Titel: | Darstellung der Grundsäze meines neuen Dampfentwikelungsprincipes für Dämpfe von hoher Pressung und ihrer Benuzung als bewegende Kraft. Von Dr. Ernst Alban. |
Autor: | Dr. Ernst Alban [GND] |
Fundstelle: | Band 28, Jahrgang 1828, Nr. XCII., S. 337 |
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XCII.
Darstellung der Grundsaͤze meines neuen
Dampfentwikelungsprincipes fuͤr Daͤmpfe von hoher Pressung und ihrer
Benuzung als bewegende Kraft. Von Dr. Ernst Alban.
Alban's Darstellung der Grundsaͤze meines neuen
Dampfentwikelungsprincipes.
Je mehr Theorie und Erfahrung die Vortheile der Anwendung
hochdruͤkender Daͤmpfe auf Dampfmaschinen zu bestaͤtigen
scheinen,Bernoulli's
Anfangsgruͤnde der Dampfmaschinenlehre, S. 41. – Mercure technologique. Mai 1823. S. 115.
– Oliver Evans
manuel de l'ingenieur mécanicien constructeur
de machines à vapeur, article III. – Dingler's polytechn.
Journal, Bd. XI. S. 468. Bd. VI. S. 144. um so wuͤnschenswerther ist es, eine Hochdrukmaschine zu besizen,
worin nicht allein alle Vortheile bei Entwikelung und Anwendung dieser
Daͤmpfe so vollkommen als moͤglich erreicht, sondern auch
Daͤmpfe von sehr hoher Spannung und Temperatur ohne irgend eine Gefahr
erzeugt und benuzt werden koͤnnen. Und kann eine solche Maschine in ihrer
Construction einfach und dauerhaft dargestellt und zugleich ohne große
Umstaͤnde und Kosten im Gange erhalten werden, so daß sie bei ihrer Anwendung
alle Bequemlichkeiten in sich schließt, die die alten Maschinen gewaͤhren, so
ist eine große und wichtige Aufgabe geloͤset, deren Folgen fuͤr die
Zukunft vielleicht nicht zu berechnen sind.
Viele Physiker und Mechaniker haben sich dahin erklaͤrt, daß die
Ausfuͤhrung einer solchen Maschine mit unuͤbersteiglichen Hindernissen
verbunden sey, und manche zum Theile sogar eine unbezwingliche Abneigung auf das
Hochdrukmaschinenprincip geworfen.Einer von diesen ist der Hr. v.
Baader in Muͤnchen. (siehe dessen Bemerkungen
uͤber die von Hrn. v.
Reichenbach angekuͤndigte Verbesserung der
Dampfmaschinen und die Anwendung derselben auf Fuhrwerke.) Es ist bisher
aber schon vieles ausgerichtet worden, und große, unuͤberwindlich scheinende
Hindernisse sind in der Welt durch Kenntnisse, Muth, Vertrauen und Standhaftigkeit
besiegt worden, deren Ueberwindung theoretisch und praktisch nicht zu berechnen war,
und deren Besieger sich zuerst nicht selten den Namen eines Projectenmachers, der
uͤber Chimaͤren bruͤtet, erwarb.Ein auffallendes Beispiel hat uns hier Oliver
Evans Lebensgeschichte geliefert. (siehe dessen Manuel, S. 16.) Der Mensch, den die Vorsehung mit so unendlich vielen Gaben
ausgeruͤstet, sollte nie den Muth zu fruͤh aufgeben, da, wo es sich um
Befoͤrderung einer großen und wichtigen Angelegenheit handelt, und um so
weniger den seiner Bruͤder verdammen und anfeinden, der den Muth hat, seine
Kraͤfte daran zu versuchen.
Moͤge man mich schonend beurtheilen, wenn ich mich an ein Unternehmen wagte,
was so große Kraͤfte von Seiten desjenigen fordert, der sich daran gibt, und
mir das nicht zur uͤbermaͤßigen Ueberschaͤzung meiner
Faͤhigkeiten anrechnen, was bloß ein innerer Trieb und eine Vorliebe
fuͤr ein wichtiges Princip bei mir ist. War ich bisher, in dem Zeitraume von
3 bis 4 Jahren, auch noch nicht so gluͤklich, den besten und
kuͤrzesten Weg zum Ziele zu entdeken, so habe ich hoffentlich in diesem
Zeitraume schon manches geleistet, was die Zufriedenheit der Kenner verdienen
duͤrfte; wenigstens meine ich in der vorliegenden Darstellung meiner
Bemuͤhungen nicht unzubeachtende Beweise geliefert zu haben, daß die
Ausfuͤhrung einer Hochdrukmaschine in dem obigen Sinne nicht so sehr mehr zu
den frommen Wuͤnschen gehoͤre, als man zum Theile bisher glaubte.
Einen Theil der groͤßten Schwierigkeiten bin ich so gluͤklich gewesen,
auf eine Weise zu beseitigen, die gewiß allen Erwartungen und Forderungen
entspricht, und so ich noch ein Weilchen zu leben habe, wird mein Eifer fuͤr
die Sache gewiß noch manches Hinderniß besiegen, an dem bisher meine Kraͤfte
scheiterten. Nur an Versuchen darf es nicht fehlen, denn je mehr Versuche, desto
mehr Fortschritte. Wenn auch so mancher derselben fehlschlaͤgt, so gibt er so
nicht selten Gelegenheit zu bessern Ansichten uͤber eine Sache, und diese
fuͤhren wieder zu zwekmaͤßigern Maßregeln. Hinter dem Studiertische
kann wohl eine Erfindung gebohren, aber nicht ausgebildet werden. Die Menge der
fehlgeschlagenen Versuche ist kein Beweis fuͤr die Unmoͤglichkeit der
Ausfuͤhrbarkeit eines Unternehmens, wenn sie gleich immer die Schwierigkeit
desselben beurkundet. Man beurtheile nicht immer eine Sache nach dem
anfaͤnglichen Erfolge; denn dann wird mancher Erfinder vor der Zeit verkannt.
Dieß ist aber der gefaͤhrlichste Umstand fuͤr einen Kuͤnstler,
der in seinen Bemuͤhungen nicht allein durch Lust und Liebe geleitet wird,
sondern auch in der Anerkennung seiner Verdienste seinen groͤßten Lohn zu
finden hofft.
Die Vortheile, die ich bei meinen Verbesserungen des Hochdrukmaschinenprincipes
beabsichtigte, und deren Erreichung ich mir vorzuͤglich zur Aufgabe machte,
betrafen folgende 6 Puncte.
1) Ich wollte die Dampfmaschinen einfacher, sowohl in Hinsicht ihrer Construction als
Behandlung darstellen;.
2) Ich wollte sie auf einen kleinen Raum beschraͤnken;
3) Ihr Gewicht vermindern;
4) Ihre bisherige Kostspieligkeit in Anschaffung und Erhaltung sehr zu verringern
suchen;
5) Die bei ihrer Anwendung obwaltende Gefahr heben, und endlich
6) die zum Betriebe derselben noͤthige Feuerung bis auf ein Minimum
bringen.
Man wird nicht in Abrede stellen, daß eine treue Erfuͤllung dieser 6 Puncte
ein großes Feld von Schwierigkeiten darbiethet, und wirklich im ersten Augenblike
unmoͤglich scheinen moͤchte, wenn man einen Blik auf die bisherigen
Dampfmaschinen wirft, und erwaͤgt, wie weit alle noch von diesem Ziele
entfernt sind. Manche dieser Puncte scheinen sich auch bei ihrer Ausfuͤhrung
gerade entgegen zu stehen, so daß nicht selten die Erfuͤllung des einen die
der uͤbrigen mehr oder weniger verhindert, daher eine nicht unbedeutende
Umsicht und eine nicht ganz geringe Gewandheit bei der Verbesserung dieser
nuͤzlichen Maschinen erfordert wird, und Eifer und Ausdauer zur Erreichung
eines erfreulichen Zieles nicht fehlen duͤrfen.
Und doch ist die Erfuͤllung aller 6 Puncte stets das Ziel, was der wahre
Verbesserer im Auge behalten muß. Einseitigkeit fuͤhrt hier zu den
groͤßten Irrthuͤmern und zu den verderblichsten Mißgriffen. Die
Geschichte der Dampfmaschinen gibt hiervon die merkwuͤrdigsten Beweise.
Waͤhrend die meisten Verbesserer nur die Verminderung der Feuerung vor Augen
hatten, wurden die Dampfmaschinen zu den kuͤnstlichsten, zusammengeseztesten,
colossalsten und theuersten Maschinen unserer Zeit. Diese Leute bedachten nicht, daß
durch die Vergroͤßerung des Anlagekapitals, vorzuͤglich bei kleineren
Maschinen, oft mehr Kosten verschwendet werden, als durch eine noch einmahl so
starke Feuerung geschehen waͤre.Es scheint mir dieser Punct vorzuͤglich in Hinsicht auf Deutschland
Gewicht zu haben, wo in der Regel die meisten Unternehmer durch die ersten
bedeutenden Anlagskosten der Dampfmaschinen abgeschrekt werden, in so ferne
diese Maschinen waͤhrend der Zeit ihrer Errichtung ungeheure Summen
kosten, ohne im geringsten fuͤr den Augenblik etwas zu
verguͤten, da doch, sobald sie in Arbeit getreten sind, sie auch
zugleich wieder verdienen, was sie an Feuerung verzehren. Zum Theile sind aber auch durch zu hastige Verfolgung dieses Zieles neue
Beduͤrfnisse fuͤr die Maschine herbeigefuͤhrt, deren Bestreitung den Nachtheil
einer etwas groͤßern Feuerung bei weitem uͤberwiegt.So gebrauchen z.B. die Woolf'schen Maschinen,
obgleich sie an Feuerung sparen, dafuͤr wieder viel mehr Fett als die
Watt'schen. (siehe H. Weber's Gewerbsfreund, 1. Theil, 1.
Heft, S. 72 und 73.)
Daß die Hochdrukmaschinen dem erwuͤnschten Ziele am naͤchsten stehen,
ist nach meiner vorausgeschikten Beleuchtung ihrer Vortheile wohl keinem Zweifel
unterworfen; und da, wie ich dort erwiesen, diese Vortheile wachsen, in je
groͤßerer Spannung die Daͤmpfe in diesen Maschinen entwikelt und
verwandt werden, so mußte es meine erste Sorge seyn, diese Daͤmpfe sowohl mit
Bequemlichkeit, mit Ersparung an Apparaten und Raum, so wie mit Verbannung aller
moͤglichen Gefahr zu entwikeln, als auch in der Maschine in dem Grade der
Spannung wirken zu lassen, als es die erhoͤhte Temperatur sehr
hochdruͤkender Daͤmpfe nur irgend gestattet. Ich verband mit diesen
Verbesserungen eine moͤglichst ausgedehnte Anwendung des Expansionsprincips,
suchte die Dampfdichtheit sowohl der unbeweglichen als beweglichen Theile der
Maschine durch so viel moͤglich einfache, und mit wenigen Kenntnissen und
Aufmerksamkeit in Ordnung zu erhaltende Mittel vollkommen zu machen, suchte alle
bisherigen Hindernisse des Ein- und Ausstroͤmens der Daͤmpfe in
die arbeitenden Cylinder so viel moͤglich wegzuraͤumen, und die zu
diesem Zweke dienenden Steurungsapparate in eine Verfassung zu bringen, bei welcher
sie selbst in der großen Hize sehr hochdruͤkender Daͤmpfe ihren Dienst
ohne großen Kraftaufwand und dadurch entfahrende Erschuͤtterung und
ZerstoͤrungMit diesem Theile meiner Dampfmaschine, der im ersten Augenblike die
schwierigste Aufgabe zu seyn scheint, war ich sehr bald in Ordnung. Noch ehe
meine Dampfmaschine zur Ausfuͤhrung kam, zeigte ein richtiges
praktisches Gefuͤhl mir schon den besten Weg, so daß ich nachher an
meiner anfaͤnglichen Steuerung durchaus nichts Wesentliches zu
aͤndern gefunden habe, indem sie ihrem Zweke stets vollkommen
entsprach. – Welche Irrwege hat Hr. Perkins hier durchwandert, welche
praktische Mißgriffe gethan; und kann man sagen, daß er jezt mit diesem
Theile seiner Maschine am Ziele sey? – Ich glaube es nicht, so hoch
er sich juͤngstens dessen auch ruͤhmt. (siehe technical Repository, October, 1827. S. 249.
Dingler's
polytechn. Journ. Bd. XXVI. S.
388.) der Maschine sicher, genau und andauernd gut verrichten, half allem
Dampfverluste bei der Kolbenbewegung in der Steurung und in der Maschine selbst ab,
und verwarf endlich alle bisher uͤblichen und colossalen Apparate, die theils
die Masse der zu bewegenden Theile, theils die Reibung und die Erschuͤtterung
der Maschine auf eine schaͤdliche Weise vermehren.
Bei der Ausfuͤhrung einer Entwikelung und Anwendung sehr hochdruͤkender
Daͤmpfe lag aber die groͤßte Schwierigkeit in der Entfernung der
Gefahr. Diese war um so schwieriger, als ich sie durch die moͤglichste
Steigerung des Druks der Daͤmpfe auf den hoͤchsten Gipfel hob. Daher mußte ich zu
außerordentlichen und bisher noch ungewoͤhnlichen Mitteln meine Zuflucht
nehmen. Die Grundsaͤze, von welchen ich dabei ausging, waren in Kurzem
folgende:
1) Ich wollte dem eigentlichen Entwikelungsapparate einen so kleinen Umfang und eine
so geringe Ausdehnung als moͤglich geben, auch seine Form so einrichten, daß
er der Gewalt sehr hochdruͤkender Daͤmpfe auf das vollkommenste
Widerstand zu leisten im Stande sey. Bei der Roͤhrenform der
Hochdrukmaschinenkessel war nach bekannten Erfahrungen und selbst der Theorie nach
die groͤßte Sicherheit zu erwarten. Kleiner Umfang und geringe Ausdehnung des
Apparates vertrugen sich aber nicht mit der noͤthigen
Feuerberuͤhrungsflaͤche, die nach der Groͤße einer bezwekten
Dampfentwikelung immer ihre bestimmte Ausdehnung haben muß, wenn der Apparat
wirklich etwas leisten, und kein Spielwerk seyn soll.Dieser Grundsaz ist von den meisten neuern englischen Verbesserern
groͤßtentheils ganz vernachlaͤßigt worden, und wie ich mich
zum Theile waͤhrend meines laͤngern Aufenthaltes in England
uͤberzeugt habe, aus dem Grunde, weil sie ihn nicht kennen. Einen
auffallenden Beweis hiervon haben Hr. Perkins und Hr. Mac Curdy bei ihren Steamgenerators gegeben, weswegen der erstere
Hrn. Prechtl's scharfe
Ruͤge (siehe Gilbert's Annalen der Physik, Jahrgang 1824,
Stuͤk 2. S. 227 etc.) auch wohl verdient hat. Woher kommt aber diese
Unwissenheit in einem Lande, wo die Dampfmaschinen und ihre Fabrication so
große Fortschritte gemacht haben? – Weil die meisten der jezigen
englischen Engineer's nur handwerksmaͤßig
nach Tafeln arbeiten, die die Erfinder der Dampfmaschine fuͤr die
Construction ihrer Maschinen lieferten, und weil der groͤßte Theil
nicht weiß, warum er so arbeitet oder nicht. Die
Dampfmaschinen-Kesselfabrication ist groͤßtentheils in den
Haͤnden eigener Kesselschmiede, die ihre Kessel nach den in den
Tafeln vorgeschriebenen Maßen bauen, unbekuͤmmert, warum so und nicht
anders. Ein Beweis von dem Dunkel, was in England in Hinsicht dieses
Grundsazes in den Koͤpfen der jezigen Engineer's waltet, gibt Brunton's compendium of
mechanics' S. 110, wo dieser Mann die Groͤße der Leistungen
eines Dampfkessels, theils nach seinem kubischen Inhalte, theils nach der
Groͤße des Wasserspiegels darin bestimmt, und die Hauptsache, worauf
es ankommt, vergißt. Dieserhalb habe ich mich auch nicht wundern
duͤrfen, wenn manche Engineer's und
wissenschaftliche Leute in England mir einwarfen, ein Kessel muͤsse
einen bestimmten kubischen Inhalt und Wassergehalt haben, um Dampf zu
entwikeln, weßhalb mein Generator, der von beiden so viel wie gar nichts
hatte, keine Leistungen verspraͤche. Wenn Hr. Mac Curdy glaubte, daß eine stark
erhizte Metallflaͤche bei kleinen darauf gesprizten Wasserportionen
so bedeutend viel mehr leisten koͤnne, als er in seiner ersten
Bekanntmachung (Register of arts and sciences,
Febr. 5, 1825) erzaͤhlt, so war er uͤber die Hauptsache so gut
im Irrthume, als Hr. Perkins es ist, der da waͤhnt, stark erhiztes Wasser
zerplaze bei einer Temperatur von 500° Fahrenh. gleich im Dampf von
hoher Pressung, wenn es nur Raum haͤtte, und Wasser sey leicht, mit
weniger Brennmaterial, und durch kleine
Feuer-Beruͤhrungsflaͤchen in dem Grade erhizt, daß es
gleich und ohne Zutritt von neuer Waͤrme zu Dampf werden kann. Ich
fuͤrchte sehr, daß, wenn die vielen der wissenschaftlichen Leute, die
heutiges Tages der guten und bewaͤhrten Black'schen Theorie von der latenten Waͤrme zum Troze noch
an dieses Zerplazen des Wassers glauben, die Versuche daruͤber
anstellen wollten, die ich vornahm, in ihren Koͤpfen bald das ganze
Zerplazungsprincip in Dampf zerplazen wuͤrde.Ich machte die Versuche mit einem eigends dazu gebauten Apparate, demselben,
dessen ich spaͤter noch oͤfter Erwaͤhnung thun werde,
unter sehr hohem, mittlern und niederem Druke, aber ich konnte weder ein
stoßweises mit den Huben der Drukpumpe gleichzeitiges
Auspressen des Wassers aus dem Ventile bewirken (die Erklaͤrung
hiervon weiter unten), noch sah ich alles ausgetriebene Wasser in Dampf
verwandelt. Ich ließ das Wasser theils in die freie Luft, theils in einen
verschlossenen Raum treten, wo es, wie in der Perkins'schen Maschine unter etwas niederem Druke, als dem im
Erzeuger, gehalten wurde, aber ohne Hrn. Perkins Angaben bestaͤtigt zu
finden. Ich sah zwar immer einen Theil dieses Wassers sich in Dampf
verwandeln, aber daraus keine weitern Resultate hervorgehen, als die schon
bekannten, daß naͤmlich:1) Dem bei der Zerplazung in Dampf uͤbrig
bleibendem Wasser, wenn dieses Zerplazen unter dem gewoͤhnlichen
Druke der Atmosphaͤre geschah, stets aller Waͤrmestoff bis
auf 212° Fahr. entzogen sey;2) Daß sich um so mehr Wasser in Dampf verwandle, je
hoͤher die Temperatur desselben im Erzeuger, und um so niedriger
der Druk in dem Raume war, worin die Verwandlung desselben Statt
fand.Es bestaͤtigte mir diese Erscheinung zwar die von so vielen Physikern
aufgestellte Vermuthung, daß Wasser bei einem bestimmten Temperaturgrade
sich endlich ganz in Dampf verwandeln wuͤrde, wenn man es dem Druke
der Atmosphaͤre aussezte, uͤberzeugte mich aber auch im
Gegentheile, daß diese Temperatur weit hoͤher, als die von
400° bis 500° Fahr., die Hr. Perkins seinem Wasser geben will, seyn
muͤsse, und daß Wasser von lezterer Temperatur ohne Hinzutritt eines
großen Antheils neuer Waͤrme in keinen Dampf von beinahe gleicher
Hize zerplazen koͤnne. Daß die entweichenden Portionen Wassers dem im
Generator zuruͤkbleibenden diesen Antheil Waͤrmestoff
entziehen sollten, ist als durchaus falsch durch meine Versuche dargestellt
worden, die Nothbruͤke, die manche Physiker, um Hrn. Perkins Pseudoprincip mit
der alten Black'schen Theorie in Einklang und
Verbindung zu bringen (siehe Dingler's
polytechnisches Journal Bd. XII. S.
5, unten), also nicht haltbar. Ich habe nie an Hrn. Perkins Princip glauben
koͤnnen. Gleich nach den ersten Nachrichten davon, habe ich im
December des Jahres 1823 dem Hrn. Geh. Oberbergrath Karsten in Berlin bei Gelegenheit der
Einsendung einer Abhandlung an ihn, betreffend mein damahls schon von mir
erfundenes Dampfentwikelungsprincip, meine Gruͤnde dagegen
ausfuͤhrlich auseinander gesezt, und wunderte mich nicht wenig, wie
viele Physiker auch in Deutschland Hrn. Perkins Theorie annahmen, und wie nur
zwei, Hr. Prof. Gilbert (in seinen Annalen 1823, Stuͤk 10, S. 134.),
und Hr. Professor Schmidt in Gießen (siehe ebendaselbst, 1823, Stuͤk
12) sich dagegen oͤffentlich aussprachen. Bis jezt hat Hr. Perkins aber auch noch
keinen Beweis dieser Theorie gegeben, so also den alten wuͤrdigen Black noch nicht besiegt. Er hat mir selbst
eingeraͤumt, daß seine Zerplazung des Wassers nicht vollkommen sey,
weßhalb er an seinem neuen Generator denn auch wohl dieses Wasser noch durch
sehr erhizte wasserleere Roͤhren gehen laͤßt; um es hier ganz
zu verdampfen. Wenigstens sollte ich glauben, daß dieß seine Meinung ist,
und daß er nur aus Furcht sein Patent zu verlieren, nicht mit derjenigen
Wahrheit hervorgeht, die ihm doch bei seinen vielen Versuchen in die
Haͤnde gegeben seyn muß. Schon an seinem zweiten Erzeuger mit
geschmiedeten eisernen Roͤhren verraͤth er die Unrichtigkeit
seines Princips durch seine Anordnung des Recipienten, den er, wie er sagte,
rothgluͤhend erhielt, und in dem er das Wasser in Dampf zerplazen
ließ. Die Art und Weise, wie er in seinem neuesten Patente (siehe Repertory of Patent-Inventions, Nov.
