Titel: | Beschreibung einer von mir unweit Rostock erbauten und zur Entwässerung eines Torfmoors dienenden Dampfmaschine. Von Dr. Ernst Alban. |
Autor: | Dr. Ernst Alban [GND] |
Fundstelle: | Band 40, Jahrgang 1831, Nr. I., S. 1 |
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I.
Beschreibung einer von mir unweit Rostock
erbauten und zur Entwaͤsserung eines Torfmoors dienenden Dampfmaschine. Von Dr.
Ernst
Alban.
Mit Abbildungen auf Tab.
I.
Alban's Dampfmaschine zur Entwaͤsserung eines
Torfmoors.
Die Loͤsung der Frage, ob in Deutschland, so wie in England, die
Dampfmaschinen allgemein mit Vortheil angewandt werden koͤnnen, kann sehr
verschieden ausfallen, indem dabei Alles darauf ankommt, ob in derjenigen Gegend,
oder in demjenigen Theile unseres Vaterlandes, wo man die Anlegung einer
Dampfmaschine beabsichtigt, nicht andere wohlfeilere Betriebskraͤfte zu
Gebote stehen. In England, wo es so sehr an Aufschlagewasser fuͤr die
Anlegung von Wassermuͤhlen mangelt, wo die Erhaltung der Pferde zum Betriebe
von Roßwerken mit sehr bedeutenden Kosten verbunden ist, wo Steinkohlen fuͤr
die Dampfmaschinen in so großer Menge und von besonderer Qualitaͤt und
Guͤte vorhanden, und die Herbeischaffung derselben durch die vielen
schiffbaren Kanaͤle dieses Landes beguͤnstigt und erleichtert wird, wo
man mit der Erbauung der Dampfmaschinen, mit ihrer noͤthigen Wartung und
Bedienung vertraut ist, wenigstens allenthalben dazu Leute findet, und immer
Gelegenheit hat, vorkommende Reparaturen und Maͤngel an den Dampfmaschinen zu
jeder Zeit zweckmaͤßig, ohne Zeitverlust und ohne unnoͤthigen,
unverhaͤltnißmaͤßigen Kostenaufwand zu bestreiten, kann es uns nicht
verwundern, wenn, bei dem daselbst obwaltenden bedeutenden Bedarfe an Betriebskraft,
wir fast fuͤr jeden Zweck der industriellen Thaͤtigkeit seiner
Bewohner den Dampf als Agens im allgemeinen Gebrauch finden,Es laͤßt sich aber auch nicht laͤugnen, daß die Anwendung der
Dampfmaschinen in England oft zu weit ausgedehnt, und nicht selten
unnoͤthiger Weise da sogar vorgezogen wird, wo wohlfeilere
Naturkraͤfte hinreichend zu Gebote stehen. So habe ich mich immer
nicht genug wundern koͤnnen, daß man bei dem Bau der neuen
London-Bruͤcke in London nicht statt der theuern Dampfmaschine
ein Stromrad unter einem der engern Bogen der alten Bruͤcke, durch
welche das Wasser der Themse sowohl bei der Ebbe- als Fluthzeit mit
einem oft vierfuͤßigen Gefaͤlle in ungeheueren Massen und mit
großer Gewalt stuͤrzt, angelegt hat, dessen Bau bei der
uͤberaus guͤnstigen Localitaͤt sehr wenige Kosten
verursacht haben wuͤrde, zumal da Wasserraͤder fruͤher
an mehreren solcher Boͤgen der Bruͤcke schon zum Betriebe von
Kornmuͤhlen benutzt worden sind, und allenthalben die
noͤthigen Vorspruͤnge an den Pfeilern der Bruͤcke
angebracht waren, um gehoͤrig starke Wellgeruͤste fuͤr ein
Stromrad befestigen zu koͤnnen. Dem Durchschiffen der Prahme und
kleineren Themseschiffe durch die Bruͤcke wuͤrde ein solches
Rad auf keine Weise hinderlich gewesen seyn, da diese Fahrzeuge immer nur
durch den mittleren groͤßten Bogen gehen. Auch haͤtte das Rad
