Titel: Beschreibung einer neuen Dampfmaschine ohne Kessel. Von Alexander Scott, Esqu. Mitgetheilt von dem Erfinder.
Fundstelle: Band 36, Jahrgang 1830, Nr. XXXVII., S. 189
Download: XML
XXXVII. Beschreibung einer neuen Dampfmaschine ohne Kessel. Von Alexander Scott, Esqu. Mitgetheilt von dem Erfinder. Aus dem Edinburgh Journal of Science. January. 1830. S. 21. Mit Abbildungen auf Tab. IV. Scott, Beschreibung einer neuen Dampfmaschine ohne Kessel. Im I. Bd. des Edinburgh Journal of Science, I Series, S. 267. wurde folgende Notiz von dieser Maschine mitgetheilt: „daß im J. 1833 ein Model einer Dampfmaschine ohne Kessel verfertigt wurde; daß Versuche mit derselben vor mehreren in der naͤchsten Nachbarschaft befindlichen Personen, und spaͤter auch in Gegenwart zweier geistreichen Mechaniker (der beiden Bruͤder Halliday, die in der Naͤhe eine kleine Gießerei betrieben) angestellt wurden, um zu zeigen, wie schnell Dampf ohne Beihuͤlfe eines Kessels erzeugt werden kann. Der Plan schien beiden hoͤchst einfach und gefahrlos, und die Versuche sielen so genuͤgend aus, daß sie bald darauf anfingen eine Dampfmaschine mit hohem Druke nach diesem Plane zu verfertigen, die zur Betreibung ihres Werkes hinreichte. Es war beigefuͤgt, daß wenn die Maschine fertig seyn, und Genuͤge geleistet haben wird, eine Beschreibung derselben fuͤr das Edinburgh Journal of Science eingesendet werden soll.“ Die Ursache, warum dieß so spaͤt erst geschieht, liegt darin: nur Einer der beiden Bruͤder konnte sich mit Verfertigung dieser Maschine, und dieß nur in seinen Feierstunden, beschaͤftigen: zum Ungluͤke ward er waͤhrend dieser Zeit zwei Mal krank, und mußte seine Arbeiten lange Zeit uͤber gaͤnzlich aussezen. Wenn Wasser von einer niedrigen Temperatur mittelst einer Pumpe in einen kleinen Erzeuger getrieben wird, der uͤber Feuer steht, so wird jeder Stoß oder Zug der Pumpe die Temperatur der ganzen Wassermenge vermindern. Dieser Umstand veranlaßte die Idee zu einem Dampferzeuger, mittelst dessen das Wasser in einer niedrigen Temperatur in denselben getrieben werden kann, ohne daß die Temperatur des heißesten Theiles des Wassers dadurch vermindert wird. Um einen solchen Dampferzeuger zu verfertigen, wurden zwei vollkommen flache kreisfoͤrmige Model aus Holz verfertigt, an deren jedem correspondirende Theile hervorragten. In einem derselben wurde eine von dem Mittelpunkte bis nahe an den Umfang hinlaufende spiralfoͤrmige Furche geschnitten, der andere blieb flach. Fig. 23. Taf. IV. stellt den einen, Fig. 24. den anderen dar. Jeder derselben hatte 21 Zoll im Durchmesser mit Ausnahme der hervorragenden Theile. Das Stuͤk mit der spiralfoͤrmigen Furche war 1 3/4 Zoll dik, das andere 1 1/4 Zoll: die hervorragenden Theile hatten dieselbe Dike. Die spiralfoͤrmige Furche war 1 Zoll tief geschnitten; am Boden 1/2, oben 7/8 Zoll breit. Der emporragende Theil zwischen den Furchen hatte oben 1/2, unten 7/8 Zoll Breite. Diese beiden Model wurden in Eisen abgegossen. Die Flaͤchen der beiden Gußeisenplatten wurden vollkommen flach abgedreht, und eine sehr kleine Furche wurde mit dem Meißel laͤngs der Mitte des zwischen den Furchen emporragenden Ruͤkens ausgeschnitten: in die andere 1 1/4 Zoll dike Platte wurde eine mit dieser kleinen Furche correspondirende Furche eingeschnitten. Beide Platten wurden hierauf mittelst eines guten Eisenkittes zusammen gekittet, der zum Theile die kleinen mit dem Meißel eingeschnittenen Furchen ausfuͤllte. Die hervorstehenden Theile ab bis h (Fig. 23, 24.) wurden mittelst Schraubenbolzen zusammengebolzt, die 5/8 Zoll im Gevierte