1827. S. 307, – Dingler's polyt. Journal Bd. XXVI. S. 378.) die Zugabe der erwaͤhnten wasserleeren
Roͤhren zu seinem Generator bemaͤntelt, ist mir hoͤchst
merkwuͤrdig gewesen, und noch merkwuͤrdiger das, daß er, um
sich nicht in Widerspruͤche zu verwikeln behauptet: er versorge den
Recipienten seines Generators mit Wasser durch die Speisepumpe. Ich muß
dieser Angabe geradezu widersprechen, da von seiner Speisepumpe, wie ich
mich wohl mehr denn 20 Mahl selbst uͤberzeugt habe, nur eine einzige
Roͤhre, und zwar zu der ersten Roͤhrenlage des Generators
fuͤhrte, und anderweitige Speisepumpen nicht zugegen waren. Eine
Versorgung des Recipienten hat er uͤbrigens durchaus nicht
noͤthig, indem dieser von dem Generator aus hinreichend damit
versehen wird, und zwar in dem Maße, daß oft Wasser noch abgelassen werden
muß,
oder auch in die Maschine mit uͤbergeht, wie ich mehrmahls selbst
gefunden habe. Ich sah einmahl waͤhrend eines momentanen Stillstandes
der Maschine sogar Wasser mit Daͤmpfen zum Sicherheitsventile
herausfahren, der Recipient war also sogar zu einer Zeit damit
uͤberladen, wo die Wirkung der Drukpumpe cessirte. Wie kann
uͤberhaupt, wenn Hrn. Perkins Princip richtig ist, die Maschine bei cessirender
Wirkung der Drukpumpe fortarbeiten? wie kann bei ihrem Anhalten und
gleichzeitigen. Stillstande der Drukpumpe der Dampf zum Sicherheitsventile
herausfahren, da Hr. Perkins nach seiner Behauptung nur Dampf erzeugt, wenn er
durch Huͤlfe der Drukpumpe Wasser aus der ersten mit Wasser
gefuͤllten Roͤhrenlage seines. Generators in die wasserleeren
Roͤhren treibt, und es hier in Dampf zerblizen laͤßt? (einer
seiner prahlerischen aber nichts sagenden Redensarten). Vorzuͤglich
wunderbar klingt aber seine Behauptung, daß er den so erzeugten Dampfbliz in
den wasserleeren Roͤhren mit Waͤrmestoff
uͤbersaͤttige, um ihn im Wasser des Recipienten wieder zu
saͤttigen. Warum uͤbersaͤttigen und dann wieder
saͤttigen, da er gleich saͤttigen, und dadurch seine lezten
wasserleeren Roͤhren vor baldiger Zerstoͤrung sichern kann,
indem er sie bei regelmaͤßiger Verdampfung von Wasser darin selbst
bei einem Druke von 50 Atmosphaͤren nicht rothgluͤhend finden
wird. Uebrigens hat Hr. Perkins diese Roͤhren auch wohl nur beim ersten
Anheizen in diesem Zustande gesehen, und nicht so waͤhrend der Arbeit
der Maschine.Die Wirkung des neuesten Perkins'schen Generators
ist physikalisch richtig erklaͤrt folgende: Das in die obere
Roͤhrenlage gefoͤrderte Wasser beginnt schon in dieser zu
verdampfen, die entwikelten Daͤmpfe heben die beladene Klappe und
stroͤmen mit Wasser vermischt in die wasserleere Roͤhrenlage,
hier wird das noch nicht verdampfte Wasser vollends verdampft, und das noch
zuruͤkbleibende geht in den Recipienten uͤber, und erzeugt und
unterhaͤlt hier den Wasservorrath in demselben. Foͤrdert die
Speisungspumpe zu viel Wasser in den Generator, so geht zu viel unverdampft
in den Recipienten uͤber, und muß abgelassen werden. Zu dieser
Erklaͤrung passen und fuͤr dieselbe stimmen alle
Phaͤnomene, alle Thatsachen, die ich in meinem fruͤhern
Aufsaze uͤber Hrn. Perkins neue Maschine treu berichtet, und deren ich noch
spaͤter wieder Erwaͤhnung thun werde. Sollte Hr. Perkins bisher noch nicht zu
dem Gefuͤhle der Richtigkeit dieser meiner Erklaͤrung gekommen
seyn, so wird es bald Zeit, daß er sich von groben physikalischen
Irrthuͤmern frei mache, und das Licht der Wahrheit erblike.Was bleibt nun aber hiernach Neues an dem Perkins'schen Dampfentwikelungsprincip? Ist es nicht ganz das von Badcock, Mac Curdy, Seaward, Planton, Hill und
Burstall, Hawkins etc.? Doch in der Folge
mehr hieruͤber, und zugleich den Beweis. –Es ist aber auch ohne Zweifel, daß Hrn. Perkins Generatoren bis jezt durchaus
die Wunder noch nicht gethan haben, die er anfangs seinem neuen
Dampfentwikelungsprincipe, selbst bei dessen Anwendung auf die
gewoͤhnlichen Kessel der Watt'schen
Maschinen zuschrieb. Allen Maschinen, die derselbe bisher gebaut hat, ist
immer gleich der Athem ausgegangen, weil sie nicht Dampf genug hatten, um
die von ihm berechnete Kraft hervorzubringen, und Dampf werden sie nie genug
gewinnen, so lange Hr. Perkins seinen Generatoren keine groͤßere
Feuerberuͤhrungsflaͤche gibt, und nicht die Waͤnde
derselben von geringerm Metallgehalte baut. (siehe Gilbert's Annalen am oben
angefuͤhrten Orte.)Ich habe in einem fruͤhern Berichte uͤber Hrn. Perkins Maschine in den St.
Catharinendoks in London gezeigt, wie der Generator derselben, der nach Hrn.
Perkins
mehrmahligen muͤndlichen Aeußerungen gegen mich und andere,
genuͤgend fuͤr ein 60 Pferde kraͤftige Maschine seyn
sollte, bei starker Feuerung nur eine Leistung von 12 Pferden an einer
Maschine hervorzubringen im Stande war, deren Kraft auf die von 30 Pferden
von ihm nach mehrfachen oͤffentlichen Ankuͤndigungen kalkulirt
wurde. Es ist dieß um so mehr zu verwundern, da dieser Erzeuger doch eine
Feuerberuͤhrungsflaͤche von beinahe 150 Quadratfuß hatte, die
bei einem gehoͤrig construirten gewoͤhnlichen Kessel einer
gemeinen Hochdrukmaschine beinahe das Doppelte (vorzuͤglich in
Ruͤksicht auf das dadurch zu verdampfende Wasserquantum) geleistet
haben wuͤrde. Man sieht aber, wie sehr Hr.
Perkins seine Ansichten herabstimmt. Seinem
ersten Erzeuger gab er aber fuͤr die Leistung von 10, ja wie er
oͤffentlich geaͤußert (siehe Dingler's polytechn. Journal Bd. XII. S. 7.) von 30
Pferdekraͤften nur 9 bis 10 Quadratfuß
Feuerberuͤhrungsflaͤche, waͤhrend er diesem lezten
fuͤr die kalkulirte Leistung von 30 Pferden 150 derselben gegeben
hat.
Um diese noͤthige
Ausdehnung zu gewinnen, mußte ich bei Roͤhrenentwiklern eine sehr große Menge
enger Roͤhren anwenden, die ihrer Laͤnge und der vielen noͤthigen
Zusammensezungen wegen viel Raum und Kostenaufwand erforderten, aus welchen das
Wasser bald heraussprudeltHr. Bramah in London
erzaͤhlte mir, daß Griffith mit seinem
patentirten Dampfwagen (siehe Dingler's polyt. Journ. Bd. XI. S. 185.), worauf er einen Roͤhrenkessel
angebracht, darum nicht zum Zweke gekommen sey, weil das Wasser im Kessel
immer uͤbergekocht, und in die Cylinder getreten sey. Das
naͤmliche ist bei Hrn. Perkins zweitem Roͤhrengenerator aus geschmiedetem
Eisen der Fall gewesen, wie mir meine Arbeiter in London, die
groͤßtentheils in Perkins
Werkstaͤtte gewesen waren, und wovon einer sogar diesen Generator und
die dazu gehoͤrige Maschine bedient hatte, erzaͤhlten., und die dann, wenigstens stellenweise, leicht troken kochen, und schnell
durch das Feuer zerstoͤrt werden, wenn nicht gehoͤrig Wasser
nachstroͤmt. Hr. Perkins hat dieß bei seinem zweiten Generator, der aus geschmiedet
eisernen Roͤhren construirt war, wirklich erfahren. Die einzelnen
Roͤhren der leztern Ruͤksicht halber mit großen Behaͤltern, wie
die meisten Erfinder von Roͤhrenkesseln gethanSiehe Hensel's
Roͤhrenkessel (Gilbert's Annalen der Physik Bd. XXXI. S. 405.). Ferner
Clark's Kessel
(Dingler's polyt.
Journal Bd. XII. S. 300.), in Verbindung sezen, woraus sie stets hinreichend Wasser empfangen, hieße
aber wieder den Vortheil eines geringen Durchmessers der Generatoren aufgeben, und
die Gefahr, der man durch Anordnung der engen Roͤhren aus dem Wege gehen
wollte, wieder auf die bisherige Hoͤhe heben. Und endlich, wie wollte man
eine so ausgedehnte Roͤhrenleitung von den erdigten und salzigten
Concrementen saͤubern, die jedes Wasser absezt, und welchen Zeitverlust,
welche Gefahr fuͤr die Beschaͤdigung der Roͤhren wuͤrde
die Reinigung davon nicht herbeifuͤhren. Selbst die Anwendung von
Saͤuren (siehe polyt. Journal Bd. XXII. S.
473.) wuͤrde hier um so mehr Hindernisse finden, je complicirter
der Apparat ist. Wie schwierig die Aufstellung eines allen Forderungen
genuͤgenden Roͤhrenkessels sey, beweist die Geschichte der
Hochdrukmaschinen-Verbesserung dadurch, daß sie noch bis hieher keinen
solchen aufzuweisen hat, obgleich hunderte ihren Erfindungsgeist und ihre Kenntnisse
daran pruͤften.Hrn. Goldworthy
Gurney's Roͤhrenkessel scheint in der neuern Zeit noch das
meiste Gluͤk in England zu machen, obgleich mir seine Wirkung im
Verhaͤltnisse zu seiner Feuerberuͤhrungsflaͤche zu
gering scheint, und kein lebhaftes Feuer bei ihm anzuwenden ist, da er sonst
auch troken kochen wuͤrde. Diejenigen Gurney'schen Kessel, die ich in London sah, hatten einen sehr
großen Feuerplaz, und das Feuer brannte fast ohne allen Zug,
ohngefaͤhr als in einem schlechten Camine. Die durch einen derselben
betriebene Dampfmaschine, deren Kraft auf die von 6 Pferden angegeben wurde,
drehte nur 2 bis 5 mittelmaͤßige Drehbaͤnke, zu deren Betrieb
die Kraft von 1 bis 2 Pferden vollkommen hinreicht. Herr Gurney wendet 10 bis 12 Fuß
lange geschmiedet eiserne Roͤhren von 3/4 Zoll aͤußern
Durchmesser an. Er rechnet 5 solcher Roͤhren auf eine Pferdekraft.
Seine Maschine hat einen schwingenden Cylinder und ein einfaches Zugventil
(single slide). Die Kolbenstange dreht
unmittelbar die Kurbel. Hrn. Gurney's Dampfwagen habe ich auf ebener Straße fahren sehen.
Der Kessel wurde auf demselben mit Coaks geheizt, und lag
ganz offen in einem Kasten des Wagens, so daß gar keine Zuͤge und
kein Schornstein angebracht waren. Aus den 2 schwingenden und die
Hinterachse durch ihre Kolbenstangen unmittelbar umtreibenden Cylindern
bliesen die Daͤmpfe durch die Coaks, wodurch sie unsichtbar wurden,
und ein Theil derselben wohl zersezt werden mochte.
Nach genauer Beherzigung dieser Umstaͤnde wurde es mir klar, daß ich bei der
Wahl eines zwekmaͤßigen Roͤhrenentwiklers nur dann mit Gluͤk
verfahren wuͤrde, wenn ich ein Mittel entdekte, die Wirksamkeit seiner
verdampfenden Oberflaͤche in dem Maße zu erhoͤhen, daß sie das
5– oder 6fache als bisher, und andauernd zu leisten im Stande sey, und hier
verfiel ich auf jenes einfache Princip, welches in meinem
Dampfentwikelungs-Apparate ausgefuͤhrt erscheint. Ich verband
naͤmlich durch einen guten Waͤrmeleiter die zur Verdampfung bestimmte
Oberflaͤche meines Generators mit einer ausgedehnten, der Wirkung des Feuers
ausgesezten, die vermoͤge ihrer Ausdehnung im Stande war, das
gehoͤrige Maß von Hize aufzunehmen. Ueber die Wahl eines solchen
waͤrmeleitenden Medii war ich geraume Zeit nicht
mit mir einig. Anfangs machte ich Versuche mit Oehl, aber ohne den auffallenden
Erfolg, den mir ein noch in Rostock im Jahre 1822 angestelltes Experiment mit einer
leichtfluͤßigen Metallmischung gab. Das Oehl war ein zu schlechter
Waͤrmeleiter, und seine Anwendung schloß eine nicht unbedeutende Gefahr der
Entzuͤndung bei zu starker Erhizung in sich, wobei zugleich durch seine dabei
Statt findende Verdampfung ein oͤfterer großer Verlust desselben zu erwarten
war. Bei dem Versuche mit der leichtfluͤßigen Metallmischung erfuhr ich, daß
ich durch dieselbe bei einer Erhizung auf ohngefaͤhr 600° Fahrenh. die
Wirksamkeit eines kleinen Entwiklers in dem Maße erhoͤhen konnte, daß er mir
3 bis 4 Mahl so viel Wasser verdampfte, als wenn ich ihn der Hize einer Schmiedeesse
mit Geblaͤsefeuer aussezte. Ferner zeigten mir wiederholte Versuche, daß
diese Steigerung seiner Verdampfungsfaͤhigkeit in einem gewissen
Verhaͤltnisse stuͤnde zu der Feuerberuͤhrungsflaͤche,
wodurch die leichtfluͤßige Metallmischung in dem sie enthaltenden
Gefaͤße mit der Hize des Feuers in Contakt kam, und zwar so, daß diese
Steigerung in Hinsicht ihrer Resultate noch diejenige Wirkung uͤberstieg, die
ich erhalten haͤtte, wenn ich das im Entwikler verdampfte Wasser mit der
Feuerberuͤhrungsflaͤche selbst in der Art, wie es in
gewoͤhnlichen Kesseln geschieht, in Beruͤhrung gebracht haͤtte.
Das plus in der Verdampfung des Wassers konnte ich
keinem andern Umstande, als der vortrefflichen
Waͤrmeleitungs-Faͤhigkeit der leichtfluͤßigen
Metallmischung, welche ungefaͤhr aus 7 Theilen Blei, und einem Theile Zinn
bestand, zuschreiben. Sie verschlukte die Hize begieriger, als Wasser, welches ein
schlechter Waͤrmeleiter ist. Ich schmolz in diesem Apparate 150 Pfund von dieser
Metallmischung mit einem Pfunde schlechter Steinkohlen in Zeit von einer halben
Stunde, und die Absorbtion der Hize war so vollkommen, daß die blecherne
Roͤhre, die von dem Ofen in den Schornstein leitete, nur eine unbedeutende
Hize annahm. Ich bediente mich indessen, um dem Feuer in einem so kleinen Ofen
gehoͤrig Luft zuzufuͤhren, eines kleinen Geblaͤses. Das
Metallgefaͤß hatte ohngefaͤhr eine
Feuerberuͤhrungsflaͤche von 2 Quadratfuß Hamburger Maßes, der
eigentliche Entwikler ohngefaͤhr 70 Quadratzoll Verdampfungsflaͤche,
und war im Stande ausdauernd in jeder Minute 6–8 Kubikzoll kalten Wassers in
Dampf von 45 Atmosphaͤren Druk zu verwandeln.
Es war mir nun einleuchtend, daß ein Roͤhrenentwikler in einer solchen
Metallmischung aufgestellt, einen ganz andern Apparat abgeben wuͤrde, als im
gewoͤhnlichen Feuer; denn a) das Ueberkochen des
Wassers konnte ich dadurch bedeutend vermindern, daß ich sehr hohen Druk in
demselben anwenden durfte. Die in den Roͤhren entwikelten Dampfblasen, als
die Ursache des Uebersprudelns des Wassers hatten dann bei einem Druke von 45 bis 50
Atmosphaͤren auch nur den 45 bis 50sten Theil des Volumens derjenigen Blasen,
die Dampf von atmosphaͤrischem Druke enthalten, trieben also in den
Roͤhren keine so große Quantitaͤt von Wasser vor sich her, und zu
denselben heraus.
b) Das oͤftere in kleinen Roͤhren nicht zu
vermeidende Trokenkochen in manchen Theilen derselben brachte nun keinen Nachtheil,
da die leichtfluͤßige Metallmischung die zu starke oͤrtliche
Einwirkung des Feuers auf diese Stellen der Roͤhren so gut wie aufhob, indem
sie als guter und in einem fluͤßigen Zustande sich befindender
Waͤrmeleiter die Hize, wie ich weiter unten zeigen werde, gleichmaͤßig
in allen ihren Schichten vertheilt, wenn sie einmahl in Fluß ist, also ein
uͤber alle Theile der Roͤhren moͤglichst gleichmaͤßig
verbreitetes Bad bildet.Die Erfahrung, daß Hrn. Perkins geschmiedeter Roͤhrentwikler sehr schnell
verbrannte, gibt einen Fingerzeig, daß er seine Roͤhren, troz der
beladenen Ventils am Ende derselben, nicht voll Wasser hat halten
koͤnnen. Waͤren sie naͤmlich stets mit Wasser
gefuͤllt geblieben, so haͤtten sie so bald nicht verbrennen
koͤnnen; denn in einer Temperatur von 500° bis 600°
Fahren., zu welcher Hr. Perkins sein Wasser in dem Entwikler zu heizen vorgibt,
koͤnnen keine duͤnnen eisernen Roͤhren zerstoͤrt
werden. Wie derselbe uͤbrigens die Temperatur seines Wassers in den
Roͤhren taxirt hat, ist mir unbegreiflich, da er keinen Thermometer
gebraucht. Sein Zeiger gibt bloß den mechanischen Druk des Wassers in den
Roͤhren an, ist aber durchaus kein Maßstab fuͤr die Temperatur
desselben, indem dieser Druk des Wassers zugleich von seiner Ausdehnung
durch die Waͤrme abhaͤngt, und in verschlossenen ganz damit
gefuͤllten Gefaͤßen bei der ersten Erhizung leicht auf einen
hohen Grad steigt, ohne daß die Temperatur des Wassers
verhaͤltnißmaͤßig erhoͤht ist. Bei einem Versuche, den
ich in Rostock uͤber diesen Gegenstand anstellte, zeigte sich, daß
mein Manometer gleich nach Unterlegung des Feuers unter den Apparat auf 40
Atmosphaͤren zeigte, waͤhrend die Temperatur des Wassers erst
auf 30° Reaumuͤr gebracht war, und daß sich die mit 45
Atmosphaͤren belastete Klappe bald darauf sogar hob, und Wasser
aus dem
Apparate ausfließen ließ. Die Wirkung konnte hier von nichts anderem, als
von der Ausdehnung des Wassers durch die Waͤrme entstehen.Kochten Hrn. Perkins
Roͤhren leer, so ist unfehlbar sein Princip falsch; es erzeugten sich
aber Daͤmpfe in den Roͤhren vor der beladenen Klappe, und
dieser Proceß ist allerdings nicht zu vermeiden, wenn die Hize des Wassers
in den Roͤhren uͤber den Grad steigt, den es unter dem Druke
von 50 Atmosphaͤren anzunehmen vermag. Durch vielfaͤltige
Versuche unter verschiedenem Druke des Wassers und unter verschiedenen
Temperaturen habe ich naͤmlich gefunden, daß Wasser, was auf die Perkins'sche Methode in Gefaͤßen erhizt
wird, Daͤmpfe innerhalb des Gefaͤßes zu entwikeln beginnt,
sobald es die Temperatur uͤberschreitet, die dem Druke entspricht.
Man lasse mich hier etwas ausfuͤhrlicher reden.Wenn Wasser unter irgend einem Druke in einem Gefaͤße kocht, das nicht
ganz mit Wasser gefuͤllt ist, so entweichen dann erst die
Daͤmpfe aus dem Ventil, das den Druk im Kessel bestimmt und
unterhaͤlt, wenn sie eine Elasticitaͤt erreicht haben, die den
Druk des Ventils uͤberwiegt, und nun findet sich, wie bekannt, daß
diese Daͤmpfe bei verschiedenen Elasticitaͤten verschiedene
entsprechende Temperaturen annehmen, und daß die Temperatur des Wassers im
Kessel stets mit der Temperatur der entwikelten Daͤmpfe gleichen
Schritt haͤlt, die auf dasselbe in dem Kessel
zuruͤkdruͤken, d.h., wenn diese daraus auf gewoͤhnliche
Weise entwikelt werden. Die Dampfentwikelung aus diesem Wasser unter dem
hohen Druke beginnt erst constant zu werden, wenn die gesezliche Temperatur
uͤberschritten wird, die den Daͤmpfen zukommt, welche das
Ventil luͤften, und bei demselben ausstroͤmen; so wie Wasser
unter dem Druke der Atmosphaͤre erst Daͤmpfe erzeugt, wenn
mehr Waͤrme zustroͤmt, als noͤthig ist, um es auf
212° Fahrenh. zu erheben und zu erhalten. Der naͤmliche
Vorgang findet Statt in ganz mit Wasser gefuͤllten und erhizten
Gefaͤßen. Gesezt es gehoͤrten Daͤmpfe (d.i. mit Wasser
gehoͤrig saturirte) von 400° Fahrenh. dazu, um ein Ventil von
35 Atmosphaͤren beladen zu oͤffnen, so wird das Wasser bis auf
diese Temperatur im Gefaͤße in seinem Zustande als Wasser verbleiben,
weil der Druk die Entwikelung der Daͤmpfe verhindert; bei
Ueberschreitung dieser Temperatur werden sich aber troz des Druks aufs
Wasser, Daͤmpfe innerhalb des Raumes des Gefaͤßes zu bilden
anfangen, indem der Druk nicht hinreicht, die Dampfbildung in einer
hoͤhern Temperatur, der als solcher ein groͤßerer Gegendruk
auf das Ventil entsprechen muͤßte, zu hindern. Der Druk eines solchen
Ventils ist also durchaus nicht von jenem Druke verschieden, den die
Daͤmpfe auf das Wasser eines Kessels ausuͤben. Ich bin
hieruͤber durchaus im Reinen, fuͤhlte diese Wahrheit auch
gleich bei den ersten Nachrichten uͤber das Perkins'sche Princip und ihre Wichtigkeit als Einwurf dagegen.