bis zur Vollendung der neuen Bruͤcke daselbst ruhig im Gange erhalten
werden koͤnnen, da die alte vor der Vollendung der neuen daneben
erbauten nicht abgebrochen werden kann. Das durch die Dampfmaschine jetzt
bewirkte Auspumpen des Wassers aus den Fangedaͤmmen fuͤr den
Grundbau der Pfeiler haͤtte durch ein Wasserrad und die (jetzt auch
bei Anwendung der Dampfmaschine noͤthig gewordenen) Gestaͤnge,
selbst beim Umlaufen des Rades nach verschiedenen Richtungen, hinreichend
verrichtet werden koͤnnen, zumal da dieses Auspumpen oft unterbrochen
und zwar auf laͤngere Zeit unterbrochen wird, was bei Anwendung einer
Dampfmaschine immer unverhaͤltnißmaͤßige Verluste an
Brennmaterial herbeifuͤhrt. Beim Gebrauche des Rades haͤtte
man darauf sehen koͤnnen, die Stunden seiner Feier auf jene Zeit zu
setzen, wo die Stroͤmung des Wassers durch den Bogen der
Bruͤcke beim Uebergang der Ebbe zur Fluth oder umgekehrt sich
vermindert und aufhoͤrt. – So aber scheint die Anwendung der
Daͤmpfe in England oft mehr Sache der Mode als des
Beduͤrfnisses zu seyn. und fast immer bedeutende Vortheile aus dessen Anwendung entsprießen sehen. Ganz anders
ist es, fast moͤchte ich sagen, in dem groͤßten Theile von Deutschland
und namentlich in meinem Vaterlande, in Mecklenburg. In demselben fehlen weder
hinreichende Aufschlagewasser, noch ist die Anschaffung und Erhaltung von Pferden,
besonders auf dem Lande, mit bedeutenden Kosten verbunden. Mit der Erziehung, Pflege
und Wartung dieser, fuͤr das kornbauende Mecklenburg so unentbehrlichen,
Thiere ist, durch das Beduͤrfniß geleitet und gezwungen, beinahe jeder,
sowohl der hoͤheren als niederen, und namentlich der dienenden Classe seiner
Bewohner vertraut, waͤhrend der Bau, die Anlage, Erhaltung und Wartung der
Dampfmaschinen ganz zu den unerhoͤrten und unbegreiflichen Dingen
gehoͤrt, und man von diesen Maschinen zum Theil so unrichtige Begriffe
hat,Fast allgemein findet man hier naͤmlich noch die Meinung verbreitet,
daß Rauch, den man mit Dampf verwechselt, das Agens in der Dampfmaschine
sey, woher man denn auch gegen die Anlegung einer
Dampfoͤhlmuͤhle in Rostock den sonderbaren Grund aufstellte,
daß eine solche Muͤhle, worin durch Rauch und Feuer eine so brennbare
Materie, als das Oehl ist, ausgepreßt werde, der Stadt jede Minute ein
feuriger Untergang drohe. und vor ihnen sich so sehr fuͤrchtet, daß man selbst in Rostock,
dieser groͤßten und volkreichsten und durch den Kornhandel mit England in so
genauer Verbindung stehenden Stadt noch ihre Aufstellung in der Stadt neuerdings
verboten hat. Dennoch aber sind auch fuͤr Mecklenburg einzelne Faͤlle
gedenkbar, wo Dampfmaschinen in ihrer Anwendung großen Nutzen versprechen. Solche
Faͤlle treten hauptsaͤchlich in den Seestaͤdten desselben ein,
wo die englischen Steinkohlen mit sehr geringem Kostenaufwande zu erhalten sind;
oder in der Naͤhe von großen Torfmooren, bei welchen es sonst an Absatz
fuͤr den reichlich zu gewinnenden Torf fehlt, und in letzterem Falle
vorzuͤglich da, wo die Gewinnung des Torfs fuͤr einen reichlich zu
berechnenden Absatz dadurch erleichtert und befoͤrdert wird.
