diesem Risse hinlaͤnglich ausdehnen konnte, um die Hize des Kessels und des Dampfes aufzunehmen: der Kessel zerplazte erst, nachdem er mehrere Fuß hoch in die Luft gehoben war, mit großem Knalle, ein Stuͤk desselben flog noch hoͤher, und das andere schlug mit großer Gewalt zur Erde nieder. Es ist, glaube ich, eine Tatsache, daß mehr Menschen durch Kessel mit niedrigem, als mit hohem Druke getoͤdtet wurden.Erst vor ungefaͤhr 12 Monaten wurden in Flintshire 12 Personen durch das Springen eines Kessels mit niedrigem Druke getoͤdtet, und man hat dafuͤr Kessel mit hohem Druke eingesezt. Einige der schreklichsten Explosionen in America hatten bloß an Kesseln mit niedrigem Druke Statt. A. d. O. oder nur ein kleiner Riß im Kessel durch Nachgebung der Waͤnde entsteht, muß eine Explosion geschehen. Das einzige sichere Mittel, diese Art von Explosion zu verhuͤten, ist, das Wasser nie bis unter irgend einen Theil im Kessel hinabsinken zu lassen, der dem Feuer ausgesezt ist. Im Falle, daß das Wasser zu niedrig werden sollte, laͤßt sich dieß sehr leicht erkennen, wenn man eine Roͤhre, deren obere Muͤndung sich trompetenfoͤrmig oͤffnet, so in dem Kessel anbringt, daß das untere Ende derselben einige Zoll tief unter Wasser steht. Wenn aus dieser Roͤhre dann Dampf ausfaͤhrt, so ist dieß ein Zeichen, daß das Wasser zu tief steht, und nachgefuͤllt, oder daß das Feuer ausgeloͤscht werden muß.93)Diese Vorrichtung laͤßt sich nur an Kesseln mit niedrigem Druke an bringen wegen der Hoͤhe der Saͤule, die man noͤthig haben wuͤrde, um dem Druke des Dampfes das Gleichgewicht zu halten. Maschinen mit hohem Druke, wie man sie in Cornwall hat, wuͤrden Roͤhren von 60 bis 120 Fuß brauchen, und die neue Sicherheits-Maschine mit hohem Druke wuͤrde eine vier Mahl hoͤhere Roͤhre fordern, als die Pauls Kirche hoch ist. A. d. O. Wenn uͤberhizter Dampf bei der Sicherheits-Klappe oder bei irgend einer anderen Oeffnung ausfahrt, so sieht man dieß, selbst an den kaͤltesten Tagen, nicht; man kann ihn aber verdichten, wenn man einen kalten Koͤrper in die Naͤhe haͤlt.94)Eine andere Ansicht hieruͤber gab Cav. Morosi im Giornale di Fisica Dec. II. T. X. 2. Bimestre p. 152, welche wir in dem vorhergehenden Hefte dieses polyt. Journals S. 464 mitgetheilt haben. A. d. R.