Zahlreiche Versuche, die ich mit obigem Apparate und unter allen
moͤglichen Temperaturen und Druk von 1 1/2 bis 50 Atmosphaͤren
anstellte, gaben immer die naͤmlichen Resultate. Bei diesen Versuchen
fanden naͤmlich immer folgende Erscheinungen Statt.Sobald ich das kupferne sehr starke Gefaͤß des Apparates nach seiner
vollstaͤndigen Fuͤllung mit Wasser, und nach Belastung des
Ventils uͤber ein Feuer brachte, so stieg binnen wenigen Minuten ein
daran angebrachtes Manometer, was den Druk der Fluͤßigkeit in, dem
Gefaͤße messen sollte, bis auf den Grad des Druks, der der
jedesmahligen Belastung des Ventils entsprach; eine Folge der Ausdehnung des
Wassers durch seine beginnende Erwaͤrmung. Sobald jener Grad des
Drukes erreicht war, oͤffnete sich das belastete Ventil, und es floß
Wasser in einem fortgehenden Strome ab. Die Untersuchung dieses Wassers gab,
daß es eine hoͤchst geringe Temperatur, ohngefaͤhr die von
90° bis 100° Fahr. besaß. Dieses Abfließen von Wasser dauerte
gleichmaͤßig fort, und das Wasser zeigte eine allmaͤhlig
zunehmende Temperatur. Ein sehr starkes Glasrohr an dem Apparate zur
Pruͤfung des Wasserstandes im Gefaͤße stellte mir dasselbe als
noch immer voͤllig mit Wasser gefuͤllt dar. So wie die
Temperatur des Wassers uͤber denjenigen Grad stieg, der dem Druke
entsprach, womit das Ventil belastet war, so erschien Dampf an
der Klappe, zuerst mit heißem Wasser gemengt, zulezt allein in einem
gleichmaͤßigen Strome ausfahrend. Das Glasrohr zeigte alsdann immer
einen entstandenen Dampfraum im Gefaͤße. Diesen fand ich um so
kleiner, je schwerer das Ventil belastet war, und umgekehrt. Die Ursache
davon lag in dem beginnenden Sieden der Fluͤßigkeit innerhalb des
Gefaͤßes. Diese wallt naͤmlich um so mehr, und kocht um so
eher uͤber, je niedriger der Druk ist, indem die im Wasser
aufsteigenden und das Wallen desselben verursachenden Dampfblasen ein
groͤßeres Volum bei Dampf von minderer als von hoͤherer
Dichtigkeit und Elasticitaͤt annehmen. Das Herauskochen von Wasser
aus dem Ventile mit den hervordringenden und innerhalb des Gefaͤßes
gebildeten Daͤmpfen wurde immer durch die hinreichende Bildung eines,
jedem Druke entsprechenden, Dampfraumes begraͤnzt.Man sieht hieraus, daß, wenn es mit Hrn. Perkins's Princip auch seine Richtigkeit
haͤtte, jede Ueberhizung seines Apparates uͤber 400°
oder 500° ihn zu einem gewoͤhnlichen Kessel machen wird, der
seine Daͤmpfe innerhalb seines Raumes entwikelt, daß also das Wasser
bei einer Belastung des Ventils mit 50 Atmosphaͤren nicht, wie viele
Physiker und Techniker Hrn. Perkins nachgesprochen haben, gluͤhend werden kann,
indem diesem Druke von 50 Atmosphaͤren ohngefaͤhr nur eine
Temperatur von beinahe 500° Fahr. (nach Hrn. Professor Schmidt in Gießen von
175° Réaum. oder 465° Fahr.) zukommt, gluͤhendes
Eisen aber eine Hize von 1070° Fahr. besizt. – Und wie will
Hr. Perkins eine
Ueberhizung des Wassers im Erzeuger, vorzuͤglich beim Anheizen
desselben und bei einem momentanen Stillstande der Maschine erfahren und wie
endlich verhuͤten? –Meine Versuche haben mir ferner aber auch gezeigt, daß der Apparat sich durch
Hinzupumpen von Wasser nie wieder ganz mit solchem fuͤllen
laͤßt, wenn dieser Act des Siedens darin einmahl eingetreten ist, und
die Erhizung desselben durchs Feuer fortgeht, indem die entwikelten und zum
Ventile ausblasenden Daͤmpfe jezt jeden Ueberfluß von Wasser wieder
mit abfuͤhren, und durch das bewirkte Ueberwallen des Wassers sich
einen constanten Dampfraum von nun an im Kessel oder Gefaͤße
erhalten, es muͤßte denn das Hinzupumpen von Wasser in dem Maße Statt
finden, daß das Kochen in dem Gefaͤße aufhoͤrt, und der ganze
Apparat wieder unter diejenige Temperatur gebracht wird, mit der die
Daͤmpfe zum Ventil ausstroͤmen, was eine gewoͤhnliche
Speisepumpe nie vermag, da sie nur auf den Ersaz des Wassers berechnet ist,
was verdampft, und jedem richtig construirten Dampfkessel wenigstens 4 bis 5
Mahl so viel Hize zugefuͤhrt wird, als noͤthig ist, um das in
ihn gefoͤrderte Speisewasser auf die gesezliche Temperatur zu heben.
Aus diesem leztern Grunde muß aber auch Hrn. Perkins Apparat sogleich zu einem
gewoͤhnlichen Kessel werden, selbst wenn Hr. Perkins in der Kalkulation der
Feuerberuͤhrungsflaͤche so weit gefehlt haͤtte, daß nur
ein geringes Uebergewicht zwischen Zufuͤhrung von Hize durch das im
Ofen angewendete Feuer und Entziehung von Waͤrmestoff durch das
Speisewasser Statt faͤnde, und sein neues Princip zerfaͤllt
also in ein Nichts.Ich bin aber auch durch meine eigene Erfahrung an seiner zulezt erbauten, und
im Register of arts and sciences (Mai 12, 1827.)
beschriebenen Dampfmaschine belehrt worden, daß Perkins's Erzeuger schon vor der beladenen Klappe Daͤmpfe
entwikelt. Bei Naͤherung meines Ohres an diese Klappe habe ich
naͤmlich stets ein fortwaͤhrendes gleichmaͤßiges
Brausen wahrgenommen, was deutlich beweiset, daß Daͤmpfe und kein
Wasser durch diese Klappe dringen. In lezterm Falle wuͤrde
naͤmlich das Geraͤusch stoßweise und gleichzeitig mit den
Huben der Drukpumpe haben Statt finden muͤssen. Dieses Brausen
dauerte auch sogar bei cessirender Wirkung der Drukpumpe fort. Bei genauer
Beobachtung des Gewichthebels der Klappe konnte ich auch nie eine stoßweise
luͤftende Bewegung desselben bemerken. Daß Hrn. Perkins erste Generatoren von Glokengut
am obern Theile, wo das Feuer des Ofens doch am wenigsten darauf wirken
kann, immer den hoͤchsten Grad von Hize annahmen (London Journal of arts and sciences, vom Monat
Mai 1824) deutet, ebenfalls auf das Vorhandenseyn eines Dampfraumes in
demselben, indem dieser Theil bei der Beruͤhrung von Wasser an seinen
innern Waͤnden eben keine hoͤhere Hize, als die untern, dem
staͤrksten Feuer ausgesezten Stellen haͤtte annehmen
koͤnnen.Uebrigens ist es aber auch nicht schwer, die nothwendige und wirkliche
Verwandlung des in den Generator gefoͤrderten Speisewassers troz des
Druks von 50 bis 60 Atmosphaͤren, worunter es, wie ich mich wohl 20
Mahl selbst uͤberzeugt, in dem Generator der neuesten jezt in den
Catharinendocks arbeitenden Maschine gehalten wird, nach dem
Vorausgeschikten aus dem Verhaͤltnisse zu beweisen, worin die per
Secunde in demselben gefoͤrderte Wasserquantitaͤt zu der
Feuerberuͤhrungsflaͤche derjenigen seiner Roͤhren
steht, worin dieses Wasser unter Druk erhizt wird.Wenn naͤmlich diese Roͤhren, deren Anzahl sich auf 20
belaͤuft, uͤber 1 1/2 Zoll innern Durchmesser, folglich einen
innern Umfang von ohngefaͤhr 5 Zoll haben und eine Laͤnge von
40 Zollen (bei 4 Fuß Laͤnge) dem Feuer des Ofens ausgesezt sind, so
ergibt sich hieraus fuͤr jedes Rohr eine innere, dem Wasser darin
Hize mittheilende Oberflaͤche von5 × 40 = 200 Quadratzollen = 1,39 Quadratfußenfuͤr alle 20 Roͤhren also von1,39 × 20 = 27,80 Quadratfußen.Da die aͤußere Feuerberuͤhrungsflaͤche dieser auswendig
prismatisch geformten Roͤhren indessen weit groͤßere
Dimensionen hat, indem die Breite jeder ihrer 4 Seiten 5 Zoll, der Umfang
derselben also 20 Zoll betraͤgt, und die ganze der Wirkung der Flamme
ausgesezte Flaͤche hiernach an dem einzelnen Rohre auf20 × 40 = 800 Quadratzoll = 5,5 Quadratfuß,die aller 20 Roͤhren zusammen aber auf 110
Quadratfuß sich belaͤuft, so kann bei dem großen Uebergewichte in der
Groͤße der Feuerberuͤhrungsflaͤche der wirklich
erreichte Effekt in Hinsicht der Hizemittheilung aus Wasser wenigstens so
angenommen werden, als wenn uͤber 2/3 der aͤußern
Feuerberuͤhrungsflaͤche die Beruͤhrung zwischen Feuer
und Wasser vermittelte, 80 Quadratfuß also wirklich zur Erwaͤrmung
des Wassers operirten.Wenn nun erwiesen ist, daß 20 Quadratfuß solcher
wirklich operirenden Flaͤche an einem Siedekessel in jeder Sekunde
einen Kubikfuß Dampf (siehe Gilbert's Annalen der
Physik, Jahrgang 24, Stuͤk 2, S. 227.) von atmosphaͤrischem
Druke bei mittlerer Feuerung liefern, so wuͤrden diese 80 Quadratfuß
fuͤr diese Zeit geben80/20 = 4 Kubikfuß Dampf.Diese 4 Kubikfuß Dampf enthalten nach bekannten Erfahrungen so viel
Waͤrmestoff, daß jeder derselben 5,5 Kubikzoll Wasser von 32°
Fahr. (0° Reaum.) auf 212° Fahr. (80° Reaum.) heben
kann; daß alle insgesammt also4 × 5,5 = 22 Kubikzoll Wasser von 32° auf die zulezt genannte
Temperatur bringen muͤssen. Diese 22 Kubikzoll Wasser wuͤrden
daher auch von den obigen 20 Roͤhren von 32° Fahr. auf den
Siedepunct erhizt werden. Wenn Hr. Perkins nun in jeder Sekunde noch nicht
einmahl 5 Kubikzoll schon wenigstens bis auf 100° Fahr.
erwaͤrmtes Wasser in seinen Generator druͤkt, so wird diesen 5
Kubikzollen nach dem Verhaͤltnisse der durch den Kessel
moͤglichst zu erhaltenden eben berechneten Quantitaͤt bis auf
212° erhizten Wassers, wenigstens eine 5 Mahl so hohe Temperatur
mitgetheilt werden koͤnnen, als diese berechnete Quantitaͤt
besizt, ihre Temperatur vor der beladenen Klappe des Perkins'schen Erzeugers also auf 1000° steigen, eine Hize,
die uͤber noch einmahl so groß ist, als Dampf von 50
Atmosphaͤren nach Hrn. Professors Schmidt in Gießen Berechnung besizt, die sogar
der Rothgluͤhhize des Eisens entsprechen wuͤrde.Wird sich hiernach alles Wasser vor der beladenen Klappe unter dem Druke von
50 bis 60 Atmosphaͤren als Wasser halten koͤnnen? wird der
Ueberschuß von Waͤrmestoff nicht vielmehr schon zu seiner Verdampfung
vor derselben verwandt werden? –
c) Es war nun die gewoͤhnliche ungleiche Wirkung
der Flamme auf ein Roͤhrensystem aufgehoben. Sowohl die obere als untere
Flaͤche der Roͤhren wurde gleichmaͤßig durch die Metallmischung
erhizt. Ich konnte also hier erwarten, daß in meinem Entwikler auch eine mehr gleiche und
kraͤftige Dampfentwikelung an dem ganzen Umfange der Roͤhren Statt
finden wuͤrde, waͤhrend die Unvollstaͤndigkeit in der
Wasserberuͤhrung derselben keine Nachtheile fuͤr ihre Struktur mit
sich brachte, sie auch nicht, wie bei gewoͤhnlichen Roͤhrenentwiklern
durch den ungleichen
Angriff der Flamme leicht gebogen, und theilweise und im Ganzen schneller
zerstoͤrt wuͤrden. Es war bei einer solchen zwekmaͤßigen und
die bisherigen Nachtheile vermeidenden Erhizung meiner Roͤhren daher
endlich
d) ohne Gefahr das vortreffliche Einsprizungsprincip,
wodurch ich die Dampfentwikelung in einem Entwikler vollkommen in meine Gewalt zu
bringen vermag, einzufuͤhren.
Da ich die Feuerberuͤhrungsflaͤche der das leichtfluͤßige Metall
haltenden Gefaͤße, die ich schlechtweg immer die Metallgefaͤße nennen
werde, durch kuͤnstliche Formen bedeutend vergroͤßern, und sehr leicht
in das Verhaͤltniß von 6 zu 1 zu der Verdampfungsflaͤche der
Roͤhren sezen kann, ohne alle die Unannehmlichkeiten fuͤrchten zu
duͤrfen, die eine kuͤnstliche Vergroͤßerung dieser
Flaͤche an den gewoͤhnlichen Kesseln bringt, und wozu ich
vorzuͤglich das Ueberwallen rechne, so war einzusehen, daß ich bei der
Annahme eines solchen Hizemittheilungsprincips große Vortheile an Einfachheit und
Raumersparung des Apparates gewinnen wuͤrde; ohne alle die Nachtheile zu
erfahren, die ein gewoͤhnlicher Roͤhrenapparat unfehlbar bringt, und
die deßhalb seine Anwendung so schwierig und in vielen Faͤllen
unmoͤglich machen.
2) So sehr viel Einfluß der geringe Umfang und eine beschraͤnkte Ausdehnung
fuͤr einen Entwikelungsapparat sehr hochdruͤkender Daͤmpfe hat,
so sehr war ich zugleich besorgt, die Entwikeluͤngsroͤhren von einem
Materiale verfertigen zu lassen, das mit gehoͤriger Festigkeit einen hohen
Grad von Zaͤhheit verbindet. Ich versuchte in dieser Hinsicht zuerst
Roͤhren von Kupfer; die Bemerkung indessen, daß das Zinn der
leichtfluͤßigen Metallmischung das Kupfer aufloͤset und
zerstoͤrt, zwang mich, zu geschmiedet eisernen meine Zuflucht zu nehmen, die
auch bisher allen Erwartungen entsprechen. Proben, die ich mit solchen
Roͤhren anstellte, uͤberzeugten mich, daß sie bei einem aͤußern
Durchmesser von 2 Zoll und 1/4 Zoll Metallstaͤrke mehr als einen Druk von 500
Atmosphaͤren aushalten koͤnnen, der den gesezlichen, in meinem
Entwikelungs-Apparate angewandten, um das Zehnfache uͤbertrifft, also
die Sicherheit bei ihrer eigentlichen Anwendung verbuͤrgt, vorzuͤglich
wenn
3) Meine Vorsicht bei der Anwendung der leichtfluͤßigen Metallmischung darauf
rechnete, daß die Struktur dieser Roͤhren durch Einwirkung der Metallmischung
in keiner Hinsicht nachtheilig veraͤndert oder zerstoͤrt wird, in dem
Falle, daß kein uͤbermaͤßiger Hizegrad im Apparate die Metallmischung
roth oder gar weißgluͤhend macht. Im. leztern Zustande geht naͤmlich
das Zinn auch mit dem Eisen eine Verbindung ein, die dieses bald zerstoͤrt.
Dieser große Hizegrad ist aber auf eine sehr sichere Weise bei Anwendung meines
Hizeregulators abzuhalten. Waͤhrend des Ganges der Maschine ist ein solcher
schon an sich nicht recht moͤglich, und waͤhrend des
temporaͤren oder laͤngern Stillstandes derselben, selbst ohne
Hizeregulator, bei einiger Aufmerksamkeit des Heizers leicht zu verhuͤten, wenn zur rechten
Zeit das Feuer gedaͤmpft wird.
Die laͤngere Erhaltung der Entwikelungsroͤhren, also desjenigen
Organes, von welchem die Gefahr moͤglicher Weist ausgehen kann, ist einer der
vorzuͤglichsten Vortheile meines Entwikelungsapparates in Ruͤksicht
seiner Gefahrlosigkeit, und dieser Vortheil um so mehr beachtenswerth, als derselbe
noch an keinem der bisherigen Dampfkessel verwirklicht erscheint. Dieserhalb kann
man auch von lezteren behaupten, daß sie nur auf eine bestimmte Zeit sicher genannt
werden koͤnnen. Bei Anwendung von Apparaten zur Entwikelung sehr
hochdruͤkender Dampfe, in welchen die Hize einen sehr hohen Grad erreicht,
wuͤrde bei der Heizung auf dem gewoͤhnlichen Wege dieser Umstand noch
mehr Gewicht dadurch gewinnen, daß die Metalle, woraus sie construirt werden
koͤnnen, durch die groͤßere Hize mehr leiden, und schneller
zerstoͤrt werden. Obgleich solche Apparate vor dem Gebrauche immer einer sehr
starken Probe ausgesezt werden, so koͤnnen sie doch bald durch die stete
unmittelbare Einwirkung des Feuers in einen Zustand versezt werden, wo ihre
Sicherheit verdaͤchtig wird, und sehr zu beklagen ist es immer gewesen, daß
dieser Zustand oft eintritt, und durch Unvorsichtigkeit und schlechte Behandlung
eher herbeigefuͤhrt werden kann, ehe man ihn vermuthet, ja daß man sogar
uͤber denselben gewoͤhnlich nicht eher Licht erhaͤlt, als bis
ein Ungluͤk dadurch geschehen ist. Die Fehler solcher Apparate liegen oft so
verstekt, und die Zeichen der Zerstoͤrung sind oft so ungewiß und
unzuverlaͤßig, daß selbst Kunstverstaͤndige bei planmaͤßig
vorgenommenen Untersuchungen daruͤber im Dunkeln bleiben koͤnnen.
Aber auch selbst dann, wenn mein Generator endlich dem Zahne der Zeit und nachtheilig
wirkender Potenzen, welchen er, bei gehoͤriger Behandlung gewiß 10 Mahl
laͤnger als gewoͤhnliche Kessel widerstehen wird, unterliegen sollte,
so ist bei seinem Bersten nicht einmahl Gefahr zu fuͤrchten, indem das
geschmiedete Eisen dem Druke der Daͤmpfe langsam nachgibt, und an einer
schwachen Stelle ohne alle Gefahr aufreißt. Der Dampf entladet sich aus einem
solchen Nisse langsam und ohne Explosion, wie ich es selbst an einem meiner
Generatoren erfuhr, an dem 2 Entwikelungsrroͤhrem aufrissen, ohne daß es
irgend Jemand an etwas anderem gemerkt haͤtte, als an der
Unmoͤglichkeit die Maschine in Gang zu sezen, und den Daͤmpfen
Spannung im Kessel zu geben. Die zur Zeit in meinem Entwikler angehaͤufte
Quantitaͤt Dampf und Wassers ist aber auch von so geringer Ausdehnung, daß
selbst bei einem moͤglichen Zerspringen der Roͤhren kaum irgend ein
Nachtheil dadurch entstehen kann. Auch wird die Dampfmasse beim Zerspringen durch
keine neue Dampfbildung aus einem großen Wasservorrathe vergroͤßert, wie dieß beim Bersten der
bisherigen Kessel, vorzuͤglich der der Hochdrukmaschinen, der Fall ist. Man
irrt naͤmlich, wenn man glaubt, daß die Zerstoͤrungen, die das
Zerspringen der gewoͤhnlichen Kessel, vorzuͤglich der
Hochdrukmaschinen hie und da angerichtet hat, allein derjenigen Dampfmasse
zuzuschreiben sey, die sich bei der Explosion gerade im Kessel angehaͤuft
befindet. Diese wuͤrde, zumahl da ein Theil derselben bei der Explosion durch
die Beruͤhrung der Luft sich augenbliklich verdichtet, in dem Maße nicht
verheerend werden koͤnnen, daß ganze Gebaͤude und Schiffe dadurch in
die Luft gesprengt werden, wenn nicht die frei werdende Dampfmasse durch eine weit
groͤßere sich augenbliklich aus einem Theile der Wassermasse des Kessels
entbindende verstaͤrkt wuͤrde. Dieser Umstand faͤllt bei meinem
Entwikler ganz weg, da sich kein namhafter Wasservorrath in demselben befindet, der
auf diese Weise und durch das Bruͤhen der umstehenden Menschen nachtheilig
werden koͤnnte.
Wenn aber mein Entwikler so lange Zeit in einem erprobt sichern Zustande zu erhalten
ist, so kann man ihn sicher allen denen Apparaten an die Seite stellen, die, bei
sehr großer Staͤrke des wirksamen Druks elastischer Fluͤßigkeit darin,
weniger zerstoͤrenden Potenzen ausgesezt sind, als ein Dampfkessel, z.B. den
Feuergewehren, bei deren taͤglichen und allgemeinen Anwendung es keinem mehr
einfaͤllt, an die moͤgliche Gefahr des Zerspringens einmahl zu denken,
obgleich wie Hutter und Prechtl berechnet, das explodirende Pulver mit einem ploͤzlichen
Ducke von 2000 Atmosphaͤren auf den Gewehrlauf wirkt.Jahrbuͤcher des polytechnischen Institutes in Wien, Bd. 9. S. 21. Ein Dampfkessel wird dadurch zu einem gefaͤhrlichen Werkzeuge, daß er
stets der zerstoͤrenden Wirkung des Feuers ausgesezt ist, waͤhrend die
uͤbrigen Theile der Dampfmaschinen (und zwar der Hochdrukmaschine), bei
gleichem Druke des Dampfes darin, noch bisher keine Ursache zu irgend einem
Ungluͤk gaben, was der Zerstoͤrung derselben durch den Dampfdruk
gerechter Weise beizumessen sey.
Daß die Zerstoͤrung meiner Roͤhren von innen aus sehr schnell durch
Oxydation des Eisens vor sich gehen sollte, wie ein anonymer Beurtheiler meines
Apparates (siehe Repository of Patent-Inventions,
Febr. 1826; polytechn. Journal, Bd. XIX. S.
494.) meint, indem ein Theil des zu verdampfenden Wassers durch die Hize
zersezt wird, ist unrichtig und durch meine bisherigen Erfahrungen durchaus
widerlegt. An einem Generator, der laͤnger als ein viertel Jahr hindurch
taͤglich gebraucht ist, habe ich nicht allein keine Oxydation innerhalb der
Roͤhren bemerkt, sondern dieselben auch auf ihrer aͤußern
Oberflaͤche wie neu, und eben aus der Schmiede hervorgegangen befunden.
Uebrigens ist eine wirklich namhafte und Gefahr bringende Zersezung des Wassers in
eisernen Roͤhren auch nur erst bei Rothgluͤhhize des Eisens
(1070° Fahr.) anzunehmen, von welcher meine Roͤhren stets weit
entfernt bleiben, indem ihre Erhizung selten uͤber den Bleischmelzpunkt geht.
Ihrer zu starken Erhizung vorzubeugen, war aber auch
4) ein Hauptgegenstand meiner Bestrebungen, woher ich die Anordnung eines
Hizeregulators traf, der fuͤr die gehoͤrige und zwekmaͤßige
Versorgung der Metallmischung mit der noͤthigen Hize bestimmt ist, und jede
schaͤdliche Ueberhizung derselben durch augenblikliche Daͤmpfung des
Feuers verhuͤtet. Seine Gegenwart ist bei Einfuͤhrung des
Injektionsprincips um so wichtigerEs war sehr schwer, die englischen Maschinenbauer und meine Herren
Interessenten in England von der Wichtigkeit desselben zu
uͤberzeugen. Leztere wurden erst von dieser durchdrungen, als ein
Entwikelungsapparat, der wegen der Schwierigkeit, meinen zuerst
vorgeschlagenen und im Patente aufgefuͤhrten Hizeregulalor in Hrn.