Ein solcher Fall trat auf dem Gute meines verstorbenen Schwiegervaters ein. Ein Torfmoor, der Torf von
vorzuͤglicher Guͤte liefert, nur eine kleine Meile von Rostock
entfernt und hart an der Landstraße liegt, konnte wenig oder gar nicht benutzt
werden, weil des Grundwassers in demselben so viel war, daß alle Torfgruben sich in
kurzer Zeit mit Wasser fuͤllten, wenn sie eroͤffnet wurden; nirgends
aber wegen der niedrigen Lage des Torfmoors, und bei der großen Tiefe seiner
Torflager, ein Abzugsgraben zu deren Trockenlegung angelegt werden konnte, und
meinem Schwiegervater die Entwaͤsserung desselben durch eine große Schnecke,
zu deren steter Ingangerhaltung oft sechs Menschen erforderlich gewesen waren, zu
kostspielig wurde. Daß fuͤr die Entwaͤsserung dieses Torfmoors eine
Dampfmaschine von ganz evidentem Nutzen seyn wuͤrde, leuchtete nach
gehoͤriger Vorstellung von meiner Seite meinem Schwiegervater in dem Maße
ein, daß er sich sogleich entschloß, alle noͤthigen Mittel zur Aufstellung
einer solchen Maschine, deren Haupttheile ich noch in Rostock besaß, und die ich ihm
zu seinem Nutzen zu verwenden anbot, herzugeben; und wirklich ließ er auch sogleich
den noͤthigen Brunnen dazu graben, das kleine Dampfmaschinengebaͤude
nach meiner Vorschrift daneben aufrichten, und ich bestellte in Rostock eine Pumpe
von sechs Zoll Durchmesser, die ich fuͤr den Gang des Kolben mit Kupfer
ausfuͤttern ließ. Die Dampfmaschine, die eine hochpressende und eine mit
Kreisbewegung war, wurde in Zeit von vierzehn Tagen in eine wasserhebende verwandelt
und mit Huͤlfe eines Dorfzimmermannes, der das Fundament und den Wagebalken
derselben verfertigte, und des Statthalters meines Schwiegervaters und eines Maurers
aus der naͤchsten kleinen Landstadt von mir aufgestellt. Sie bewies sich so
wirksam, daß sie mit 600 Stuͤcken Torf von der schlechtesten, oben
abgestochenen Sorte waͤhrend vier und zwanzig Stunden 21,600 Kubikfuß Wasser
Anfangs sieben, zuletzt zehn bis zwoͤlf Fuß hoch hob, und in Zeit von sechs
Tagen und vier Naͤchten den großen Torfmoor mit seinen vielen zum Theil sehr
ausgedehnten tiefen Gruben (es war um Ostern des Jahres 1826 und der Moor hatte noch
einen nicht unbedeutenden Zufluß von Wasser) dermaßen trocken legte, daß ungehindert
an demselben gearbeitet werden konnte. Da die Aufsicht uͤber die Maschine und
ihre Bedienung von einem alten Verwandten meiner Schwiegeraͤltern, der, da er
doch erhalten wurde, keine weiteren Kosten verursachte, bestritten wurde, die 600
Stuͤk Torf meinem Schwiegervater aber keine 5 Schilling Stecherlohn kosteten,
so war der Vortheil bei Anwendung dieser kleinen Dampfmaschine sehr bedeutend, indem
sechs Mann bei der Schnecke bei 24stuͤndiger fortgesetzter Arbeit
uͤber zwei Thaler und wegen der naͤchtlichen Arbeit vielleicht noch
mehr an Arbeitslohn verlangt haben wuͤrden.
Die Dampfmaschine arbeitete nur in den ersten vier Tagen anhaltend, so daß die
Naͤchte mit zu Huͤlfe genommen wurden, die folgenden Tage wurde sie
nur bei Tage in Thaͤtigkeit erhalten und spaͤter nur einige Stunden.
Bei trockenem Wetter ruhte sie oft sogar Wochen lang, und nur nach Regen-
oder Gewitterschauern nahm man seine Zuflucht zu ihr. Im Jahre 1827, als mein
Schwiegervater starb und das Gut verkauft wurde, veraͤußerte ich die
Dampfmaschine an den folgenden Besitzer, und brachte, da dieselbe wegen
versaͤumter Aufmerksamkeit theilweise verrostet war, und einer Reparatur
bedurfte, durch Einbruch von Dieben in das Maschinenlocal auch einige wichtigere
Theile verloren hatte, mehrere Verbesserungen an derselben an, die die Kraft bei
vermindertem Dampf- und Brennmaterial-Verbrauche bedeutend vermehrten.