hielten und vom besten Eisen waren: es waren also 15 Bolzen, wie man an den vierekigen Loͤchern in Fig. 23 und 24. sieht. Da die hervorragenden Theile von Fig. 23., mit Ausnahme von h, 1 1/4 dik sind,110) so bleibt noch ein halber Zoll zum kraͤftigeren Zusammenschrauben der Platten uͤbrig. Wenn beide Platten auf diese Weise zusammengeschraubt sind, so bilden sie nur die Haͤlfte des Generators, indem noch zwei andere beinahe durchaus aͤhnliche Platten in dem Ofen senkrecht uͤber den vorigen aufgestellt sind. Zwischen beiden halben Generatoren befindet sich eine starke Saͤule aus Gußeisen in der Mitte, welche oben und unten mit einem Vorsprunge versehen ist, wie Fig. 25. zeigt. Beide Vorspruͤnge sind mittelst 4 Schraubenbolzen an jedem halben Generator gehoͤrig befestigt. Diese Saͤule ist 12 Zoll hoch, und haͤlt 4 1/2 Zoll im Durchmesser: in der Mitte ist sie hohl, und haͤlt in dieser Hoͤhlung 1 1/4 Zoll im Durchmesser. Fig. 26. zeigt nun den in seinen Haͤlften beschriebenen Generator zugleich mit dem Ofen, in welchem er sich befindet, im Durchschnitte. Der Erzeuger wird in dem Ofen auf Boͤten aus Gußeisen getragen, die man in Fig. 2728. im Durchschnitte sieht, und die in dem Ofen an den Waͤnden eingemauert sind: die hervorragenden Theile der halben Erzeuger ruhen auf diesen Boͤken. F in Fig. 26. ist der Feuerherd; A der Aschenherd; C ein Theil des Schornsteines. R ist ein Theil der Roͤhre, durch welche das Wasser mitreist der Drukpumpe in die untere Haͤlfte des Generators getrieben wird, wo es in der Spirale vom Umfange bis in den Mittelpunkt hinlaͤuft, dann durch die Saͤule P in die Hoͤhe steigt, in die obere Haͤlfte des Generators gelangt, und in diesem von dem Mittelpunkte an den Umfang laͤuft, wo es durch die Roͤhre S als Dampf in den Cylinder der Maschine gelangt. Die Roͤhre T fuͤhrt einen Theil des entweichenden Dampfes aus dem Cylinder in den Schornstein. Dieser Erzeuger treibt eine kleine Dampfmaschine mit hohem Druke, welche in Folgendem kurz beschrieben ist. Das Gestell ist aus Gußeisen, von der Form des oberen Theiles der tragbaren Dampfmaschinen des Hrn. Maudslay mit Parallelbewegung. Der Staͤmpel des Cylinders hat 6 Zoll im Durchmesser, und die Laͤnge des lezteren gestattet ersterem einen Zug oder Stoß von 17 Zoll. Der Dampf tritt abwechselnd uͤber und unter dem Staͤmpel in den Cylinder mittelst einer Federschiebklappe, die von der Maschine getrieben wird, und 1 2/8 Zoll weit spielt. Die Achse der Kurbel des Flugrades etc. haͤlt 2 1/4 Zoll im Gevierte; die runden Theile haben 2 1/8 Zoll im Durchmesser. Das Flugrad wiegt 7 Ztr., und hat 6 Fuß im Durchmesser. An der Dampfroͤhre, die vom Generator zum Cylinder fuͤhrt, ist ein Hahn mit dreifachem Durchgange: ein Arm laͤuft von demselben zu dem warmen Brunnen der Maschine, wodurch der Dampf entweder nach dem Cylinder geleitet werden kann, oder, bei einer Dritteldrehung des Hahnes, in den warmen Brunnen. Dieser Hahn dient zum Absperren oder zum Einlassen des Dampfes. Da hier nicht, wie bei den gewoͤhnlichen Dampfkesseln, Raum zur Ausdehnung oder Verdichtung des Dampfes vorhanden ist, so ist auch die gewoͤhnliche Drosselklappe nicht noͤthig, und Statt derselben ist die Federschiebklappe an der Dampfroͤhre zwischen dem Hahne mit den drei Gaͤngen und dem Erzeuger angebracht, und der Arm, der mit der Nebenroͤhre in Verbindung steht, welche zwischen dem Hahne mit den drei Gaͤngen und dem warmen Brunnen hinlaͤuft. Diese Schiebklappe wird mittelst Centrifugalkugeln gegen eine sehr spizwinkelige Oeffnung gehoben oder gesenkt, und dadurch die Menge des Dampfes, die