Engineer Burtons
Maschinebauwerkstaͤtte luftdicht herzustellen, ohne denselben blieb,
durch seinen Mangel einmahl sehr in Gefahr kam., als dabei die Dampfentwikelung in dem Apparate nicht immer ganz gleich ist,
und folglich die der Metallmischung durch's Feuer mitgetheilte Hize ihr
unregelmaͤßig wieder entzogen wird. Unentbehrlich ist er endlich dann, wenn
die Leistungen der Maschine unter den normalen Effect besonderer Umstaͤnde
wegen gebracht werden muͤssen, oder dieselbe gar oͤfters momentan
angehalten wird. Da im ersten Falle die Entziehung der Hize im Apparate in ein
unguͤnstiges Verhaͤltniß zum Zufluße derselben tritt, im leztern die
Verwendung derselben sogar ganz aufhoͤrt, so wuͤrde bei fortgehender
starker Feuerung die Metallmischung bald einen gefaͤhrlichen Grad der Hize
erreichen, und schnell oxydirt und sublimirt werden, waͤhrend der Entwikler
selbst eine baldige Zerstoͤrung erleidet, auch eine Zersezung der
Daͤmpfe im Generator, so wie eine nachtheilige Uebersaturation derselben mit
freier Waͤrme vor sich gehen, wenn hier nicht Huͤlfe geleistet
wuͤrde.Hrn. Perkin's und Hrn.
Mac Curdy's
Dampfentwikelungsapparate sind, wegen einer fehlenden Regulation der Hize,
allen diesen Unannehmlichkeiten, mit Ausnahme der Oxydation der
Metallmischung, in einem hohen Grade ausgesezt. Hr. Perkins hat sich bei seinen ersten
Maschinen zwar dadurch zu helfen gesucht, daß er den Maschinenwaͤrter
beim momentanen Stillstande der Maschine so lange an der Speisepumpe mit der
Hand arbeiten ließ, bis das Spiel der Maschine wieder begann; Hrn. Mac Curdy's Erzeuger von
Schmiedeeisen sind indessen wirklich bald ein Raub des Feuers geworden. Ich
habe mehrere davon gesehen, die nach sehr kurzem Gebrauche schon gebogen und
zerstoͤrt waren. Der Schmidt, bei dem ich seine Roͤhren liegen
sah, versicherte mich, daß ein Kessel nach dem Mac
Curdy'schen Plane wenigstens 3 Mahl so viel, als ein
gewoͤhnlicher von gleicher Wirksamkeit koste. Die einzelnen
Roͤhren waren ohngefaͤhr 7 Fuß lang, hatten 8 Zoll
aͤußern Durchmesser, und beinahe 1 Zoll Metallstaͤrke. Man
kann sich leicht denken, welch ein Stuͤk Arbeit solche Roͤhren
fuͤr einen Schmidt sind. Der Heizer ist nicht im Stande, alle noͤthigen Modificationen der
Hize im Apparate, selbst
bei der gespanntesten Aufmerksamkeit, zu bemerken, noch viel weniger sein Feuer
ihnen gemaͤß zu reguliren. Und wo vollends das Heizungsgeschaͤft von
rohen, ununterrichteten und nachlaͤßigen Arbeitern verrichtet wird, da
wuͤrde der Entwikelungsapparat ohne ein solches regulirendes Werkzeug bald
verloren seyn.
Eine regelmaͤßige und gleiche Erhizung der Metallmischung ist aber auch in
Hinsicht einer moͤglichst gleichmaͤßigen Dampfentwikelung im Generator
nothwendig, und leztere kann nicht leicht den zur Betriebsezung der Maschine
noͤthigen Gang behaupten, wenn die zu verdampfenden Wassermassen bald auf zu
wenig, bald auf zu stark erhizte Waͤnde des Entwiklers treffen. In beiden
Extremen ist gewoͤhnlich die Dampfentwiklung bedeutend vermindert, indem zu
kalte Waͤnde dem Wasser zu wenig Hize mittheilen, zu heiße dasselbe,
vorzuͤglich wenn sie rothgluͤhend sind, von sich zuruͤkwerfen,
ohne es in Dampf zu verwandeln.Hr. Perkins spricht
viel von dieser zuruͤkstoßenden Kraft der Hize, und erzaͤhlt,
um dieß zu beweisen, Wundergeschichten (siehe technical Repository, Octob. 1827. S. 249. – Dingler's polytechn.
Journal, Bd. XXVI. S. 392.) Ich muß
aufrichtig bekennen, daß mich schon immer ein unwiderstehlicher Skepticismus
befaͤllt, wenn Hr. Perkins von seinen Beobachtungen spricht. Seine Phantasie
ist, wie die Erfahrung, bewiesen, zu rege, um von ihm erwarten zu
koͤnnen, daß er diese Beobachtungen mit gehoͤriger Ruhe und
Unbefangenheit angestellt habe. Schon die Sprache seiner Aufsaͤze
zeigt immer von einem hohen Grade der Verzuͤkung, die leicht zur
Uebertreibung fuͤhrt.Ich habe in meinem Generator die zuruͤkstoßende Kraft der Hize nur
dann von einigem Einfluße gesehen, wenn die Temperatur des Apparates sehr
groß, d.h. die der Roth- oder Weißgluͤhhize war. Hrn.
Perkins
Dampfatmosphaͤre am Boden der Kessel ist eine uͤberspannte
Idee, wenigstens wird sie durch das loc. citat.
angegebene Experiment nicht bewiesen, da dabei doch Dampf aus dem Loche
ausgefahren seyn wuͤrde, der sich bei Aufhebung des Druks im
Generator aus dem erhizten Wasser erzeugt haͤtte. Ich habe in meinem
Apparate unter sehr hoher Hize gearbeitet, so daß die Metallmischung und die
Roͤhren desselben rothgluͤhend waren, aber deßwegen
stroͤmte der Dampf an undichten Stellen mit großer Gewalt heraus, und
aus dem Risse einer rothgluͤhenden, schlecht geschweißten
Roͤhre drang einmahl aller Dampf des Entwiklers in dem Maße, daß ich
gar keine Spannung gewinnen konnte, und die Maschine voͤllig still
stand. Es war sogar noch ein Theil der Metallmischung durch den Dampf aus
den Metallgefaͤßen herausgeworfen. Wenn Hize in dem Grade Wasser
zuruͤkstieße, als Hr. Perkins glauben machen will, warum bewirken denn, (wie Hr.
Perkins selbst
anfuͤhrt), Wassertropfen in den Eisengießereien so große Explosionen
in dem Augenblike, als das fließende Eisen damit in Beruͤhrung kommt?
Ich sah einmahl, daß ein Gaͤrtner in Rostock eine eiserne Stange in
der Oeffnung eines Steins durch Herumgießen von Blei befestigen wollte. In
der Oeffnung war etwas Feuchtigkeit, und das
rothgluͤhende Blei fuhr mit einer solchen Explosion zu demselben
heraus, daß es beinahe zu Staub zersplittert, nicht allein den ganzen
Gaͤrtner (jedoch ohne Schaden) inkrustirte, sondern auch den
groͤßten Theil seines Hauses wie mit Silberschaum uͤberzog.
Was Hr. Perkins an der
angefuͤhrten Stelle bei Bohrung des Loches in den Generator
beobachtete, beruht gewiß auf einem Irrthume. Das Loch hat sich vielleicht
durch Inkrustationen verstopft, die bei nachlassender Hize sich wieder
geloͤset hatten, und Risse an seinem Generator schlossen sich
vielleicht auf dem naͤmlichen Wege. Sollte die Oeffnung auch wohl die
ganze Wand des Generators durchdrungen haben, oder vielleicht nicht der vor
dem Experimente und der Anheizung des Apparates in dieselbe getriebene
Pfropfen beim Ausziehen waͤhrend des Gluͤhens abgebrochen, und
der stekengebliebene Theil desselben bei der erfolgten
Temperatur-Verminderung des Apparates durch die Zusammenziehung der
Metalle vielleicht loker geworden seyn? – Hr. Perkins hat auf jeden Fall die Sache
nicht genau genug untersucht.Wenn er die Bildung einer solchen Dampfatmosphaͤre durch starken Druk
zu verhuͤten meint, worunter er das Wasser in seinem Generator
erhaͤlt, so zerfaͤllt nach meinen vorausgeschikten
fruͤhern Bemerkungen diese Ansicht schon in ein Nichts, indem ich
bewiesen habe, daß sein Generator schon vor der beladenen Klappe
Daͤmpfe erzeugt, also dort alle bei der Dampfentwiklung in
gewoͤhnlichen Siedegefaͤßen Statt findenden Phaͤnomene
in sich schließen muß. Wer sagt denn aber auch, daß Wasser in verschlossenen
gewoͤhnlichen Siedegefaͤßen nicht unter Druk stehe? Habe ich
naͤmlich nicht durch viele Erfahrungen und Versuche erwiesen, daß ein
Drukventil keine andere Wirkung auf das Wasser eines Erzeugers
ausuͤbe, als der auf's Wasser in demselben zurukdruͤkende
Dampf? – Druk ist Druk! und Hr. Perkins gibt sich und dem von ihm
hervorgebrachten Druke bloß ein uͤbermaͤßiges Gewicht, wenn er
glaubt, daß die Einrichtung seines Generators dem Wasser und dem Dampfe
andere physische Eigenschaften aufdringe, als die sind, die wir allenthalben
in der Natur an demselben wahrnehmen. (Siehe Beitraͤge zur
Gewerb- und Handelskunde, von Heinrich Weber. Jahr 1825, S. 68. oben.) In diesem Falle faͤhrt das Wasser mit Gewalt aus den Roͤhren,
dringt nicht selten in die Maschine, und hebt ihren schon schwachen Gang vollends
auf. Bei einem gewoͤhnlichen Dampfkessel, der immer mit Wasser
gefuͤllt ist, und in welchem diese stete Fuͤllung die zu starke
Erhizung der vom Wasser bespuͤlten Waͤnde verhuͤtet, ist
freilich eine solche Genauigkeit in der Regulation des Feuers nicht noͤthig,
dafuͤr erwaͤchst aber auch fuͤr ihn eine groͤßere Gefahr
durch den regelmaͤßigen Fortgang seiner Dampfentwikelung bei verschiedenem
Dampfbeduͤrfnisse oder momentanen Stillstande der Maschine; die Gefahr
seiner Explosion durch zu starke Anhaͤufung von Daͤmpfen ist also dann
am groͤßten, wo sie bei meinem Apparate am geringsten ist, indem in lezterem
bei cessirender Einsprizung auch die Dampfentwikelung aufhoͤrt. Dieser große
Nachtheil gewoͤhnlicher Kessel uͤberwiegt weit den
vorerwaͤhnten Vortheil, und mein Apparat mit einem guten Hizeregulator ist
ihnen gewiß fuͤr alle Faͤlle vorzuziehen, da bei ihm nicht nur die
Gefahr seiner Ueberhizung abgewendet ist, sondern er auch in dem Augenblike, wo
erstere unnuͤz Dampf, und Hize aus dem Sicherheitsventile in die Luft senden,
diese in der Metallmischung ansammelt, und sie fuͤr den naͤchsten
Gebrauch aufspart.
Der Gefahr einer Ueberhizung der Metallmischung ist aber auch in der Hinsicht auf
alle moͤgliche Weise vorzubeugen, als bei eintretender Rothgluͤhhize
derselben, und des Generators aus den darin angehaͤuften Daͤmpfen
leicht ein explodirendes Gas entwikelt wird, dessen Entzuͤndung theils eine
Explosion hervorbringen kann, wenn es mit einem Antheile atmosphaͤrischer
Luft auf irgend eine Weise vermischt wird, dessen Entwikelung theils aber auch eine
stete Absezung von Sauerstoff an das Eisen des Generators voraussezt, wodurch die
Roͤhren von innen aus zerstoͤrt werden. Lezterer Umstand ist bei
meinem Generator, wie ich glaube, von mehr Gewicht, als der erstere, indem bei dem geringen
kubischen Inhalte des ganzen Entwiklers keine bedeutende und gefaͤhrliche
Anhaͤufung von jenem Gase streng genommen moͤglich ist.
Daß ich die Regulation meines Feuers von der Hize der Metallmischung abhaͤngig
machte, war eine natuͤrliche Folge obiger Betrachtungen. Von ihr ging in
Faͤllen der Ueberhizung des Apparates aller Nachtheil aus, von ihr mußte also
auch die Huͤlfe kommen. Eine Regulation der Feuerung durch den Gouvernor der
Maschine, oder durch die Spannung der Daͤmpfe im Generator haͤtte ganz
ihren Zwek verfehlt, indem beide beim Stillstande der Maschine und gehemmter
Einsprizung im Entwikler unwirksam werden. Durch beide Arten der Regulation
wuͤrden sogar ganz verkehrte Resultate in so ferne erreicht worden seyn, als
bei verminderter oder gehemmter Einsprizung in den Generator durch sie die
Ofenklappe mehr geoͤffnet worden waͤre, was doch unseren Forderungen
ganz zuwider ist. Ich hoffe, daß aus diesem Gesichtspuncte angesehen, jedem die
große Verschiedenheit meines Hizeregulators von den bisherigen Apparaten dieser Art,
die groͤßtentheils durch die Spannung der Daͤmpfe im Kessel in
Thaͤtigkeit gesezt werden, einleuchten wird. Diese erreichen zwar bei dem
Gebrauche gewoͤhnlicher Kessel in so ferne ihren Zwek, als bei gehemmter
Arbeit der Maschine die Dampfentwikelung im Kessel fortgeht, bei meinem Apparate
konnte ich aber durchaus keinen Nuzen daraus ziehen.
Die Wirkung meines Hizeregulators ist, d.h. wenn er die Luftklappe im Ofen zu
gehoͤriger Zeit schließt, so genuͤgend, daß selbst bei der
staͤrksten Feuerung nach dem Schlusse der Klappe jede Ueberhizung des
Metalles unmoͤglich wird. Immer habe ich bisher bemerkt, daß alsdann dem
Apparate nur so viel Waͤrmestoff mitgetheilt wird, als noͤthig ist; um
die Metallmischung eben auf dem gehoͤrigen Grade der Hize zu erhalten. Ich
habe diesen Umstand auf eine sehr vortheilhafte Art zur Ersparung von Brennmaterial
benuzt, indem ich des Abends nach vollendeter Arbeit der Maschine, den Rost noch
voll Kohlen schuͤtten, und nun die Luftklappe schließen lasse. Diese Kohlen
verbrennen alsdann so langsam und allmaͤhlig, und mit so weniger Entwikelung
von Hize, daß die Metallmischung ohne alle Ueberhizung viele Stunden lang
fluͤßig erhalten wird. Auf diese Art wird den andern Morgen beim Anheizen
aͤußerst wenig Brennmaterial und eine sehr kurze Zeit erfordert, um den
Entwikelungsapparat wieder in den gangfertigen Zustand zu versezen.
Mein Hizeregulator gibt aber auch beim Anheizen meines Entwikelungsapparates ein
sicheres Merkmahl fuͤr die gehoͤrige Erhizung der Metallmischung.
Sobald diese naͤmlich die Temperatur von 600° Fahrenh. erreicht hat, beginnt
der Hizeregulator seine Wirkung zur Schließung der Luftklappe im Ofen, und theils an
der Bewegung desselben, theils an einem unten beschriebenen Merkmahle daran kann der
Maschinenwaͤrter den richtigen Zeitpunct fuͤr das Anlassen der
Maschine bemerken.
Der ganze Apparat ist uͤbrigens so erstaunlich einfach, daß jeder gemeine
Arbeiter, ja ich moͤchte sagen, jeder Grobschmidt ihn verfertigen und in Gang
sezen kann. Er verlangt weder besondere Pflege, noch Wartung, noch Kosten, als von
Zeit zu Zeit etwas Zuschuß von Wasser, und das heißt die Erreichung eines wichtigen
Zwekes gewiß auf einem sehr einfachen Wege bewerkstelliget.
5) Wir kommen endlich noch zu einem der wichtigsten Grundsaͤze, worauf ich die
Gefahrlosigkeit meines Apparates baute, naͤmlich auf eine gehoͤrige
Leitung der Dampfentwikelung in demselben. Ich wollte diese naͤmlich ganz in
meine Gewalt bringen, sie nach dem Beduͤrfnisse der Maschine
verstaͤrken und vermindern, ja im Nothfalle und beim Stillstande denselben
ganz aufheben koͤnnen, und dadurch, daß ich sie ganz dem Beduͤrfnisse
der Maschine unterordnete, und durch diese leiten ließe, jede Ueberfuͤllung
des Apparates mit Daͤmpfen, selbst beim Mangel der Sicherheitsventile und
anderer der gewoͤhnlichen Sicherheitsmaßregeln, verhuͤten.Ein jeder Dampfentwikler, der eine große Quantitaͤt Wasser faßt, kann
Explosion verursachen, in so ferne als diese Wassermasse beim Freiwerden
eine große Menge Dampf aus sich entwikelt, die um so groͤßer ist,
unter je hoͤherm Druke es stand, und um so staͤrker es erhizt
war. Wenn Hr. Perkins
behauptet, sein Generator, bringe keine Gefahr, weil er bloß Wasser und
keinen Dampf enthalte, so ist dieß ein leeres Geschwaͤz. Uebt denn
dieses Wasser nicht einen sehr hohen Druk auf die Waͤnde desselben
aus, ja einen noch staͤrkern, als der Dampf, den er daraus entwikelt?
und ist dieses Wasser (um ihn mit meinen eigenen Worten zu schlagen) nicht
in einem bestaͤndigen Streben begriffen, sich auszudehnen, und wird
es (nach seiner Theorie) beim Freiwerden nicht auch ganz in Dampf zerblizen, der große Zerstoͤrungen
anrichten kann? – Warum sollte ein sonst gefaͤhrlich
construirtes Gefaͤß, wie sein erster bombenartiger Erzeuger, von
dessen Gefahrlosigkeit so viel Laͤrm gemacht worden ist, war, bei
seinem Princip weniger gefaͤhrlich seyn, als wenn der Dampf in ihm
selbst erzeugt wuͤrde? – Und gesezt, Hr. Perkins haͤtte hier irgend etwas
fuͤr sich, ist denn sein Generator das, wofuͤr er ihn
haͤlt? Ist er stets ganz mit Wasser gefuͤllt? – (Man
vergleiche hier das oben Gesagte.)
Dieser Umstand ist bei allen bisherigen Kesseln und selbst bei dem Perkins'schen Erzeuger unausgefuͤhrt geblieben,
und ist doch nicht allein eine reichliche Quelle mannigfacher Bequemlichkeiten,
sondern hat fast den wichtigsten Einfluß auf die Gefahrlosigkeit meines Apparates
und auf seine Brennstoffersparung. Man hat bisher zwar schon viele Maßregeln zur
Regulirung der Dampfentwikelung und des Feuers getroffen, alle reichten aber doch
nicht ganz hin, indem man bei den bisherigen Einrichtungen die der erstern nur
mittelbar durch die des
leztern erreichen konnte, die moͤglichen noͤthigen
Abaͤnderungen der erstem also nicht in dem Grade und mit der Schnelligkeit
auszufuͤhren vermochte, als erforderlich ist, um die Erzeugung der
Daͤmpfe dem Bedarfe der Maschine und zwar fuͤr jeden Augenblik auf das
vollkommenste anzupassen. Welche Nachtheile durch die Unvollkommenheit der
bisherigen Einrichtungen entstanden sind, leuchtet jedem Kenner und Nichtkenner ein;
denn abgesehen von der Schwierigkeit, die fuͤr den Heizer daraus
erwaͤchst, sein Feuer gehoͤrig und dem Beduͤrfnisse der
Maschine gemaͤß zu behandeln, ist darin vorzuͤglich eine Ueberladung
der Kessel und die dadurch entstehende Gefahr, so wie eine oͤftere
unnoͤthige Verschwendung an Daͤmpfen und Brennmaterial
begruͤndet. In meiner Maschine hoͤrt Entwikelung der Daͤmpfe
und gleich nachher auch die Feuerung beim Stillstande der Maschine auf, es wird also
dann in keiner Hinsicht mehr verschwendet.
So viel von den Grundsaͤzen, nach welchen ich verfuhr, um die Gefahr meines
neuen Entwikelungsapparates fuͤr sehr hochdruͤkende Daͤmpfe
moͤglichst zu vermindern, ja ganz zu entfernen. Ich wuͤnsche sehr, daß
man ihren Werth gehoͤrig pruͤfe, und schonend daruͤber richte.
Wenigstens hat die Erfahrung bisher ihre Richtigkeit in einem so hohen Grade
bestaͤtigt, daß die Anwendung meines Apparates mit weit weniger Gefahr
verbunden zu seyn scheint, als die der gewoͤhnlichen Maschinen mit niederm
Druke, gegen deren Gefahrlosigkeit in neuern Zeiten die Beispiele sich leider immer
mehr haͤufen. Das Erfinden ist oft nicht so schwierig, als die Aufstellung
richtiger Grundsaͤze, wovon man bei seinen Erfindungen ausgeht. Sie
charakterisirt auch eigentlich nur den wahren Kuͤnstler, und sichert ihn vor
dem Mißbrauche seiner Kraͤfte, worin sich so mancher reiche aber unrichtig
geleitete Erfindungsgeist erschoͤpft.
Nun noch, bevor ich zu der Beschreibung meines Apparates und meiner Maschine
uͤbergehe, von den Grundsaͤzen, die ich meinen Bemuͤhungen
unterlegte, um alle Vortheile bei Entwikelung hochdruͤkender Daͤmpfe
mir so viel moͤglich zu sichern; und dann zulezt etwas von denen, die ich mir
zur zwekmaͤßigen Verwendung dieser Daͤmpfe in einer Maschine vorsezte.
Was erstere betrifft, so sind sie folgende:
1) Ich wollte dem Entwikler das moͤglichste aus einer gewissen Menge
Brennmaterials zu entwikelnde Maß von Hize zufuͤhren, zugleich aber auch eine
gehoͤrig oͤkonomische Regelung der Feuerung erzielen.
Ersterer Zwek scheint mir der Theorie und den daruͤber erhaltenen Erfahrungen
nach am besten durch diejenige Form des Ofens erreicht zu werden, die Wagenmann, in den Verhandlungen des Vereins zur
Befoͤrderung des Gewerbfleißes in Preußen, Jahrg. 3, S. 100. beschrieben hat, indem
eine solche Form die beiden Hauptbedingungen zur Erfuͤllung dieses Punctes,
gehoͤrig vollkommene Verbrennung des Brennmaterials, und richtige Leitung der
Hize fuͤr meinen Apparat in sich schließt. Die Erfuͤllung der erstern
Bedingung wird dadurch vorzuͤglich bewirkt, daß die auf dem Roste aus dem
Brennmateriale entwikelte Hize uͤber demselben durch eine engere Oeffnung
geleitet wird, worin sie in dem Maße concentrirt, und mit der noch unzersezten
atmosphaͤrischen Luft in Beruͤhrung gebracht wird, daß eine
vollkommene Verbrennung des Rauchs und alles verfluͤchtigten und nicht
verbrannten Brennmaterials Statt findet. Es sind aber zu lezterm Zweke zweierlei
Umstaͤnde erforderlich, Zutritt von unzersezter atmosphaͤrischer Luft
zum Rauche, und ein gehoͤriger Hizegrad. Ohne lezteren schadet der Zutritt
vor unzersezter Luft gewiß mehr, als er nuͤzt, und eine unvorsichtige
Anwendung der sogenannten LuftleiterIch verstehe hier die sogenannten Luftleiter, die Sheffield (siehe Edimburg phil. In.
Jahrg. 1822. S. 297, pl. X.), Wakefield (siehe Dingler's, polytechn. Journ. Bd.
VIII. S. 304.), Parker (siehe Partington
account of the steam engine, Edit. I. pag. 54.),
Johnson (siehe Dinglers polyt. Journ. Bd. IX.
S. 404. Mit Abbildung auf Tab. VI. etc.) in verschiedenen
Modificationen empfohlen haben. ist in diesem Falle durchaus unzwekmaͤßig.Ganz vortrefflich und wahr hat diese Theorie aus einander gesezt Prechtl in den Jahrbuͤchern des
polytechnischen Institutes in Wien, Bd. VI. S. 189.) Ich empfehle dieselben auch nur unter den bei der Beschreibung meines Ofens
angegebenen Bedingungen. Meine Erfahrungen uͤber die Anordnung eines solchen
Feuerplazes haben die Richtigkeit und die großen Vortheile der Wagenmann'schen Grundsaͤze auf eine auffallende Weise
bestaͤtigt.Hr. Wagenmann hat diese
Grundsaͤze in der angefuͤhrten Stelle sehr wissenschaftlich
entwikelt.
Eine weit schwierigere Aufgabe, als die richtige Construction des Feuerplazes ist die
gehoͤrige Leitung der Hize im eigentlichen Heizungsraum, also die Applikation
derselben auf meine Metallgefaͤße. Man wird weiter unten sehen, in welche
Schwierigkeiten mich dieser Umstand waͤhrend meines Aufenthaltes in England
verwikelt, wie sehr er das Gluͤk meines ganzen Unternehmens vereitelt, und
einen guͤnstigen Erfolg verzoͤgert hat. Ob es mir jezt gelungen ist,
den rechten Weg zu finden, muͤssen fernere Versuche entscheiden, die ich
naͤchstens anzustellen hoffe.
Die Schwierigkeit der Applikation beruht hier vorzuͤglich auf dem Umstande,
daß man bei Leitung der Hize in einem ausgedehnten Raume, und ihre Verbreitung auf
eine große Flaͤche nicht allen Puncten der leztern einen gleichen Grad
derselben mittheilen kann, indem sie auf ihrem Wege laͤngs einer
Flaͤche unterweges immer durch Abgabe von Waͤrmestoff an Intensitaͤt verliert, den
von dem Feuerplaze entfernten Gegenden des Apparates also eine geringere Temperatur
mittheilt. Bei den gewoͤhnlichen Kesseln ist diese Unvollkommenheit und
Ungleichheit in der Applikation der Hize von keinen so nachtheiligen Folgen, indem
es nicht groß darauf ankommt, ob an einer Stelle desselben mehr oder weniger Dampf
entwikelt wird, als an der andern; bei Erhizung einer leicht fluͤßigen
Metallmischung ist es aber durchaus erforderlich, daß diese beim ersten Anheizen in
allen Theilen des ganzen Apparates moͤglichst zu gleicher Zeit zu schmelzen
beginne, daß ein Theil derselben nicht einen zu hohen Hizegrad annehme, bevor der
andere in Fluß ist. Es ist freilich wahr, daß die Metallmischung wegen ihrer großen
Waͤrmeleitungsfaͤhigkeit die Hize in allen ihren Schichten, d.h., wenn
die Entfernungen derselben von einander nicht zu weit sind, und ihr Zusammenhang auf
eine genuͤgende Weise unterhalten wird, sehr gleichmaͤßig vertheilt,
indessen ist lezteres bei großen und uͤber eine ausgedehnte Flaͤche in
einer duͤnnen Lage vertheilten Massen derselben nicht immer moͤglich
zu machen; der Zusammenhang der Schichten ist auf schmale Streifen
beschraͤnkt, deren Form nicht gut zu aͤndern ist, wenn die
Metallgefaͤße von gluͤklicher und zwekmaͤßiger Construction
seyn, und allen daran zu machenden Forderungen genuͤgen sollen. Ich
uͤberlasse es Sachkundigen, die Richtigkeit der Maßregeln zu beurtheilen, die
ich in der juͤngsten Zeit zu diesem Zweke genommen habe.
Hrn. Wagenmann's Princip, die
Hize, nachdem sie im Heizungsraume ihre Wirkung geaͤußert, in absteigenden
Kanaͤlen aus dem Ofen in den Schornstein abzufuͤhren, scheint mir ein
sehr zwekmaͤßiges Huͤlfsmittel zur gleichmaͤßigen Verbreitung
derselben in dem Heizungsraume zu seyn, und ich habe es bei allen meinen Versuchen
so viel, als moͤglich in Anwendung zu bringen gesucht. Die Hize wird
naͤmlich dadurch auf eine sehr vortheilhafte Weise in dem Heizungsraume
kuͤnstlich zuruͤkgehalten, da wegen ihrer steten Tendenz aufzusteigen,
nur die kaͤltern, als die schwerern Schichten der erhizten Gase, in die
absteigenden Kanaͤle uͤbergehen. Man kann bei dieser
Zuruͤkhaltung der Hize im Heizungsraume die dadurch entstehende Ersparung an
Brennmaterial kaum berechnen.Hr. Wagenmann gibt die
bei dieser Heizungsmethode eintretende Ersparung von Brennmaterial auf 33 p.
Cent an (siehe Verhandlungen des Vereins zur Befoͤrderung des
Gewerbfleißes in Preußen, Jahrg. 3. S. 106 unten), und diese
Schaͤzung ist nach meinen eigenen Erfahrungen durchaus nicht
uͤbertrieben. Zugleich ist dadurch aber auch eine gleichfoͤrmigere Mischung der
heißen Schichten im Heizungsraume moͤglich gemacht. Waͤhrend diese,
nach dem Verhaͤltnisse ihres mehrern oder mindern Gewichts, sich
naͤmlich in dem ganzen Raume zu vertheilen streben, steigen die heißesten immer
zu den Metallgefaͤßen auf, und bilden unter der ganzen Flaͤche
derselben ein moͤglichst gleichmaͤßiges, heißes Bad. Ein mehreres
hiervon weiter unten.
Da es erwiesen ist, daß zur Entwikelung hochdruͤkender Daͤmpfe ein
lebhaftes Feuer unter dem dazu dienenden Apparate bedeutende Vorzuͤge vor
einem gedaͤmpften hat, indem theils dadurch eine vollkommene Verbrennung des
Brennmaterials, theils eine schnellere Absezung der entwikelten Hize an den Apparat
bewirkt wird, so empfehle ich unter allen Umstaͤnden ein solches bei meinem
Apparate anzuwenden, und lieber die Groͤße des Feuerplazes im
gehoͤrigen Verhaͤltnisse zu verkleinern. Diese Maßregel hat zugleich
den Vortheil, daß ein oͤfteres Aufschuͤtten von Brennmaterial
noͤthig wird, als bei den gewoͤhnlichen Kesseln, was in Hinsicht eines
vollkommneren Verbrennungsprocesses fuͤr alle Faͤlle entschiedenen
Nuzen gewaͤhrt, indem das Feuer dabei mehr den regelmaͤßigen Grad
behauptet. Zwar ist hierbei fuͤr den Heizer keine groͤßere
Bequemlichkeit zu erwarten, indessen ist darauf wohl eben keine Ruͤksicht zu
nehmen, wenn andere wichtige Gruͤnde es fordern. Bei Anwendung von
Kohlenspeisern oder den sogenannten Kohlenmuͤhlen waͤre gewiß bei
meinem Apparate ein vorzuͤglicher Gewinn zu erwarten. Die Veraͤnderung
der Groͤße des Feuerplazes bei Anwendung eines lebhaftern Feuers ist bei
meinem Apparate aber noch um so empfehlungswerther, als dabei allein eine
gehoͤrige Daͤmpfung der Hize zur Verhuͤtung einer Ueberhizung
der Metallmischung moͤglich ist. Die Abnahme der vom Brennmateriale
entwikelten Hize und ihres Grades bei Abschluß des Luftzuges im Ofen wird
naͤmlich um so fuͤhlbarer, je staͤrker dieser und die dadurch
bedingte Lebhaftigkeit des Feuers vor diesem Abschlusse war, und seyn mußte, um Hize
genug fuͤr den Apparat zu liefern. Bei Anordnung eines großen Feuerplazes zur
Beabsichtigung einer langsamern Verbrennung des Brennmaterials bleibt bei
nothwendiger Unthaͤtigkeit des Apparats immer eine zu große Masse desselben
auf dem Roste, und das Ausstrahlen von Hize aus dieser Masse und ihrer großen
Oberflaͤche ist laͤngere Zeit noch immer stark genug, um eine
Ueberhizung des Apparates dennoch herbei zu fuͤhren, waͤhrend ein in
einer geringern Ausdehnung angewandtes Feuer bei aufgehobener Intensitaͤt
unschaͤdlicher wird. Die Erfahrung hat mich hieruͤber hinreichend
belehrt.
Was die Regelung der Feuerung in meinem Ofen betrifft, so geschieht sie durch eine
Luftklappe, die am Aschenheerde angebracht ist. Diese Methode der Regelung des
Luftstromes im Ofen ist der, bei den gewoͤhnlichen Dampfmaschinenoͤfen
uͤblichen, weit vorzuziehen. Die gewoͤhnlichen Register oder Schieber, die in
dem von dem Ofen in den Schornstein fuͤhrenden Abzugskanale angebracht sind,
haben den Nachtheil, daß sie nicht recht dicht schließen, und beim Schluße des
Kanals den Rauch und die heißen Gase im Ofen gewaltsam zuruͤkhalten, und so
leicht Ursache von Kohlendunst oder Rauch im Dampfmaschinenlokale werden,Oft werden die durch die gewoͤhnlichen Register im Ofen aufgestauten
unzersezten Gase, mit einem Antheile atmosphaͤrischer Luft gemischt,
bei ihrer Entzuͤndung am Feuer, Ursache von Explosionen. Zuweilen
sind dadurch schon ganze Dampfkessel in die Luft geschleudert worden. Eine
solche Explosion scheint das zu seyn, was man gewoͤhnlich Feuerwolf nennt. waͤhrend meine Klappe nur den Strom der Luft in's Feuer mindert, ohne
der durch dasselbe entwikelten Hize im Ofen den Abzug zu verwehren. Das Mittel zur
Verbrennung des Brennmaterials ist die Luft. Diese Verbrennung wird in dem Maße
gehemmt, als das Zustroͤmen von Luft zum Roste gemindert wird. Beide
Vorrichtungen, die gewoͤhnliche und die meinige thun dieß, aber mit dem
Unterschiede, daß die meinige, wenn ich mich bildlich ausdruͤken darf, die
Quelle selbst verstopft, waͤhrend die andere dem Wasser derselben
Daͤmme entgegen sezt. Obgleich bei meiner Vorrichtung der Abzug in den
Schornstein stets frei bleibt, so darf man bei derselben doch kein zu schnelles
Abziehen der Hize in den Schornstein, und eine Verminderung ihrer Wirkung auf den
Entwikelungsapparat fuͤrchten, da dieses schnellere oder langsamere Abziehen
ganz von der Menge der nachstroͤmenden Luft abhaͤngt, die meine
Luftklappe regulirt. Bei der absteigenden Leitung der Zuͤge im Ofen ist auch
nicht zu fuͤrchten, daß waͤhrend des genauen Schlusses der Klappe
irgend ein bedeutender Wechsel in der Lufttemperatur des Ofens eintreten
koͤnne, indem die heißen Schichten zunaͤchst dem Entwikelungsapparate
sich, troz des Durchdringens von weniger Luft, immer halten werden. Um den Verschluß
des Ofens voͤllig luftdicht machen zu koͤnnen, moͤchte es
rathsam seyn, auf dem Schornsteine eine moͤglichst luftdichte Klappe
anzubringen.Ueber die Vortheile einer solchen Klappe vergleiche man Dingler's polytechn. Journal, Bd. XXII. S. 439.
Außer den bisher angegebenen Vortheilen hat meine Luftklappe auch noch den einer
angenehmern und bequemern Anwendung. Ihre Funktionen liegen mehr vor Augen, und
koͤnnen besser beobachtet werden. Sie kommt nicht so leicht in Unordnung, als
die gewoͤhnlichen Register, z.B. durch Absezung von Ruß; befindet sich also
immer in einem reinlichen und gelenkigen Zustande, und wird durch keine Hize
zerstoͤrt. Dieserhalb laͤßt sie auch eine genauere Dichtung durch
Filz, Tuch, Fell oder andere dahin abzwekende Materialien zu.
Die Erfahrung hat die Zwekmaͤßigkeit der Anwendung meiner Luftklappe in einem hohen Grade
bestaͤtiget. Beim Schlusse derselben waͤhrend starken Feuerns ist die
Hize im Ofen stets so sehr gedaͤmpft worden, daß keine Ueberhizung des
Apparates zu fuͤrchten war. Es versteht sich jedoch, daß Feuerthuͤre
und Aschenheerd bei Anwendung derselben gut abgeschlossen seyn muͤssen. Die
Thuͤr des leztern sollte man daher immer mit einem schiklichen Material so
viel als moͤglich, dichten, waͤhrend die des Feuerheerdes ohne dieß
schon gut schließen muß. Ich darf auch wohl eben nicht bemerken, daß man beim
Gebrauche der Luftklappe nicht, wie gewoͤhnlich von den Heizern geschieht,
die Feuerthuͤre oͤffnen muß, wenn die Maschine angehalten, und der
Apparat in Unthaͤtigkeit versezt wird. Diese Maßregel wuͤrde hier eine
ganz verkehrte Wirkung, als die bei Anwendung der Register dann eintretende ist,
hervorbringen.
2) Mein zweiter Grundsaz zur bessern Gewinnung aller bei der Entwikelung
hochdruͤkender Daͤmpfe obwaltenden Vortheile ist in den Maßregeln
ausgesprochen, wornach ich den Metallgefaͤßen die moͤglichst
groͤßte Feuerberuͤhrungsflaͤche, unbeschadet des Raums, gab, um
denselben das gehoͤrige Maß der im Ofen entwikelten Hize zufuͤhren zu
koͤnnen. Dieser Grundsaz ist, wie ich schon oben gezeigt, von
außerordentlicher Wichtigkeit, da die Groͤße der Dampfentwikelung in einem
Apparate hauptsaͤchlich von dem Maße der von demselben aufzunehmenden Hize
abhaͤngt, und dieses wieder durch die Menge und Ausdehnung der
Beruͤhrungspuncte bedingt wird, wodurch die Mittheilung geschieht.
Vielfaͤltige Versuche haben diese Wahrheit bestaͤtigt, jedoch kommen
hierbei folgende Umstaͤnde in Betracht, deren ich erwaͤhnen will.
Die Erfahrung hat uns belehrt, daß 20 Quadratfuß Oberflaͤche an einem
gewoͤhnlichen Kessel, d.h. derjenigen Oberflaͤche, durch welche die
Hize mit dem Wasser des Kessels mittelbar, durch die Waͤnde desselben, in
Beruͤhrung gebracht wird, bei regelmaͤßiger mittlerer Feurung
ohngefaͤhr 1 Kubikfuß Dampf von atmosphaͤrischer Pressung in der
Sekunde liefern. Dieser Effekt kann aber durch groͤßere Intensitaͤt
des Feuers bedeutend vermehrt werden, so daß, wie Hr. Prechtl fand, sogar die naͤmliche Wirkung
durch 5 Quadratfuß hervorgebracht wurde, wenn, was nothwendig scheint, die
Waͤnde des Kessels von moͤglichst geringer Dike sind.Gilbert's Annalen der
Physik, Jahrg. 1824, Stuͤk 2, S. 227.
Außer diesem Mittel ist aber auch ein anderer Weg gedenkbar, die Wirkung einer
geheizten Oberflaͤche auch ohne verhaͤltnißmaͤßige
Verstaͤrkung des Feuers fuͤr die Aufnahme der Hize
empfaͤnglicher zu machen, naͤmlich durch Steigerung ihrer
Empfaͤnglichkeit fuͤr diese Aufnahme des Waͤrmestoffs: und
dieses neue Princip erscheint.
3) bei dem Gebrauche eines leichtfluͤßigen metallischen Mediums
aufgefuͤhrt. Jedes Metall ist naͤmlich ein guter Waͤrmeleiter,
leichtfluͤßige Metallmischungen sind im fluͤßigen Zustande aber die
besten Waͤrmeleiter in der Natur, und in dieser Hinsicht mit den festen
Metallen gar nicht zu vergleichen. Ihre große Waͤrmeleitungsfaͤhigkeit
gewinnen sie durch die leichte Verschiebbarkeit ihrer Theile gegen einander, wodurch
bei Einwirkung der Hize auf dieselben eine stete Bewegung unter ihren Schichten
erhalten wird, die die Mittheilung und gleichmaͤßige Vertheilung der Hize in
ihnen in einem hohen Grade beguͤnstigt. Denn da in denselben wie im erhizten
Wasser,Wenn Wasser ein fester Koͤrper waͤre, wuͤrde es eine
viel laͤngere Zeit gebrauchen, um die Temperatur seines Siedepunctes
zu erlangen, da es ein schlechter Waͤrmeleiter ist, und seine
Fluͤßigkeit es nur in dem Grade durchdringlich fuͤr die
Waͤrme macht, als wir es wirklich finden. Es ist uͤberhaupt
eine merkwuͤrdige Erscheinung, daß viele Fluͤßigkeiten bei
Veraͤnderung ihres Aggregatzustandes bessere Waͤrmeleiter
werden. Eis ist z.B. ein schlechter Waͤrmeleiter, Wasser schon ein
besserer, und Dampf ein sehr guter. Sollte diese Erscheinung auch nicht bei
den Metallen Statt finden? die heißen Schichten stets aufwaͤrts steigen, waͤhrend die
kaͤltern herabsinken, findet eine innigere Mischung zwischen ihnen Statt, und
leztere werden der Wirkung des Feuers am Boden der Gefaͤße immer von neuem
wieder ausgesezt, und sind nun wieder um so begieriger in Verschlukung des
Waͤrmestoffes.Dieser vollkommenen Vertheilung der Hize in meiner leichtfluͤßigen
Metallmischung, und vorzuͤglich dem zulezt beruͤhrten
Umstande, ist die große Waͤrmeempfaͤnglichkeit meines
Entwikelungsapparates, die ihn vor den von festen Metallen und in großer
Metallstaͤrke gearbeiteten Verdampfungs-Vorrichtungen
auszeichnet, zuzuschreiben. Er nimmt naͤmlich nicht, so wie leztere,
auf seiner aͤußern vom Feuer beruͤhrten Flaͤche einen
groͤßern Hizegrad an, als auf der innern Dampferzeugenden, erstere
Flaͤche bleibt also auf einer maͤßigen Temperatur, die in so
ferne eine reichlichere Aufnahme der Hize beguͤnstigt, als die
Mittheilung der Waͤrme zwischen zwei Koͤrpern um so
groͤßer zu seyn scheint, je groͤßer die Differenz zwischen den
Temperaturen beider ist. Hrn. Perkins von außen zum Theile gluͤhende Roͤhren
koͤnnen in dieser Hinsicht keine große
Waͤrmeempfaͤnglichkeit besizen, abgesehen davon, daß sie durch
die Ueberhizung bald zerstoͤrt werden muͤssen, was bei meinen
Metallgefaͤßen nicht der Fall ist. Wegen der Dike der Perkins'schen Roͤhrenwaͤnde kann
aber auch, mit Ruͤksicht auf oben beruͤhrten Umstand, die
Verwendung der Hize nicht oͤkonomisch seyn. Dieserhalb ist sein
Generator gerade am wenigsten als Ursache der Brennstoffersparung seiner
Maschine zu betrachten. Diese liegt vielmehr in der Anwendung des
Expansionsprincipes. Bei meinem Entwikelungsapparate steigen die
abgekuͤhlten Metallschichten immer abwaͤrts dem Feuer zu, und
nehmen, weil sie eine geringere Temperatur besizen, die Hize um so
begieriger auf. Daher werden meine Metallgefaͤße, selbst wenn sie von
geschmiedetem Eisen sind, laͤnger dauern, als die Perkins'schen Roͤhren, vorzuͤglich
wenn diese haͤufig rothgluͤhend seyn sollten. – Ich
habe bei einem Zinngießer in Rostock ein Schmelzgefaͤß fuͤr
Zinn gesehen, das, von 1/8 Zoll dikem Eisenbleche, von dem aͤußerst
geschikten Kupferschmiede, Daniel Steinhorst,
daselbst, zusammengenietet ist, und bei taͤglichem wenigstens
zwoͤlfstuͤndlichem Gebrauche, wobei es oͤfters sogar
leicht rothgluͤhend wird, nun schon 2 Jahre besteht, ohne bemerkbar
gelitten zu haben. Dasselbe war stets vollkommen dicht. (In England konnte
man keine Metallgefaͤße von Eisenplatten dicht nieten.)
Folgende Erfahrungen haben mich in der Ueberzeugung von der außerordentlichen Waͤrmeleitungsfaͤhigkeit einer leichtfluͤßigen Metallmischung
sehr bestaͤrkt.
a) Ein Stuͤk eines leichtfluͤßigen
Metalles, z.B. des Zinnes schmilzt viel schneller in derselben, als in dem
staͤrksten Geblaͤsefeuer.
b) Eine Quantitaͤt Wasser wird viel schneller
dadurch bis auf den Siedepunct erhoben, als in jenem.
c) Ich bin bei den Versuchen mit meinen Apparaten
vermoͤgend gewesen, die Metallmischung von dem Augenblike ihrer Schmelzung
an, in dem vierten, ja fuͤnften Theile der Zeit, auf die doppelte Temperatur
des Schmelzpunctes zu bringen, als noͤthig war, sie bis auf diesen zu
erheben.Da es bekannt ist, daß eine Metallmischung, wie die meinige, aͤußerst
wenigen Waͤrmestoff im Schmelzpunkte latent macht, so ist die hier
angegebene Erscheinung dadurch keinesweges auf eine meiner Hypothese
widersprechende Weise erklaͤrt.