in den warmen Brunnen entweicht, gehoͤrig regulirt. In der Roͤhre, durch welche der Dampf aus dem Cylinder in den Schornstein entweicht, befindet sich ein Arm, der zu dem warmen Brunnen fuͤhrt, und an diesem Arme ist ein Hahn, wodurch die Temperatur des Wassers in dem warmen Brunnen regulirt wird. Die Drukpumpe wird von der Maschine getrieben, und versieht den Erzeuger mit Wasser aus dem warmen Brunnen. An einem Seitengefaͤße, welches mit dem warmen Brunnen in Verbindung steht, ist eine Drukpumpe, welche mit der Hand getrieben wird, um die Maschine in Gang zu bringen. In dieses Gefaͤß kommt nebenher noch Wasser, um die Maschine mit demselben zu versehen, und die Hoͤhe des Wassers in dem warmen Brunnen wird dadurch regulirt. Da diese Maschine zum Treiben verschiedener Arten von Maschinen, entweder einzelner oder mehrerer zusammen, bestimmt ist, so sind auch verschiedene Kraͤfte nothwendig. Um diese hervorzurufen, laͤuft ein kurzer Arm von der Dampfroͤhre in der Naͤhe des Erzeugers an eine bequeme Stelle, wo eine staͤhlerne Sicherheitsklappe angebracht ist. An dem Hebel dieser Sicherheitsklappe ist das Gewicht derselben an Abtheilungspunkten aufgehaͤngt, die mit der verlangten Kraft in Verhaͤltniß stehen: verhaͤltnißmaͤßig muß auch die Laͤnge des Stoßes der Drukpumpe darnach regulirt werden. Die Maschine wurde im Jahre 1828 im Januar vorlaͤufig versucht, ehe sie mit irgend einer anderen Maschine in Verbindung gesezt wurde: um ihr einigen Widerstand zu leisten, wurde eine eiserne Reibungsstange mit einem bedeutenden Druke an dem Umfange des Flugrades angebracht, und die Maschine machte 88 Doppelstoͤße in Einer Minute. Diese Maschine wurde neulich mit einem Schleif- und Drehwerke in Verbindung gebracht, und trieb zugleich zwei Gußeisenwalzen, um Kohlen zum Feuer zu zerkleinen. Obschon die Kohlen sehr unregelmaͤßig zwischen die Walzen sielen, so machte die Maschine doch 64 Doppelstoͤße in Einer Minute. Sie haͤtte noch mehr machen koͤnnen: allein, bei der Unregelmaͤßigkeit, mit welcher die Kohlen nachfielen, war zu besorgen, daß die Hauptachse der Maschine nachgeben koͤnnte. Wenn Wasser eine laͤngere Zeit uͤber in Dampfkesseln gesotten wird, so erzeugt sich gewoͤhnlich eine kalkartige Rinde von mehr oder minder bedeutender Dike. Wenn sich diese Dampferzeuger in ihrer spiralfoͤrmigen Furche auf eine aͤhnliche Weise verrinden sollten, so soll man eine Wassercisterne etwas hoͤher, als die obere Haͤlfte des Generators, anbringen, und mit diesem mittelst einer Roͤhre und eines Sperrhahnes verbinden. Ein Arm soll ferner von der Dampfroͤhre zu dem unteren Generator laufen, und wieder mit einem besonderen Sperrhahne versehen seyn, so daß, wenn derselbe geoͤffnet wird, die Verbindung zwischen dem Generator und den Seitenklappen abgeschnitten ist. Diese Cisterne wird nun bis an ihren oberen Rand mit Wasser gefuͤllt, und der Hahn am Grunde des Generators offen gelassen. Wenn nun der Hahn der Cisterne geoͤffnet wird, so wird alles Wasser aus der Cisterne durch den Generator entweichen, und wenn man die Zeit, die dasselbe zum Ausflusse aus der Cisterne nochwendig hat, mittelst eines Pendels oder einer Secundenuhr ein Mal beobachtet hat, so wird eine Wiederholung desselben Versuches nach einiger Zeit zeigen, ob die Furche sich verengt hat. Sollte dieß der Fall seyn, so fuͤllt man den Generator mit verduͤnnter Kochsalzsaͤure, nachdem man die Verbindung desselben mit den Schiebklappen abgesperrt hat. Nachdem man die verduͤnnte Kochsalzsaͤure einige Zeit uͤber in demselben stehen ließ, wird er mit warmem Wasser ausgewaschen, das