Anmerkung. Es ist mir immer eine auffallende Erscheinung
gewesen, daß mein Generator um so weniger fuͤr die Dauer zu
erschoͤpfen ist, je mehr ich die Metallmischung von der ersten Einsprizung in
denselben erhize, hingegen nie zu Athem kommt, wenn seine Temperatur von der
Einsprizung zu gering ist. Es scheint diese Erfahrung der bisher angenommenen
Meinung, daß ein stark erhizter Koͤrper um so weniger Faͤhigkeit
aͤußere, noch Waͤrme aufzunehmen, je mehr er erhizt ist, einigermassen
zu widersprechen. Sollte sie vielleicht zu dem Schluße berechtigen, daß eine
leichtfluͤßige Metallmischung eine groͤßere Leitungsfaͤhigkeit,
d.h. eine groͤßere Faͤhigkeit, Hize aufzunehmen und wieder abzugeben,
bei hoͤheren als niederen Hizegraden gewinne? –
d) Die Metallmischung erstarrte bei meinen Versuchen,
wenn ich zu feuern aufhoͤrte, aber mit der Einsprizung von Wasser in den
Generator fortfuhr, nie am Generator, wo doch die meiste Entziehung von Hize Statt
fand, zuerst, sondern (d.h. in einem Gefaͤße, wo die Masse desselben weniger
vertheilt und vereinzelt war) gleichmaͤßig in allen ihren Schichten; die
Waͤrmevertheilung war also, obgleich Aufnahme und Wiederabgabe von
Waͤrmestoff in zwei verschiedenen Puncten Statt fanden, doch stets in allen
Schichten gleich vertheilt. So ist es nicht bei festen Metallen.Als der Hr. Dr. Wollaston in London eingeladen
wurde, meinen Entwiklungsapparat zu sehen und zu pruͤfen, hat er
geantwortet, was er davon sehen sollte; ein fluͤßiges Metall sey kein
besserer Waͤrmeleiter, als ein festes, er sehe daher nicht ein, wie
mein Apparat bessere Resultate als ein gewoͤhnlicher Kessel liefern
koͤnne. Gleicher Meinung fand ich die meisten wissenschaftlichen
Leute in London. Sie erwogen aber wohl nicht alle die Umstaͤnde, die
ich in dieser Abhandlung angegeben habe und noch angeben werde, und die ich
fruͤher schon in der Ankuͤndigung meines Princips in England
oͤffentlich angedeutet hatte. Wie konnten sie auch mit solchen
leichten und oberflaͤchlichen Einwendungen ein Princip abfertigen wollen,
in dessen inneres Wesen sie noch nicht eingedrungen waren, und dessen Zwek
sie noch nicht gewuͤrdigt hatten. Sollten sie alle meine
Grundsaͤze zur Ausfuͤhrung desselben und alle meine
Beweggruͤnde zu dessen eigenthuͤmlichen Einleitung mit einem
Blike uͤberschaut und als nichtig befunden haben? – Konnte ich
ihnen solche schnelle und tiefe Einsicht zutrauen, und ihrem Urtheile ein
unbedingtes Zutrauen schenken, wenn ich mich erinnerte, daß sie
groͤßtentheils die naͤmlichen waren, die drei Jahre vorher,
ihrem alten vortrefflichen Vorfahrer Black zum
Troze, mit Hrn. Perkins Pseudoprincip die
wissenschaftliche Welt allarmirten und Hrn. Perkins physikalischen
Irrthuͤmern die wissenschaftliche Weihe zu geben nicht anstanden?
– Ueberhaupt haben mich dergleichen Leute in England meistens nur
absprechend behandelt, ohne je meinen Gruͤnden Rede zu stehen und sie
zu pruͤfen. Ich verlangte ja keinen blinden Glauben, wie sie ihn
Herrn Perkins
geschenkt hatten, vielmehr eine unparteiische wissenschaftliche
Pruͤfung und Berichtigung meiner Ansichten und der darauf gebauten
Plaͤne. Waren sie vielleicht durch Hrn. Perkins's Uebertreibungen, wodurch er
die ganze Welt bestach, zu vorsichtig gemacht,
und hielten sich nun berechtigt, ihre damalige Leichtglaͤubigkeit und
Befangenheit an mir durch uͤbertriebenen Skepticismus zu
raͤchen? – oder gehoͤrten sie zu seiner Partei?
– In diesen kann die Vertheilung der Hize aͤußerst ungleich seyn, so daß man eine
starke Eisenstange oft einen Fuß von ihrer gluͤhenden Stelle entfernt ohne
Schaden mit der Hand beruͤhren kann. Aus diesem Grunde entwikeln auch zu
stark von Metall gearbeitete Siedegefaͤße weniger Daͤmpfe als
duͤnne.Hr. Perkins scheint
dieß nicht zu wissen, da er allen seinen Generatoren eine
unverhaͤltnißmaͤßige Metallstaͤrke gibt. Bei einem
Gespraͤche, was ich mit ihm hieruͤber hatte, legte er ein
besonderes Gewicht auf die Masse des Metalles in seinen Roͤhren,
indem er meinte, daß dadurch die Verdampfung sehr befoͤrdert
wuͤrde. Die große Metallstaͤrke solcher Gefaͤße hat
aber noch einen anderen großen Nachtheil in Hinsicht einer groͤßeren
Gefahr des Berstens derselben. Die ungleichmaͤßige Erhizung der
aͤußeren vom Feuer beruͤhrten und inwendig vom Wasser
bespuͤlten Waͤnde dieser Gefaͤße bewirkt
naͤmlich eine ungleiche Ausdehnung in denselben, die
vorzuͤglich bei Gußeisen Risse zur Folge hat. Die Erfahrung hat dieß
an den Woolf'schen Kesseln bestaͤtigt,
indem man fand, daß sie viel weniger rissen, als man sie duͤnner goß
(siehe den Bericht der von der Academie des sciences
à Paris abgeordneten Commission etc. in Dingler's polyt. Journal, Bd. XI. S. 466). Hr. Perkins erste Generatoren
von Glokengut sind auch schon immer nach einem Gebrauche von wenigen Tagen
geborsten.
e) Wenn ich die Metallmischung erstarren ließ, so war die
Dampfentwiklung bis auf den vierten, ja fuͤnften Theil reducirt, und blieb es
bei dem fuͤrchterlichsten Feuer. Die Metallmischung wirkte dann, wie jedes
feste Metall.Es versteht sich, daß ich die Verdampfung des Wassers dann unter etwas
niederem Druke wahrnehmen mußte, weil der Schmelzpunkt meiner Metallmischung
unter der Temperatur der Daͤmpfe liegt, die ich fuͤr
gewoͤhnlich in meinem Apparate entwikle.
Aus diesen Ursachen kann kein Koͤrper die Hize des Feuers schneller aufnehmen
und wieder von sich geben, als leichtfluͤßige Metalle oder Metallmischungen.
In gehoͤriger Menge angehaͤuft bilden sie ein Medium zwischen dem
Feuer und dem eigentlichen Entwikler, das den aufgenommenen Waͤrmestoff in
sich anzuhaͤufen, und, wenn ich mich des Ausdrucks bedienen darf, zu
koncentriren vermag, so daß es denselben in verdichteter Gestalt an den Entwikler
wieder abgibt, woher es kommt, daß das in denselben gebrachte Wasser auf kleineren Flaͤchen und in
engeren Raͤumen eben so schnell verdampft, als in den groͤßten
Kesseln. Die Verdampfungsfaͤhigkeit meiner Entwikler wird durch die
Einwirkung des fluͤßigen Metalles so erhoͤht, daß ein Quadratfuß
seiner Verdampfungsflaͤche eben so viel Wasser verdampft, als 6 bis 8 solcher
Quadratfuß an einem gewoͤhnlichen Kessel.
Die fluͤßige Metallmischung, die den eigentlichen Entwikler gleich einem
wahren mit Waͤrmestoff gefuͤllten Magazine umgibt, das wegen der
groͤßeren Ausdehnung der Metallgefaͤße und der daraus hervorgehenden
groͤßeren Feuerberuͤhrungsflaͤche sich stets eines reichlichen
Zuwachses von Waͤrmestoff zu erfreuen hat, versorgt wegen ihrer großen
Leitungsfaͤhigkeit mit ihrem Vorrathe von Hize den eigentlichen Entwikler
weit reichlicher, als die unmittelbare Einwirkung des Feuers auf seine wenig
ausgedehnten Waͤnde es vermag, indem sie gleichsam den von der
Feuerberuͤhrungsflaͤche der Metallgefaͤße erhaltenen
Waͤrmestoff, wenn ich so sagen darf, in convergirenden Strahlen an den
Entwikler wieder absezt, so also jene Feuerberuͤhrungsflaͤche der
Metallgefaͤße mit der Verdampfungsflaͤche des Entwiklers in solche
genaue Verbindung sezt, daß beide in Hinsicht ihrer Wirkung, d.h. in
Ruͤksicht ihrer Empfaͤnglichkeit fuͤr die Waͤrme und
Mittheilung derselben gleichsam zusammenfallen.Es ist mir unbegreiflich, wie wenig man im Allgemeinen in England die Wirkung
und den Nuzen meiner leichtfluͤßigen Metallmischung hat begreifen
koͤnnen. Wenn auch viele Engineers und wissenschaftliche Leute den
Vortheil ihrer Anwendung einraͤumten, so mußte ich doch oft
erstaunen, welche sonderbaren Gruͤnde sie dafuͤr aufstellten.
Vorzuͤgliches Gewicht legten sie immer auf den Umstand, daß die
Metallmischung, wie sie sich gewoͤhnlich ausdruͤkten, die Hize
im Apparate festhalte. Sie meinten naͤmlich, daß man sie, wenn sie
einmal erhizt sey, als ein unerschoͤpfliches Magazin von
Waͤrmestoff betrachten koͤnne, das die Hize auf eine
ungewoͤhnlich lange Zeit im Apparate ohne Einwirkung anderer
Umstaͤnde erhalten koͤnne. Nie sahen sie sie aus dem wahren
Gesichtspuncte eines Waͤrmeleiters an, der, um gehoͤrig Hize
abzugeben, auch nothwendig eben so viele empfangen muß, und der jederzeit
sehr schnell bankerot an Waͤrmestoff wird, sobald ihm die Einnahme
desselben fehlt. Dieserhalb legten sie auch immer ein uͤbertriebenes
Gewicht auf die Masse der Metallmischung, die gar kein Gegenstand der
Beachtung ist, sobald die Verbindung einer großen
Feuerberuͤhrungsflaͤche mit der noͤthigen
Verdampfungsflaͤche durch duͤnne Schichten derselben zu
bewerkstelligen ist. – War es da zu verwundern, wenn solche Leute
nach stundenlanger gleichmaͤßiger Wirkung meines Entwiklungsapparates
glaubten, er koͤnne noch immer bankerot an Hize machen? – Ueberdem kann aber auch die Metallmischung als Magazin des
Waͤrmestoffs den Aufwand fuͤr eine augenbliklich gesteigerte
Anstrengung in Faͤllen der Noth hergeben, und so momentan die Wirkung der
Maschine um ein Bedeutendes erhoͤhen.
Aber eben wegen dieser großen Empfaͤnglichkeit der Metallmischung fuͤr
die Waͤrme bedarf es bei meinem Entwiklungsapparate nicht der großen vom
Feuer beruͤhrten Oberflaͤche, um ein bestimmtes Maß von Hize aufzunehmen, und es
an den Generator zur Dampferzeugung abzugeben, als bei den gewoͤhnlichen
Kesseln. Bei lezteren wirken die im Ofen erhizten Gase, als schlechte
Waͤrmeleiter, zu langsam auf das Wasser ein, und es bedarf einer
ausgedehnten, von denselben beruͤhrten, Oberflaͤche am Kessel, um eine
kraͤftige Wirkung hervorzubringen. Die Wirkung wird hier noch dadurch
vermindert, daß das Wasser, welches, gleichfalls ein schlechter Waͤrmeleiter,
die Hize langsam in sich aufnimmt, in so großen Massen mit den erhizten Gasen in
Beruͤhrung (d.h. mittelbare, durch das Metall des Kessels) tritt. Schlechte
Waͤrmeleiter theilen auf diese Weise anderen schlechten Waͤrmeleitern,
und lezteren noch dazu in uͤberwiegender verhaͤltnißmaͤßig
großer Masse angehaͤuft, ihre Hize mit, die Wirkung muß daher hoͤchst
unvollkommen und langsam seyn, um einen großen Effekt hervorzubringen,
muͤssen sehr große Apparate angewandt werden.
Bei der Anwendung der Metallmischung verhaͤlt sich die Sache aber ganz anders.
Die erhizten Gase theilen derselben sehr schnell ihren Waͤrmestoff mit, indem
sie hoͤchst begierig in Aufnahme desselben ist, es sind daher weniger
Beruͤhrungspuncte zwischen Metallmischung und den erhizten Gasen, als
zwischen diesen und dem Wasser noͤthig, um einen gleichen Effekt
hervorzubringen, indem die groͤßere Empfaͤnglichkeit der
Metallmischung fuͤr die Aufnahme der Hize eine ausgedehntere Wirkung des
Feuers darauf ersezt. Ich gebrauche nach meinen bisherigen Erfahrungen
ungefaͤhr 6 Quadratfuß Feuerberuͤhrungsflaͤche der
Metallgefaͤße fuͤr eine Pferdekraft, da die gewoͤhnlichen
Kessel fuͤr diese Leistung oft mit 12 bis 14 nicht ausreichen.
4) Da die kraͤftige Wirkung der Metallmischung in Ruͤksicht auf ihre
große Waͤrmeleitungsfaͤhigkeit vorzuͤglich aber dem
fluͤßigen Zustande derselben beigemessen werden kann, so war es sehr
noͤthig, sie stets in diesem Zustande zu erhalten. Diese Aufgabe habe ich
vollkommen dadurch geloͤset, daß ich eine Mischung waͤhlte, die unter
der Temperatur schmilzt, worunter meine Daͤmpfe im Apparate entwikelt werden.
Die Verdampfung des Wassers kann bei dieser Anordnung im Apparate nicht eher vor
sich gehen, als bis die Metallmischung den Schmelzpunct uͤberschritten hat.
Waͤhrend der Wirkung des Apparats wird aber nie ein solches
Mißverhaͤltniß zwischen Feuerung und Einsprizung von Wasser in denselben,
also zwischen Versorgung mit Waͤrme und Wiederentziehung derselben Statt
finden koͤnnen, daß derselbe unter die Temperatur des Schmelzpunctes der
Metallmischung fallen sollte. Ich muß mich, zur besseren Verstaͤndigung,
hieruͤber umstaͤndlicher erklaͤren.
Da naͤmlich der Grad der Wirkung in meiner Maschine von dem Grade der Versorgung des
Generators mit Einsprizungswasser abhaͤngt, so wird bei einem niederen Grade
der Temperatur im Apparate die Dampfentwiklung sich vermindern, die Maschine, die
nur bei einem bestimmten Druke der Daͤmpfe die Normalleistung thut, also
nicht Daͤmpfe genug haben und einen langsameren Gang annehmen, wodurch
zugleich die Menge des durch die Drukpumpe in den Generator zu foͤrdernden
Einsprizungswassers vermindert wird. Auf diese Weise bleibt die Einsprizung zur
Temperatur des Apparates immer in einem bestimmten, guͤnstigen
Verhaͤltnisse, und leztere kann sich wieder erholen, wenn nun das Feuer
wieder verstaͤrkt wird. Ein gaͤnzliches Erstarren der Metallmischung
durch zu starke Einsprizung ist aber schon aus dem Grunde nicht moͤglich, als
die Temperatur im Apparate selbst bei einem großen Mißverhaͤltnisse zwischen
Feuerung und Einsprizung nie so weit sinken kann, daß nicht wenigstens das
eingesprizte Speisewasser auf die gesezliche Temperatur im Apparate gehoben werden
sollte. Da naͤmlich ungefaͤhr 4 bis 5mal so viel Hize noͤthig
ist, um das in meinen Entwikler gesprizte Wasser in Daͤmpfe von 40 bis 50
Atmosphaͤren Druk zu verwandeln, als erfordert wird, um es auf den Siedpunct
zu heben, so ist nicht anzunehmen, daß bei einer Maschine, wo die
Einfoͤrderung des Wassers in den Generator immer in einem bestimmten
Verhaͤltnisse zu ihrer Kraft und Geschwindigkeit bleibt, diese
Einfoͤrderung uͤber das vier- oder fuͤnffache und bis
zur voͤlligen Erschoͤpfung alles vorraͤthigen
Waͤrmestoffs im Apparate verstaͤrkt werden sollte.
5) Um die Absezung des Waͤrmestoffs an das Wasser zum Zweke der Verdampfung
des lezteren zu beschleunigen, und beider Verbindung zu befoͤrdern, bin ich
von dem Grundsaze ausgegangen, die durch Einwirkung der Metallmischung auf den
Generator gesteigerte Hize seiner Waͤnde mit kleinen Portionen Wassers in
eine recht ausgedehnte und vollkommene Beruͤhrung zu bringen. Es scheint mir
naͤmlich die bei Anwendung des Einsprizungsprincips Statt findende Art der
Applikation des Wassers weit besser zu genuͤgen, als die Anhaͤufung
desselben zu großen Massen in den gewoͤhnlichen Kesseln, abgesehen von den
vielen anderen Bequemlichkeiten, die dieses Princip mit sich fuͤhrt. In den
gewoͤhnlichen Kesseln naͤmlich ist die Mittheilung der Hize des Ofens
an die gerade verdampfende Portion des Wassers nicht so vollkommen, indem sie durch
manche Umstaͤnde beschraͤnkt wird, die man zum Theil noch nicht genug
gewuͤrdigt hat. Das die verdampfende Portion umgebende und in großen Massen
und in einer bedeutenden Hoͤhe angehaͤufte Wasser, das so manche
Temperaturveraͤnderung von außen erfaͤhrt, und durch welches die
aufsteigenden Dampfblasen sich durcharbeiten muͤssen, schwaͤcht theils
die Temperatur der
gebildeten Daͤmpfe, theils hindert es die Bildung derselben durch seinen
Druk. Dieser Druk fordert, daß sich auf dem Boden des Kessels Dampf von
hoͤherer Spannung entwikeln muß, als der Dampfraum des Kessels
enthaͤlt, die Entwiklung eines solchen Dampfes wird aber durch die geringere
Temperatur des Wassers am Boden des Kessels wieder behindert. In diesem Umstande
liegt wohl der Grund, warum eine kuͤnstliche Bewegung des Wassers
gewoͤhnlicher Kessel waͤhrend des Kochens die Dampfentwiklung so sehr
befoͤrdert. Indem naͤmlich eine vollkommnere Mischung der heißeren und
kaͤlteren Schichten des Wassers dadurch bewirkt wird, koͤnnen die
Dampfblasen sich auch schneller formiren und leichter aufsteigen. Vielleicht, daß
der Vortheil einer Applikation von Drathbuͤndeln auf dem Boden der Kessel,
die Hr. Professor Oerstedt zur
Erhoͤhung der Dampfentwiklung so sehr empfiehlt, auch auf eine mechanische
Weise erklaͤrt werden kann, in so ferne, als die Mischung der Daͤmpfe
mit dem Wasser in den kleinen Zwischenraͤumen zwischen den Draͤthen
vollkommener und dadurch die Temperatur im Wasser des Kessels gleichmaͤßiger
wird, da der Drath zugleich als kraͤftiger Waͤrmeleiter die
Fortpflanzung des Waͤrmestoffs von den Kesselwaͤnden zu dem Wasser in
dem Maße befoͤrdert, als er beide in mehrere Beruͤhrungspuncte mit
einander bringt.
6) Um die in meinem Entwiklungsapparate angehaͤufte Hize moͤglichst nur
zur Verdampfung des Wassers zu benuzen, habe ich dahin Sorge getragen,
a) daß diejenige Oberflaͤche desselben, die dem
Feuer nicht dargeboten wird, auf welcher also ein Ausstrahlen der aufgenommenen Hize
Statt findet, so viel als moͤglich vermindert werde. Diese Vorsicht ist bei
meinem Apparate um so noͤthiger, je hoͤher seine Temperatur ist, und
je schneller die Metallmischung als guter Waͤrmeleiter die in sich
angehaͤufte Hize wieder anderen sie umgebenden auf einer niederern Temperatur
stehenden Koͤrpern mitzutheilen strebt. Zu diesem Zweke habe ich die nicht
vom Feuer beruͤhrte Flaͤche meiner Metallgefaͤße so vermindert,
daß sie ungefaͤhr nur den vierten Theil jener der Hize des Ofens dargebotenen
ausmacht, und sie noch vor der Wirkung der Atmosphaͤre so viel als
moͤglich durch schlechte Waͤrmeleiter zu schuͤzen versucht. Bei
den gewoͤhnlichen Hochdrukmaschinenkesseln sind beide Flaͤchen
entweder gleich groß, oder erstere ist, wie bei den Dampfwagen, doppelt so groß, als
die Feuerberuͤhrungsflaͤche. Dabei findet man sie selten mit
schlechten Waͤrmeleitern bedekt, oft sogar jedem Wetter und der Einwirkung
des Regens und des kalten Luftzuges oder Windes ausgesezt. Auch die Kessel Watt-scher Maschinen verdienen gewoͤhnlich
den naͤmlichen Vorwurf, z.B. verhaͤlt sich die
Feuerberuͤhrungsflaͤche bei den Kesseln der Dampfschiffe zu der
aͤußern, der Luft dargebotenen Oberflaͤche, wie 1 zu 2. Es ist nicht
zu laͤugnen, daß in dieser Hinsicht alle Kessel mit inwendiger Feuerung denen
nachstehen, die in einen Ofen eingemauert sind. Ich verweise hier auf das in meiner
fruͤheren Abhandlung uͤber die Hochdrukmaschinen uͤber diesen
Gegenstand Gesagte.
b) Aber auch jede uͤberfluͤßige
Entwikelung von Daͤmpfen wollte ich verhuͤten, und dieß geschieht
durch die Methode der Einsprizung am zwekmaͤßigsten. Bei derselben habe ich
die Dampfentwikelung ganz in meiner Gewalt, kann sie nach jedem Beduͤrfnisse
der Maschine reguliren und durch dieselbe selbst modificiren lassen. Dieserhalb kann
nicht leicht eine Ueberladung des Erzeugers mit Dampf und ein Verlust beim
Sicherheitsventile Statt finden.
c) Die beim Stillstande der Maschine sich in der
Metallmischung anhaͤufende Hize wird fuͤr den Nuzen der Maschine
aufbewahrt, waͤhrend bei den gewoͤhnlichen Maschinen jeder aus dem
Sicherheitsventil entweichende Dampf als reiner Verlust an Waͤrmestoff zu
betrachten ist, der aus der Sphaͤre der Maschine tritt.
d) Einer unnoͤthigen zu großen Erzeugung von Hize
im Ofen und dadurch bewirkten Ueberhizung der Metallmischung ist aber durch die
Anwendung des Waͤrmeregulators vorgebeugt, und
e) ein schaͤdliches Entwischen der Daͤmpfe
aus dem Apparate wird durch eine neue und einfache Art, die einzelnen Theile
desselben mit einander dampfdicht zu verbinden und zu verschließen,
verhuͤtet.
Durch eine moͤglichst gleichmaͤßige Hize im Apparate wird aber auch die
Dampfentwikelung auf einen Standpunct gebracht, wo die Temperatur und die davon zum
Theil mit abhaͤngende Spannung der Daͤmpfe immer auf einem
regelmaͤßigen Fuß erhalten und eine schaͤdliche Uebersaͤttigung
derselben mit freiem Waͤrmestoff vermieden werden kann.
Anmerkung. Es ist nicht zu laͤugnen, daß bei der
steten Beruͤhrung, worin die in meinem Generator entwikelten Daͤmpfe
waͤhrend ihres Durchganges durch seine Roͤhren mit den von der
Metallmischung erhizten Waͤnden derselben, deren Temperatur weit uͤber
die der entwikelten Daͤmpfe geht, bleiben, gewoͤhnlich eine geringe
Uebersaͤttigung dieser Daͤmpfe mit freier Waͤrme Statt findet,
indessen duͤrften sie von dieser uͤberfluͤßigen freien
Waͤrme, wieder dadurch befreit werden, daß sie im Recipienten immer mit dem
einsprizenden Wasser in Beruͤhrung kommen, wobei ihr
uͤberfluͤßiger Waͤrmestoff sich wieder mit diesem zu saturirtem
Dampfe verbindet. Sollten aber dennoch Daͤmpfe uͤbersaturirt werden,
so ist dieß gerade kein Uebelstand zu nennen, indem durch ihren groͤßeren
Antheil freier Waͤrme ihr mechanischer Effekt auf eine wohl eben nicht
Waͤrmestoff verschwendende Art erhoͤht wird. Auch ist bei einer
geringen Uebersaͤttigung der Daͤmpfe, bei der Anwendung des
Expansionsprincips, weniger Verlust an den in dem Dampfcylinder sich ausdehnenden
Daͤmpfen zu erwarten, indem der uͤberschuͤßige
Waͤrmestoff die bei jeder Expansion der Daͤmpfe eintretende
Verdichtung eines Theils derselben verhuͤtet. Die bei der Expansion
entstehende Condensation wird naͤmlich durch den groͤßeren Antheil
latenter Waͤrme hervorgebracht, den ein sich ausdehnender und zu einer
niederen Spannung herabsinkender Dampf fordert, um sich ganz in Dampfform zu
erhalten. Bei etwas mit freier Waͤrme uͤbersaͤttigten
Daͤmpfen kann der groͤßere Bedarf an latenter Waͤrme aber aus
dem Uebermaaße der freien einigermassen bestritten werden. Was also auf einer Seite
als Verlust erscheint, kommt auf der anderen dem mechanischen Effekte der
Daͤmpfe wieder auf eine sehr vortheilhafte Weise zu Nuzen.
Bei den gewoͤhnlichen Kesseln verlieren die Daͤmpfe im Dampfraume
derselben meistens nicht unbedeutend an Temperatur. Die Waͤnde dieses Raumes
sind nicht allein dem Einflusse des Feuers ganz entzogen, sondern bieten im
Gegentheile noch der atmosphaͤrischen Luft eine bedeutende Oberflaͤche
dar, die durch diese eine stete Entziehung von Waͤrmestoff erfaͤhrt,
indem die Luft, die immer mehr oder weniger in Bewegung ist, dem Kessel immer
kaͤltere Schichten wieder zuwendet, und ihm hauptsaͤchlich dann
nachtheilig wird, wenn sie sehr kalt, wie im Winter, oder sehr feucht ist. Dieß ist
in meinem Entwiklungsapparate nicht so der Fall, weil die entwikelten Daͤmpfe
groͤßtentheils unter dem Einflusse der heißen Metallmischung bleiben, und
diejenigen Theile des Apparates, die den Dampf mit der Luft in mittelbare
Beruͤhrung sezen, im Verhaͤltnisse sehr unbedeutend an
Oberflaͤche sind, auch mit schlechten Waͤrmeleitern bekleidet
werden.
––––––––
Nun endlich noch einige Worte uͤber die Grundsaͤze, von welchen ich bei
der Verwendung sehr hochdruͤkender Daͤmpfe in meiner Maschine ausging.
Ich kann hier um so kuͤrzer seyn, da ich in meiner vorausgegangenen
Abhandlung uͤber Hochdrukdampfmaschinen alle die Umstaͤnde ziemlich
ausfuͤhrlich angegeben habe, worauf die sich bei Anwendung derselben
darbietenden Vortheile beruhen, auch habe ich schon im Anfange dieser Zeilen die
Hauptzuͤge meiner Verbesserungen in der eigentlichen Maschine und namentlich
zur Realisirung einer wirklich moͤglichen Anwendung sehr
hochdruͤkender Daͤmpfe angedeutet. Der erste Grundzug dieser
Verbesserungen ist:
1) Die absolute Kraft der Daͤmpfe findet weniger Abzug durch Friktion und andere
Hindernißlast in der Maschine. Daß dieser Abzug in den Watt'schen Maschinen so groß ist, liegt theils an der Ausdehnung der
Maschine und ihrer reibenden Theile, theils an einigen Nebenhindernissen, die bei
derselben die nothwendige Condensation der Daͤmpfe herbeifuͤhren, wozu
ich vorzuͤglich die Bewegung der Luft- und kalten Wasserpumpe rechne.
Wenn man die Groͤße der Dampfcylinder Watt'scher
Maschinen, die der Pumpen und die große Reibung der Kolben und Kolbenstangen in
diesen Organen und in ihren Stopfungsbuͤchsen, die nach frischer Liederung
nicht selten uͤber die Haͤlfte der Kraft der Maschine aufzehrt,
erwaͤgt, so scheint die Sache keinesweges uͤbertrieben. Wie groß die
Friktion, die Schwerbehuͤlflichkeit der Watt'schen
Maschinen uͤberhaupt, wie bedeutend ihre ganze Hindernißlast sey, geht
genuͤgend aus dem Umstande hervor, daß von den 16 bis 17 Pfunden, welches
Gewicht den absoluten Druk der Daͤmpfe auf den Quadratzoll in diesen
Maschinen bezeichnet, kaum 7 Pfund als wirklicher Nuzeffekt bleiben, da doch die
hochpressenden Maschinen z.B. die Oliver Evans'schen kaum
1/3 und die meinige kaum 1/4 von ihrer absoluten Kraftleistung einbuͤßen.
Die Hauptfriktion meiner Maschine beschraͤnkt sich auf die der Kolben in den
Cylindern, die aber, da meine Kolben nur den 6ten Theil des Durchmessers einer Watt'schen Maschine haben, nur einen sehr unbedeutenden
Theil der darauf wirkenden Dampfkraft aufzehren kann. Luft- und kalte
Wasserpumpe fehlen meiner Maschine ganz. Die Drukpumpe derselben braucht kaum den
40sten Theil ihrer Kraft, waͤhrend der Betrieb der vielen Pumpen Watt'scher Maschine beinahe ihren Effekt um 1/3
schwaͤcht.
Endlich raubt aber die nothwendige Bewegung der großen Massen einer Watt'schen Maschine, z.B. des schweren Balanciers und
großen und gewichtigen Schwungrades, so wie die Traͤgheit der
Wassersaͤulen in den Pumpen ihnen eine nicht unbedeutende Kraft. Der
Balancier wird noch durch seinen Schwung nachtheilig und erschuͤttert dadurch
die Gebaͤude, daß sein Aufhaͤngepunct, vorzuͤglich bei großen
Maschinen, immer sehr hoch liegt. Auch verursacht sein ParallelogrammIn England sind die Balanciers und Parallelogramms Mode, und keiner nimmt
eine Maschine ohne dieselben gerne. Da ich bei Gelegenheit eines Besuchs in
der beruͤhmten Bramah'schen
Werkstaͤtte Hrn. Bramah fragte, warum man nicht mehrere so einfache
Dampfmaschinen, als die seinige, die kein Parallelogramm hat, in England
saͤhe, antwortete er mir, solche wuͤrden, wenn man sie auch
machen wollte, keinen Abnehmer finden, weil sie nicht genug in's Auge fielen
und zu wenig prachtvoll waren, worauf die Englaͤnder so sehr viel
Gewicht legten. – Welchen sonderbaren Ruͤksichten man
uͤberhaupt oft in England bei der Anlegung von Dampfmaschinen folgt,
beweiset der wirklich merkwuͤrdige Fall, daß kuͤrzlich in
Cornwall ein Grubenbesizer sich bloß aus dem Grunde die groͤßte
Dampfmaschine daselbst bauen ließ, um seinen Nachbar auszustechen, der
bisher die maͤchtigste besaß. eine große Friktion und eine unnuͤze Zerlegung der Kolbenwirkung.
Die Bewegung meiner Kolben wird auf eine sehr einfache, dauerhafte und viel Raum
ersparende Art auf die Kurbel uͤbertragen. An dem dazu dienenden Apparate
finden sich nur 4 Scharniere, statt daß an einer Watt'schen Dampfmaschine deren gewoͤhnlich uͤber 20 sind. Dabei
findet diese Bewegung nahe am Fundamente der Maschine Statt, sie verursacht also
keine Erschuͤtterung im Gebaͤude. Meine Neuerung leistet den Wirkungen
der Maschine wenig Widerstand, da sie bei Hebung der Ventile keinen großen Druk der
Daͤmpfe darauf zu uͤberwinden hat, dieser Druk aber durch die
Laͤnge der Ventilhebel noch so sehr vermindert wird, daß er gar nicht einmahl
in Rechnung gebracht zu werden verdient. Die Schwungraͤder meiner Maschine
haben kaum den 5ten Theil des Gewichtes derer der Watt'schen, ihre Bewegung geschieht daher leichter und mit weniger
Erschuͤtterung.
2) Ein zweiter Grundsaz meiner Verbesserungen ist, daß ich die große Hize sehr
hochdruͤkender Daͤmpfe fuͤr die Maschine unschaͤdlich zu
machen suchte.
Dieß ist ein Punct, den die meisten Dampfmaschinenkundigen sich so leicht denken, so
daß mir in dieser Ruͤksicht in England gewoͤhnlich gegen meine
Dampfmaschine eingewandt wurde: warum ich dieselbe nicht wie andere
Hochdrukmaschinen gebaut haͤtte. Mein Generator und die gefahrlose und
oͤkonomische Entwiklung sehr hochpressender Daͤmpfe sey ja doch
eigentlich die Hauptsache, und jede Maschine wuͤrde fuͤr denselben
passen; mit dem Baue der Hochdrukmaschinen sey man aber in England schon vertraut
genug (!!!) u.s.w. Es ist wirklich unerklaͤrlich, ein solches Raisonnement in
einem Lande zu hoͤren, wo Dampfmaschinenbau an der Tagesordnung ist, und wo
man doch mit dem ganzen Felde der Moͤglichkeiten und Unmoͤglichkeiten
bei der Ausfuͤhrung derselben vertraut seyn sollte. Ich muß dagegen gestehen,
daß die Erfindung einer zwekmaͤßigen Maschine fuͤr meinen Generator
und fuͤr die in ihm entwikelten sehr hochdruͤkenden und uͤber
500° Fahr. haltenden Daͤmpfe mir schon, vor irgend einem
daruͤber angestellten Versuche, von selbst eine sehr schwere Aufgabe schien,
und daß mir die wirkliche Ausfuͤhrung derselben mehr Schwierigkeiten gemacht
und mehr Anstrengung von Seiten meines Erfindungsgeistes gekostet hat, als der
Generator selbst.Hr. Perkins scheint
diesen Schwierigkeiten eben so wenig Gewicht zu geben, als die
Englaͤnder. In der That hat er aber auch noch nie mit so hohem Druke
gearbeitet, als er in den Kalkulationen seiner Maschine immer angibt. Seine
erste Maschine arbeitete nur mit einem Druke von 10 und die lezte mit 17 bis
20 Atmosphaͤren statt der 50, die in der Kalkulation angegeben sind
(Register
of Arts and Sciences, Mai 12. 1827). Er hat also
die großen Schwierigkeiten eines sehr hohen Druks noch nicht empfinden
koͤnnen. Meine Maschine hat aber mit 50 Atmosphaͤren und mehr
wirklich gearbeitet. Die nothwendige Vermeidung aller Friktion zwischen Metallflaͤchen an Theilen, die in großer
Hize arbeiten, und die Schwierigkeit, das Fett an diejenigen Stellen gehoͤrig
zu bringen, wo es noͤthig ist, ohne daß es sich sehr zersezt, und daß eine
uͤbermaͤßige Quantitaͤt desselben verbraucht werde; eine
gehoͤrige Dampfdichtheit in den arbeitenden und stets in Bewegung sich
befindenden Apparaten, um jeden Verlust an Daͤmpfen, der bei dem hohen Druke
und der durchdringenden Eigenschaft sehr expandirter Daͤmpfe aus den
kleinsten undichten Stellen um so groͤßer wird, je hoͤher ihre
Spannung und Temperatur ist; alles dieses sind Umstaͤnde von der
hoͤchsten Wichtigkeit, und ihre Veruͤksichtigung eben so
noͤthig, als die Aufgabe, die sie dem Erfindungsgeiste des Erfinders machen,
in manchen Puncten fast unaufloͤslich scheint.
Was die Friktion zwischen Metallflaͤchen in großer Hize betrifft, so hat mich
die Erfahrung vielfaͤltig belehrt, daß kein Fett anhaltend sich zwischen
ihnen haͤlt, und daß bei der geringsten Trokenheit ihrer Oberflaͤchen
sie mit einander kohaͤriren und sich gegenseitig dadurch schnell
zerstoͤren, wenigstens fuͤr ihren Zwek in der Maschine unbrauchbar
werden.Hr. Perkins will eine
Composition von Messing entdekt haben, die in der moͤglichst
groͤßten und in Hochdrukmaschinen anzuwendenden Hize auf Gußeisen
ohne Fett, Talg oder irgend eine andere Schmiere vollkommen dicht und mit
sehr geringer Reibung arbeiten soll. Man hat aber wirklich Ursache, in
Hinsicht von dergleichen Perkins'schen
Behauptungen etwas unglaͤubig zu seyn, und die Bestaͤtigung
derselben von einer laͤngeren Erfahrung abzuwarten.Ich habe mich schon fruͤher daruͤber geaͤußert, daß ich
Hrn. Perkins Kolben
mit Metallliederung von jener Composition fuͤr nicht praktikabel
halte, und uͤberhaupt ganz gegen die Anwendung solcher Kolben, die
uͤberdieß theuer, kuͤnstlich und schwer zu verfertigen sind,
in Dampfmaschinen mit sehr hohem Druke bin. Hier meine Gruͤnde:1) Die einzelnen Theile solcher Kolben dehnen sich in der Hize sehr
hochdruͤkender Daͤmpfe bedeutend aus, und schließen dann so
fest aneinander, daß sie ihre Beweglichkeit gaͤnzlich verlieren.
Diesem Uebelstande ist auf keine Weise abzuhelfen, da der Koͤrper des
Kolbens und seine beiden die Segmente zusammenhaltenden Platten nicht
elastisch gemacht werden koͤnnen.2) Die messingenen Segmente und Ringe, sie moͤgen aus was immer
fuͤr einer Composition seyn, cohaͤriren in großer Hize sehr
unter einander, selbst wenn sie Ueberfluß von Fett und Schmiere haben. Dieß
kann man schon an messingenen Haͤhnen wahrnehmen, die in bedeutender
Temperatur so fest in ihrer Huͤlfe stehen, daß sie mit der
groͤßten Kraft und ohne Schaden an ihren reibenden Flaͤchen zu
nehmen, nicht gedreht werden koͤnnen. Gleiche Metalle
cohaͤriren immer staͤrker mit einander als ungleiche.
Ungleiche kann Hr. Perkins aber zu seinen Ringen nicht nehmen, da bei ihrer
Anwendung die verschiedene Ausdehnung derselben durch die Waͤrme
ihrem dichten Schlusse unter einander nachtheilig werden wuͤrde, auch
muͤßte er dann des Vortheils seiner Metallcomposition an denjenigen
Ringen entbehren, die von anderen Metallen construirt waͤren.3) Die Metallringe und Segmente an die Cylinderwaͤnde
druͤkenden Federn werden, von welcher Form sie auch immer seyn
moͤgen, in großer Hize bedeutend an ihrer Elasticitaͤt verlieren. Dieß
gilt auch fuͤr den Fall, daß die Ringe zum Theil selbst durch ihre
Elasticitaͤt anschließen sollen, wie es beim Perkins'schen Kolben geschieht.4) Da die Segmente oder Ringe vor der oberen und unteren Dekplatte des
Kolbenkoͤrpers immer etwas Weniges vorstehen, damit leztere die
Cylinderwaͤnde wo moͤglich nicht beruͤhren, so
druͤken die Daͤmpfe von sehr hohem Druke gewaltsam auf diesen
kreisfoͤrmigen Vorsprung, selbst wenn dieser ein Minimum von Breite
hat, und es entsteht auf diese Weise ein starkes und schaͤdliches
Draͤngen gegen die Segmente oder Ringe.5) Die Segmente oder Ringe schließen nicht immer an allen Orten so dicht an
die Cylinderwaͤnde, daß nicht hie und da theilweise Dampf zwischen
dieselben und leztere dringen sollte. Bei einem solchen Dazwischendringen
wird der Dampf mit seinem fuͤrchterlichen Druke den Gegendruk der
schwachen Federn leicht uͤberwaͤltigen, die Segmente oder
Ringe von den Cylinderwaͤnden abdraͤngen, und bei denselben in
sehr großen Massen entwischen. Das einzige Mittel dagegen, Dampf auch
zwischen Koͤrper des Kolben und die Segmente und Ringe dringen zu
lassen, um so einen entsprechenden Gegendruk zu bilden, hat aber wieder den
uͤberwiegenden Nachtheil, daß der zwischen Koͤrper des Kolben
und lezteren gedrungene Dampf die Segmente und Ringe bei genau an den
Cylinderwaͤnden schließenden Stellen mit seinem ganzen Druke gegen
diese andraͤngt und ein Maximum einer schaͤdlichen Reibung
erzeugt. Ich hatte einmal den Fall, daß Dampf von 40 Atmosphaͤren
Druk vollkommen und gleichsam in einem Sturze dem Kolben entwischte, weil
die Segmente nachgaben. Auch Hrn. Perkins's Kolben bei seiner in den Catharinendoks
aufgestellten Dampfmaschine laͤßt schon bei einem Druke von 17
Atmosphaͤren beim Anfange jedes Stoßes eine so bedeutende
Quantitaͤt Dampf entwischen, daß der unter ihm befindliche leere Raum
des Cylinders sowohl als der des Condensators davon ganz erfuͤllt
wird, und der Dampf noch wie ein aufblizender Strahl sich an der
Muͤndung der Exhaustionsroͤhre zeigt. Demunerachtet spricht
Hr. Perkins aber noch
juͤngst von einem Druke von 100 Atmosphaͤren, den er in seiner
Maschine bald anzuwenden beabsichtigt, und uͤberhaupt viel von der
Unbegraͤnztheit des Dampfdruks, den seine Maschine zulaͤßt.
Die Zeit wird lehren, ob ihm dieß gelingen wird, oder ob es nur eine seiner
gewoͤhnlichen Exklamationen gewesen ist.
Da eine solche schaͤdliche Reibung fast in allen den Steurungen der
gewoͤhnlichen Maschinen Statt findet, und gerade fuͤr diesen Apparat
ein stets sehr genauer und dampfdichter Gang noͤthig ist,Hrn. Perkins's
Drehventile sind immer in sehr kurzer Zeit, oft in wenigen Stunden,
zerstoͤrt gewesen. Dieß weiß ich von einem Arbeiter, der oft die
Naͤchte hat schmirgeln muͤssen, wenn das Drehventil nur wenige
Minuten in Arbeit gewesen ist. so mußte ich darauf denken, ihn in einer Art auszufuͤhren, daß jene
Schwierigkeiten vollkommen gehoben wuͤrden. Die Erfahrung hat mich belehrt,
daß ich dabei von ganz richtigen Principien ausgegangen sey; denn meine Steurung
laͤßt in der That nichts zu wuͤnschen uͤbrig. Sie arbeitet mit
einer Praͤcision, einer Dampfdichtheit, und ist so vollkommen vor aller
Zerstoͤrung gesichert, daß man bei Anwendung derselben auf eine sehr lange
Dauer in moͤglichster Vollkommenheit rechnen kann. Staͤhlerne Kegel
naͤmlich, (oder konische Ventile) die ohne Reibung die Dampfkanaͤle
oͤffnen und schließen, sind unverwuͤstbar und arbeiten sich immer
dichter in leztere ein. Das Schließen der Oeffnungen durch sie geschieht auf eine
Art, daß die auf einander passenden Flaͤchen sich ohne Reibung
beruͤhren. Die Haͤrte dieser Flaͤchen verbuͤrgt die
geringe Abnuzung derselben durch die Beruͤhrung, zumahl da das Einfallen der
Ventile sanft und ohne uͤbermaͤßigen Druk geschieht. Um den Druk der
Daͤmpfe auf dieselben zu maͤßigen, habe ich die Einrichtung getroffen,
daß ein aͤußerer mechanischer Gegendruk diesen beinahe aufhebt, so daß die
Maschine bei Luͤftung der Ventile nur die Differenz zwischen Druk und
Gegendruk zu heben hat. Durch diese Einrichtung werden meine Ventile zugleich
Sicherheitsventile, indem den Daͤmpfen bei zu starker Spannung, wobei sie den
Gegendruk auf die Ventile uͤberwaͤltigen, ein freier Durchgang durch
die Maschine eroͤffnet ist. Die Ventilstiele arbeiten in ihren
Stopfbuͤchsen in einer maͤßigen Waͤrme, und die Oeffnung und
Schließung der Ventile selbst geschieht auf eine hoͤchst einfache und sichere
Weise.
Bei dem Gange der Kolben in den Dampfcylindern habe ich dafuͤr gesorgt, daß
dabei keine Reibung zwischen Metallflaͤchen Statt findet. Ich habe sogenannte
solide Staͤmpel (plunger) den
gewoͤhnlichen Kolben (pistons) vorgezogen, weil
die Liederung ihrer Stopfbuͤchsen theils leichter und ohne Abnahme der
Cylinderdekel bewerkstelligt werden kann, theils weil sie leicht und mit weniger
Maschinerie zu verfertigen sind, theils endlich, weil ihre Stopfbuͤchsen
besser eine durch die Hize muͤrbe gemachte Hanf- oder Flachsliederung
halten, und ohne alle Kuͤnsteleien immer mit der gehoͤrigen
Quantitaͤt Fett versorgt werden koͤnnen, ohne dieß
uͤbermaͤßig zu verschmieren und zu zersezen, und zulezt noch, weil
jede kuͤnstliche Vorrichtung zur Erhaltung der Dampfdichtheit einer Liederung
besser da anzubringen ist, wo diese feststeht, als da, wo sie sich, wie an den
gewoͤhnlichen Kolben, in steter Bewegung befindet. In der Folge wird dieß
jedem deutlicher werden. Meine Vorrichtung zur Dampfdichthaltung der Liederung ist
so einfach und ungekuͤnstelt, daß nicht allein der gemeinste Arbeiter ihren
Zwek und die Art ihrer Wirkung verstehen kann, sondern sie auch ohne alle weitere
Muͤhe und Arbeit richtig anzuwenden und in Ordnung zu erhalten lernen wird,
indem sie nur aus einem einfachen Ringe besteht, welcher in der Mitte der Liederung
jedes Staͤmpels liegt, und einen Wasserstriemen, der stets unter dem Druk der
Daͤmpfe des Kessels steht, um den Staͤmpel (plunger) erhaͤlt. Durch diesen wird dem im Cylinder arbeitenden
Dampfe ein mechanischer Druk entgegen gesezt, der sein Entweichen durchaus
verhuͤtet. Das Fett wird von Außen an die Staͤmpel gebracht, und sein
Zufluß kann, nach Beduͤrfniß, auf das Genaueste regulirt werden, ohne eines
kuͤnstlichen Apparates dabei zu beduͤrfen.
Obgleich ich bei Anwendung der Staͤmpel 2 Cylinder gebrauchen muß, um eine
Doppelwirkung der Maschine hervorzubringen, so hat dieß doch seinen Nuzen und seine
großen Bequemlichkeiten. Bei dem geringen Durchmesser der Cylinder ist naͤmlich die
mechanische Wirkung der Daͤmpfe auf beide Staͤmpel wegen gleicher
Oberflaͤche an beiden die naͤmliche, waͤhrend in einem doppelt
wirkenden Cylinder auf der einen Seite des Kolbens, an welcher die Kolbenstange die
Groͤße der wirksamen Oberflaͤche vermindert, der Effekt geringer
erscheint. Dieß kommt aber vorzuͤglich in Betracht in sehr kleinen Cylindern
mit großer Kraftaͤußerung, wo die Kolbenstange wegen der noͤthigen
Staͤrke einen betraͤchtlichen Durchmesser haben muß. Die Anwendung der
Staͤmpel (plunger) gibt der Maschine aber auch
eine sehr große Festigkeit, vorzuͤglich wenn man die Cylinder einander
gegenuͤber legt, wie ich gewoͤhnlich thue. Ihr Gang findet dann
zugleich ohne kuͤnstliche Huͤlfsmittel von selbst in einer geraden
Linie Statt, wobei die Stopfbuͤchsen derselben die besten Fuͤhrer
abgeben. Uebrigens ist die Liederung der Staͤmpel auch aͤußerst
bequem, und ihr Gang immer vor jedermanns Augen, ob er dampfdicht ist, oder nicht,
ob er Schmiere bedarf, oder gehoͤrig damit versorgt ist etc.