man in die oben erwaͤhnte Cisterne schuͤttet. Wenn nun die Cisterne wieder bis an den Rand vollgefuͤllt wird, wird es sich zeigen, ob der Durchgang ganz frei und offen ist: man darf naͤmlich nur die Zeit beobachten, welche das Wasser der Cisterne braucht, um durch den Generator auszufließen. Wenn dieß nicht der Fall waͤre, und obiges Verfahren wiederholt wird, so wird der Generator von allen Kalkrinden befreit werden. Da aber keine starke Saͤure auf die Rinden wirkt, welche sich in Kesseln erzeugen, wenn Seewasser gekocht wird, so schlaͤgt man vor auf dieselbe Weise, wie oben, mit verduͤnnter Schwefelsaͤure zu verfahren,111) wobei man Acht geben muß, daß der Bildung solcher Rinden nie zu viel Zeit gelassen wird, damit die verduͤnnte Schwefelsaͤure, die zum Theile auf das Eisen wirkt, die unvollkommene Rinde, die das Seewasser erzeugt, leicht entfernen kann. Der Generator wird hierauf alsogleich immer mit lauem Wasser ausgewaschen. Die Laͤnge der Zeit, waͤhrend welcher an dieser Maschine gebaut wurde, gab hinlaͤnglich Muße auf Verbesserungen an derselben zu denken. Man hat mehrere derselben vorgeschlagen, mit welchen man aber, leider, immer zu spaͤt kam, und bei welchen die wesentlichen Theile der Maschine wieder haͤtten umgearbeitet werden muͤssen; mehrere derselben beabsichtigten vorzuͤglich Verstaͤrkung des Generators: doch dieser Aufsaz wuͤrde zu lang werden, wenn man alle diese Vorschlaͤge hier auffuͤhren wollte. Einer Verbesserung muͤssen wir jedoch hier erwaͤhnen, indem die Maschine dadurch gewaͤnne. Statt die Schiebklappe durch die unmittelbare Wirkung der Centrifugalkugeln in Thaͤtigkeit zu sezen, hat man vorgeschlagen die Achse eines abgestuzt kegelfoͤrmigen Rades durch die Maschine treiben zu lassen, und dieses Rad sollte wieder zwei aͤhnliche Raͤder treiben, die sich auf Einer Achse befinden. Von diesen lezteren beiden Raͤdern ist keines auf der Achse befestigt, sondern sie schieben sich frei auf derselben, und drehen sich in entgegengesezter Richtung, so wie sie von den entgegengesezten Seiten des ersterwaͤhnten Rades getrieben werden. Eine Sperrbuͤchse ist auf der Achse zwischen den beiden Raͤdern angebracht, und kann, je nachdem sie nach einer oder nach der anderen Seite bewegt wird, das eine oder das andere Rad auf der Achse befestigen, und dadurch das andere zugleich los machen. Man schlaͤgt nun vor, die Centrifugalkugeln mittelst dieser Buͤchse bald vorwaͤrts, bald ruͤkwaͤrts zu schieben, je nachdem ihre Centrifugalbewegung durch die Geschwindigkeit, welche sie von der Maschine erhalten, veraͤndert wird. Die Achse dieser zwei Raͤder soll so mit der Schiebklappe, durch welche der Dampf entweicht, verbunden werden, daß, wenn sie sich in Einer Richtung dreht, sie die Klappe hebt, um den Dampf entweichen zu lassen, und wenn sie in entgegengesezter Richtung sich dreht, die Klappe niederdruͤkt, damit weniger Dampf entweicht. Es werden auch Federstiefel an der Achse des ersten Rades vorgeschlagen, damit kein Theil nachgeben kann, wann die Klappe ganz aufgehoben oder niedergedruͤkt wird. Auf dieselbe Weise kann auch der Daͤmpfer am Ofen zur Regulirung der Hize betrieben werden.114) Diese Maschine, so wie sie jezt fertig ist, ist ein niedliches Stuͤk hoͤchst vollendeter Arbeit, und arbeitet wunderbar gut. Der junge Mann, der sie verfertigte, ist ein Mechaniker, der sich selbst, ohne allen Unterricht, gebildet hat, und er verdient das hoͤchste Lob fuͤr die Eleganz und Vollkommenheit, mit welcher er sein sinnreiches Werk vollendete.

Tafeln

Tafel Tab.
                                    IV
Tab. IV