Die Dampfdichtheit der uͤbrigen Theile der Maschine wird von mir auf eine so
vollkommene Weise bewirkt, die dazu dienenden Apparate sind so leicht
ausgefuͤhrt, und die Zusammensezung der verschiedenen Maschinentheile durch
dieselben so erleichtert, daß man wirklich an einer Maschine mit niederem Druke
diese Forderung nicht vollkommener und bequemer fuͤr die Praxis
ausgefuͤhrt finden kann. Man wird in der Folge sehen, daß ich in diesem
Puncte wirklich nicht zu viel sage.
3) Ein dritter Grundzug meiner Verbesserungen besteht darin, daß ich meine Maschine,
troz ihres geringen Umfanges und der Unbedeutenheit aller ihrer arbeitenden Theile,
so fest und dauerhaft als moͤglich konstruire. Der Hauptgrundsaz, von welchem
ich dabei ausgehe, besteht darin, daß ich die ganze Maschine und vorzuͤglich
die mit Kraft arbeitenden Organe derselben alle dem Fußboden des
Maschinengebaͤudes so nahe als moͤglich bringe, und alle weiteren
Verbindungen derselben mit dem Gebaͤude selbst ganz vermeide. Dadurch wird
jede Erschuͤtterung desselben moͤglichst vermieden, und die einzelnen
Maschinentheile, vorzuͤglich die arbeitenden, bleiben immer in einer zu ihrem
exakten Gange noͤthigen richtigen Stellung gegen einander, was theils die
erste Aufrichtung der Maschine sehr erleichtert, theils haͤufige Reparaturen
und die bei Watt'schen Maschinen so oft noͤthige
Berichtigung der Maschine und der Lage ihrer einzelnen Theile verhuͤtet.
Jeder Maschinenbauer naͤmlich weiß, wie viele Aufmerksamkeit und Genauigkeit
die Aufhaͤngung des Balanciers großer Maschinen erfordert, und wie nothwendig
die gehoͤrige Staͤrke, Sicherheit und Unerschuͤtterlichkeit
eines Gebaͤudes an einem Puncte ist, woran Kraft und Last zu gleicher Zeit
wirken. Die geringste Veraͤnderung in der Lage des Balanciers
veraͤndert alle Verhaͤltnisse in der Stellung desselben zur Maschine,
zum Parallelogramm und der Kurbel, weßhalb man die Enden desselben
gewoͤhnlich drehbar macht, um eine gewisse Nachgiebigkeit derselben bei
diesen Unannehmlichkeiten zu bewirken. Wie leicht sinkt aber nicht das Fundament des
Dampfcylinders um eine Kleinigkeit, oder troknet ein; wie bald gibt nicht ein Balken
im Gebaͤude nach, oder wirft sich, der als Ruhepunct fuͤr die Lager
des Balanciers dient; wie schnell weichen nicht oft die Lager der Welle, diese
verliert ihre voͤllig horizontale Lage, und in der Bewegung der Kurbel durch
die Blaͤuelstange entsteht eine Unrichtigkeit, es tritt ein Draͤngen
und Zwaͤngen dabei ein, was außer der Erschuͤtterung, die es
hervorbringt, einen großen Theil der Kraft der Maschine zerstoͤrt. Alles
dieses ist bei meiner Maschine durchaus nicht der Fall. Mit einer großen
Staͤrke ihrer arbeitenden Theile und ihres Gestelles verbindet sie zugleich
eine seltene Nachgiebigkeit, so daß durch kleine Unrichtigkeiten in der Lage
derselben gegen einander kein Nachtheil erwaͤchst. Diese Unrichtigkeiten sind
aber bei der Art ihrer Zusammenstellung schon unmoͤglich, indem das ganze
Maschinengestell fast Einen soliden Koͤrper bildet, der nur seine Lage im
Ganzen veraͤndern kann, waͤhrend seine einzelnen Theile alle in
gehoͤriger Stellung bei einander und im Verhaͤltnisse zum Ganzen
bleiben. Die Bewegung der Staͤmpel ist so dauerhaft, und ihre Verbindung mit
der Kurbel wird auf eine so einfache und zugleich so gelenkige Weise bewirkt, daß
kleine Abweichungen dabei gar nicht in Betracht kommen. Die Staͤmpel haben
schon an sich ihren ihnen angewiesenen Gang in der Axe der arbeitenden Cylinder,
derselbe wird von den Cylindern aber mit gesichert, und diese bilden wieder mit dem
Gestelle ein fast unzertrennliches Ganze. Doch genug hievon. Eine Ansicht meiner
Maschine wird die Vorzuͤge rechtfertigen, welche ich derselben beizulegen
gewagt habe.
4) Ein vierter Grundzug meiner Verbesserungen besteht in der moͤglichsten
Vermeidung alles noͤthigen Verlustes an Daͤmpfen und
Waͤrmestoff in der Maschine, indem ich naͤmlich.
a) die Verdichtung der Daͤmpfe waͤhrend
ihrer Wirkung verhuͤte. In dieser Hinsicht ist der geringe Umfang der
arbeitenden Theile meiner Maschine von außerordentlichem Nuzen, indem wenig
Oberflaͤche an derselben vorhanden ist, die viel Waͤrmestoff
ausstrahlen koͤnnte. Laͤßt man diese Oberflaͤche obenein noch
poliren, wie z.B. die Cylinder und die Dampfroͤhre, so ist dieses
Ausstrahlen, das mit der Rauhheit der erhizten Flaͤchen zunimmt, gewiß
hoͤchst unbedeutend. In den Cylindern und Roͤhren der Watt'schen Maschinen findet ein sehr großer Waͤrmeverlust
Statt, und dieser wird, wie ich oben in meiner Abhandlung uͤber
Hochdrukmaschinen gezeigt, durch die Dampfkapseln der Cylinder eher vermehrt als
vermindert. Ich suche aber auch
b) allen Verlust an Daͤmpfen bei der Bewegung des
Kolbens, in der Steuerung und bei den Zusammensezungen der einzelnen Theile der
Maschine ganz zu vermeiden. Ueber diesen Punkt habe ich oben schon genuͤgend
gesprochen, daher ich ihn hier nur anfuͤhren will. Wie groß der Dampfverlust
in den Watt'schen Maschinen, z.B. beim Kolben sey,
leuchtet ein, wenn viele englische Mechaniker diesen auf den vierten Theil beinahe
aller im Kessel erzeugten Daͤmpfe angeben. Es ist aber auch allerdings sehr
schwer, einen so großen Umfang, als die Kolben maͤchtiger Maschinen haben, so
gut und immer so gleich zu paken, daß er stets genau an die Cylinderwaͤnde
anschließe, vollends wenn man bedenkt, wie schwer die Cylinder in der Art
herzustellen sind, daß nicht kleine Unrichtigkeiten bei der Bohrung vorfallen
sollten. Hieher rechne ich vorzuͤglich das haͤufige Einfressen der
Bohrschneiden, wenn die Arbeit dann und wann unterbrochen wird.
5) Noch eine Verbesserung, die vorzuͤglich Beachtung verdient, und worauf ich
ein sehr großes Gewicht lege, ist die Vollkommenheit des Ein- und
Ausstroͤmens der Daͤmpfe in den arbeitenden Cylindern. Diese
Vollkommenheit habe ich auf eine doppelte Weise zu erreichen gesucht, theils
naͤmlich durch gehoͤrige Groͤße der Dampfoͤffnungen,
theils durch moͤglichste Geschwindigkeit in Luͤftung der Ventile.
Vorzuͤglich aber an den Abflußoͤffnungen fuͤr die
Daͤmpfe sind beide leztere Puncte realisirt worden, denn ich baue diese nicht
allein bedeutend groͤßer als die Dampfoͤffnungen (beinahe 3mahl so
groß dem Flaͤcheninhalte nach), sondern lasse auch die Luͤftung ihrer
Ventile schon etwas vor dem jedesmahligen Uebergange der Kurbel uͤber den
todten Punct beginnen, um beim Anfange der Bewegung der Kolben oder Staͤmpel
allen Gegendruk der Daͤmpfe vollkommen beseitigt zu haben. Watt gibt seinen Dampfoͤffnungen im Cylinder, d.h.
wenn er Ventile anwendet, den fuͤnften Theil des Cylinderdurchmessers, ich
nehme den dritten. Dieserhalb ist das Ausfahren der Daͤmpfe aus meiner
Maschine nur ein Augenblik im strengsten Sinne des Worts. Der hohe Druk der
Daͤmpfe gibt diesen eine solche Geschwindigkeit, daß das Geraͤusch des
Ausfahrens dem vollkommen gleicht, was eine Windbuͤchse macht, wenn man ohne
Ladung damit schießt, und den Lauf schraͤg gegen den Fußboden richtet.Bei Maschinen, die mit so hohem Druke, als die meinige, wirken, ist ein
Condensator hoͤchst uͤberfluͤßig, da bei der kleinen
Kolben- oder Staͤmpeloberflaͤche zu wenig durch ein
Vacuum an nuzbarem Effekt gewonnen wird. Bei meiner Maschine wuͤrde
die Kraft derselben durch eingefuͤhrte Condensation nur um 2 1/2 p.
Cent erhoͤht werden, ein Gewinn, der durch die große Complikation
eines Condensators und durch den Verlust der dabei geopferten und noch auf
vielfaͤltige Weise anzuwendenden Daͤmpfe voͤllig
aufgehoben wird. Die Erwaͤrmung des Speisewassers fuͤr den
Kessel kann auf eine viel einfachere Weise geschehen, als durch einen
Condensator. Jedoch duͤrfte es Faͤlle geben, z.B. auf
Dampfschiffen und in manchen Fabriken, wo ein Condensator wichtige Vortheile
gewaͤhret, und fuͤr diese Faͤlle werde ich in der
Zukunft das Noͤthige angeben.Hr. Perkins beging
einen großen physikalischen Irrthum, wenn er glaubte, durch den Condensator
seiner zweiten Maschine diese zu einem perpetuum
mobile machen zu koͤnnen (siehe Beitraͤge zur
Gewerb- und Handelskunde von Heinr. Weber,
Jahr 1825, S. 82.) Ueber seinen ersten Condensator, worin er die
Daͤmpfe unter einem Druke von 5 Atmosphaͤren verdichtete, will
ich mich aller Anmerkungen enthalten, da die physikalischen Schnizer, die
Hr. Perkins bei seiner
Construktion gemacht, jedem in die Augen springen muͤssen. Hrn.
Perkins's
Mißgriffe bei der Anordnung seiner beiden ersten Condensatoren entstanden
vorzuͤglich aus Unkunde mit derjenigen bekannten Wahrheit, daß die
aus einer Hochdrukmaschine blasenden Daͤmpfe, sie moͤgen in
derselben einen Druk gehabt haben, welchen sie wollen, bei ihrer Ausdehnung
in der Atmosphaͤre, den Druk und die Temperatur eines einfachen
Dampfes annehmen; sie entstanden ferner aus Unkunde mit dem Umstande, daß
diese abstroͤmenden Daͤmpfe keinem Wasser, dieses mag unter
einem Druke stehen, welchen es wolle, mehr Temperatur mitzutheilen
vermoͤgen, als sie selbst besizen, und daß sie endlich immer eine
weit groͤßere Quantitaͤt Wasser auf diese Temperatur heben,
als die ist, aus welcher sie entwikelt wurden (diese ist bei Daͤmpfen
von atmosphaͤrischem Druk ungefaͤhr 5 1/2 Mal groͤßer
als leztere). Ist dieses Wasser nicht in solcher Quantitaͤt
vorhanden, so werden verhaltnißmaͤßig auch weniger Daͤmpfe
verdichtet. Hr. Perkins wußte aber nicht allein dieß nicht, sondern er war
sogar in dem unverzeihlichen Wahne, daß er die Hize aller aus seiner
Maschine stroͤmenden Daͤmpfe sogar in einer kleinen
Quantitaͤt Wasser vollkommen wieder koncentriren koͤnne, wenn
er dieses nur unter Druk halte, und durch eine große Oberflaͤche mit
den Daͤmpfen in Beruͤhrung seze. Weil Wasser uͤber
Feuer unter Druk eine große Hize annimmt, so glaubte er sich berechtigt,
auch annehmen zu duͤrfen, daß der abstroͤmende Dampf solchem
Wasser das Naͤmliche thun wuͤrde. Welche Summen mag Hr.
Perkins
verschwendet haben, um einen so tollen Plan durchzusezen, und wie leicht
haͤtte er diese sparen koͤnnen, wenn er sich mehr dem Studium
der Physik ergeben haͤtte, ehe er seine Dampfmaschinenverbesserung
begann. Ueberhaupt hat Hr. Perkins aus Unkunde viele krumme Wege wandern muͤssen
und zum Theil mit Verbesserung seiner eigenen Irrthuͤmer mehr als mit
der der alten bestehenden und sich bewaͤhrt habenden Einrichtungen zu
thun gehabt. Ist es demnach zu verwundern, wenn er schon in den ersten drei
Jahren uͤber 20,000 Pf. Sterl. verexperimentirt hat, ohne irgend
etwas Reelles geliefert zu haben? –Was das Princip des Condensators seiner zweiten Maschine betrifft, so war es
durchaus nicht neu. Schon Trevithik pumpte sein
Speisewasser in ein Rohr uͤber dem Kessel, durch welches die
Exhaustionsroͤhre ging. Die abstroͤmenden Daͤmpfe
theilten hier ihre Hize einem Speisewasser mit, das wegen der Communikation,
worin das Rohr mit dem Kessel stand, mit dem Wasser in lezterem unter
einerlei Druk sich befand. Man sehe hieruͤber nach die Abbildung und
Beschreibung einer Trevithik'schen Maschine in
Christian's traitè de mecan. industrielle, vol. II.
Damit die Daͤmpfe beim Ausfahren aber sogleich Raum genug zur Ausdehnung
gewinnen, gebe ich dem Exhaustationsrohr einen moͤglichst großen Durchmesser
(d.h. den der Staͤmpel) und vermeide soviel moͤglich alle scharfen
Winkel an demselben, worin der Dampfstrom eine starke Brechung und einen Aufenthalt
erfahren koͤnnte. Auch bringe ich, wenn ich es aufsteigen lassen muß, stets
eine Erweiterung an dem
niedrigsten Theile desselben an, worin sich das aus den sich verdichtenden
Daͤmpfen darin bildende Wasser sammeln kann. Dieses fuͤhre ich aber
durch ein absteigendes Rohr ab, das unten eine heberfoͤrmige Kruͤmmung
hat, um das Herausdringen der Daͤmpfe aus demselben durch die in den beiden
Schenkeln sich haltende Wassersaͤule zu verhuͤten. Was den Nuzen aller
dieser Vorkehrungen betrifft, so berufe ich mich in dieser Hinsicht auf meine
Abhandlung uͤber Hochdrukmaschinen, wo ich mich daruͤber
genuͤgend ausgesprochen habe.
6) Beruhen Hrn. Christians's
Versuche in Paris,Dessen traité d. mecan. indust. p.
345. die er uͤber die Verhaͤltnisse des dynamischen Druks der
Daͤmpfe, d.h. uͤber ihren Druk als lebendige Kraft gegen den
Staͤmpel oder Kolben, in so ferne sich dieser wirklich und mit einer gewissen
Geschwindigkeit bewegt, angestellt hat, nicht auf einem Irrthume, und geht daraus
wirklich ein so großer Vortheil bei Maschinen mit hoͤherem Druke hervor, als
Hr. Professor Bernoulli in
Basel berechnet,Bernoulli's Anfangsgruͤnde der
Dampfmaschinenlehre, S. 249. so darf ich, schon aus diesem Gesichtspunkte betrachtet, die Anwendung eines
sehr hohen Druks in meiner Maschine fuͤr eine Verbesserung halten, deren
Folgen gar nicht zu berechnen sind. Ich muß jedoch aufrichtig bekennen, daß ich bei
meinen bisherigen Versuchen noch nicht im Stande gewesen bin, die dabei
wahrgenommenen Vortheile der Anwendung eines hohen Druks gehoͤrig genau zu
analysiren und jeden einzelnen hinreichend zu untersuchen und zu pruͤfen, Ein
solches analytisches Verfahren hat an einer sich im Gange befindenden Maschine aber
auch sehr große Schwierigkeiten, vorzuͤglich, wenn man nicht Ruhe und Zeit
hat, seine Untersuchungen auf einem gehoͤrig wissenschaftlichen Wege
vorzunehmen. Bis jezt habe ich nur Maschinen bauen koͤnnen und Vortheile
fuͤr die Praxis erstreben duͤrfen, vielleicht aber, daß die Zukunft
mich in den Stand sezt, auch etwas fuͤr die Wissenschaft zu thun.
7) Der lezte und Hauptgrundzug meiner Verbesserungen in der Anwendung sehr
hochdruͤkender Daͤmpfe auf Maschinen besteht in einer
zwekmaͤßigen Benuzung des schon von Watt
empfohlenen, vorzuͤglich aber von Oliver Evans bei
Hochdrukmaschinen angewandten Expansionsprincips. Sowohl Theorie als Praxis, und
zwar auch meine bisherige Erfahrung haben mich von den außerordentlichen
Vorzuͤgen dieses Princips uͤberzeugt; die Vortheile desselben sind
aber auch schon so vielfaͤltig abgehandelt, erklaͤrt und bewiesen, daß
es hoͤchst uͤberfluͤßig seyn wuͤrde, hier
daruͤber zu sprechen. Eine sehr faßliche Darstellung des Princips findet
man in Bernoulli's Dampfmaschinenlehre,Bernoulli's Anfangsgr. d. Dampfmaschinenlehre, S.
92 u.s.w. worauf ich diejenigen vorzuͤglich verweise, die mit der
hoͤheren Mathematik nicht ganz vertraut sind.
Ich fuͤlle meine Dampfcylinder nur um 1/3 mit Dampf und bin uͤberzeugt,
daß ich schon allein durch diese Anordnung uͤber 1/3, wo nicht gar die
Haͤlfte des bisherigen Brennmaterials erspare. Eine ausgedehntere Anwendung
des Princips scheint mir unzwekmaͤßig, in so ferne die Ungleichheit der
Dampfwirkung auf die Kolben dadurch in einem so hohen Grade gesteigert wird, daß die
dadurch fuͤr den Gang der Maschine entspringenden Nachtheile einen großen
Theil der Vortheile des Princips wieder aufheben moͤchten. Auch ist die
Verdichtung eines Theils der in den Cylindern sich ausdehnenden Daͤmpfe um so
groͤßer, je hoͤher man diese Ausdehnung treibt. Oliver Evans kann hier wohl als unser Lehrmeister gelten, indem
er gewiß die meisten Erfahrungen in der Ausuͤbung dieses Princips gemacht
hat; er hat aber selten weniger Fuͤllung als die eines Drittels seiner
Cylinder angeordnet.
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Ich schließe hiemit die vorlaͤufige Darstellung der Grundsaͤze, von
denen ich bei meinen Verbesserungen des Hochdrukmaschinenprincipes ausging, und
hoffe bald die specielle Beschreibung meiner Maschine nachliefern zu
koͤnnen.
Mein neues Dampfentwiklungsprincip ist so vielfaͤltig zur Sprache gekommen,
und ich habe daruͤber zum Theil so ungleiche, zum Theil aber auch so viele
schiefe und unrichtige Urtheile hoͤren muͤssen, daß ich es fuͤr
meine Pflicht gehalten habe, die Grundsaͤze desselben zur Berichtigung der
Ansichten derer, die uͤber diese nicht im Reinen seyn moͤchten,
oͤffentlich bekannt zu machen. Ein Erfinder und seine Erfindung sowohl als
die Bemuͤhungen und Anstrengungen, die er derselben widmete, werden nicht
selten uͤberschaͤzt in dem ersten Aufruhre, den jede wichtige
Verbesserung erregt, nicht weniger aber auch oft verkannt von denen, die in die
Ideen und Plaͤne des Erfinders nicht gehoͤrig eindringen konnten oder
eindringen wollten. Dieses Eindringen ist aber auch oft mit sehr großen
Schwierigkeiten verknuͤpft, und diese sind immer um so groͤßer, je
mehr der Weg, den er einschlaͤgt, von dem gewoͤhnlichen abweicht. Es
gehoͤrt ein großes Maaß gediegener Kenntnisse und eine sehr gesunde und
wissenschaftlich gelaͤuterte Urtheilskraft dazu, die Faͤden der
Entwiklung einer neuen Erfindung zu entfalten, und ein scharfer, durchdringender
Blik, das Gewebe derselben zu durchschauen. So viel es in meinen Kraͤften
steht, habe ich den Kennern diese Arbeit in den vorliegenden Zeilen zu erleichtern gesucht, und zwar
aus einer doppelten Absicht; erstlich naͤmlich, um den Beweis zu geben, daß
meine Erfindung weder das Werk des Zufalls, noch eines blinden Treffers, sondern die
Frucht eines langen Nachdenkens und eines fleißigen Studiums aller mich dabei
unterstuͤzenden Huͤlfsquellen war; zweitens aber auch, um die Kenner
und alle die, die sich irgend fuͤr dasjenige, was ich leistete,
interessirten, zu meiner Rechtfertigung zu uͤberzeugen, daß ich uͤber
keine bloßen Hirngespinnste bruͤtete, und keine schwierige Bahn planlos
betrat und darauf fortschritt. Diese Rechtfertigung bin ich mir um so mehr schuldig,
als meine Versuche in England mich und meine Erfindung vielleicht in den
unverdienten Verdacht bringen koͤnnten, daß ich bloßen Chimaͤren
nachhing, und Summen einem Plane opfern ließ, der weder auf wissenschaftliche
Kenntnisse sich gruͤndete, noch Fuͤrsprache in irgend einer
Wahrscheinlichkeit und Moͤglichkeit seines Gelingens fand. Ob derselbe es
verdiene, daß man ihn wegen einiger Schwierigkeiten, die jede neue Erfindung bei der
ersten Ausfuͤhrung findet, nicht weiter durchfuͤhren wollte, das
uͤberlasse ich denen zu beurtheilen, die das Interesse der Wissenschaft
leitet, und die bei einem schwierigen Unternehmen nicht nach dem ersten Erfolge
allein richten. Wichtige Erfindungen, die fuͤr das Wohl unserer
Mitbuͤrger und ihrer Nachkommen berechnet sind, legen gewoͤhnlich dem
Erfindungsgeiste und dem Muthe und Eifer des Erfinders um so mehr Proben auf, je
mehr sie fuͤr dieses Wohl von Einfluß sind; und ein Erfinder verdient daher
um so mehr Schonung, je mehr er solcher Proben zu bestehen hat. Noch ist mein Muth
ungebeugt. Das Bewußtseyn einer guten Sache meine Kraͤfte geweiht zu haben,
macht mich begierig, fernere Kaͤmpfe dafuͤr zu bestehen. Eine
schonende Beurtheilung meiner Leistungen von Seiten meines geliebten Vaterlandes
wird mich hoch erheben uͤber die schweren Pruͤfungen, die das Ausland
mir und meiner Erfindung auferlegte. Sie wird mein Trost und mein Lohn seyn.