Nach Beobachtung einer mehrtaͤgigen Arbeit ergab sich, daß sie bei 40 bis 46
Huͤben fuͤr die Minute in vier und zwanzig Stunden 410 Stuͤke
Stechtorf verbrauchte, daß also die vorgenommenen Verbesserungen und
vorzuͤglich die Anwendung eines Condensators den
Brennmaterial-Verbrauch beinahe um 1/3 verminderten. Moͤge die
Maschine von ihrem jetzigen Besitzer und dem sie bedienenden Individuum, einem
Tagloͤhner, nur mit der noͤthigen Aufmerksamkeit behandelt werden,
damit sie recht lange wirksam seyn, und die durch sie erreichten Vortheile
gewaͤhren koͤnne.Dieser Wunsch wird fuͤr Mecklenburg aber gewiß lange noch ein pium desiderium bleiben. Man hat hier weder Sinn
fuͤr solche Maschinen, noch Ausdauer bei ihrer Behandlung, noch die
so noͤthige Aufmerksamkeit, Accuratesse und Reinlichkeit bei dieser.
Man ist zu sehr mit einfachen Maschinen, als Roß-, Wasser- und
Windmuͤhlen umzugehen gewoͤhnt, die allenfalls bei schlechter
Behandlung einigermaßen im Gange bleiben, wenn ihre Leistungen auch weit
gegen die zuruͤckbleiben, die man in anderen betriebsameren
Laͤndern davon hat. Feinere und kuͤnstlichere Maschinen sind
alle Augenblicke in Unordnung, und keiner steht dann an, das
Verdammungsurtheil uͤber die Maschine und ihren Erbauer
auszusprechen. Dieserhalb ist es ein undankbares Unternehmen, fuͤr
Mecklenburg Maschinen zu errichten, und aus diesem Grunde geht jedes
fabrikliche Geschaͤft den Krebsgang, dessen Betrieb durch
Huͤlfe kuͤnstlicherer Maschinen beschickt werden muß. Dem
Mecklenburger fehlt noch ganz die wahre Betriebsamkeit, die bei unendlicher
koͤrperlicher und geistiger Anstrengung, Geduld, Ausdauer,
Ordnungsliebe und Accuratesse mit einem kleinen Gewinne vorlieb nimmt.
Ich will jetzt die Beschreibung dieser Dampfmaschine, als der ersten in den beiden
Großherzogthuͤmern Mecklenburg, liefern. Man wird bei Lesung derselben und
bei Zuratheziehung der Abbildungen bemerken, daß selbige Maschine zwar nicht nach
meinem neuen Princip eingerichtet ist aber dennoch manche neue, bisher noch nicht
bekannte und angewandte Vorrichtungen enthaͤlt, die an derselben um so
interessanter erscheinen, als ihre Ausfuͤhrbarkeit und ihre Vortheile daran
durch die Erfahrung bestaͤtigt werden. Die Ursache, warum ich an dieser Maschine mein
neues Princip noch nicht in Anwendung brachte, liegt in dem Umstande
begruͤndet, daß ich sie in einer fruͤhern Periode baute, wo ich dieses
noch nicht erfunden hatte. Die Haupttheile der Maschine lagen naͤmlich schon
seit fuͤnf oder sechs Jahren vorraͤthig bei mir, waren aber doch schon
in einer Zeit vollendet worden, wo ich mich auf die Seite des
Hochdruckmaschinen-Principes gewandt hatte.
Bei der ersten Einrichtung der Maschine war sie eine reine Hochdruckmaschine.
Hochdruckdampf von vierzig bis funfzig Pfund Pressung auf den Quadratzoll wurde vom
Kessel vermittelst eines winkelfoͤrmig durchbohrten Hahnes bald in den oberen
Theil des Dampfcylinders gelassen und trieb in demselben den Kolben und mit ihm das
im Maschinengebaͤude liegende Ende des Wagebalkens abwaͤrts, wodurch
außerhalb des Maschinengebaͤudes von dem entgegengesetzten Ende desselben ein
Hub in der Wasserpumpe vollendet wurde; bald ließ er ihn wieder aus dem oberen Raume
des Cylinders uͤber dem Kolben abstroͤmen und in das Exhaustionsrohr
ausblasen, worauf ein auf der Pumpenseite des Wagebalkens angebrachtes Gewicht von
achtzig Pfunden den Kolben wieder erhob. Der Steuerungshahn wurde durch zwei an der
Steuerungsstange befindliche Finger in Bewegung gesetzt, die an seinen Hebel
schlugen und denselben in den Zeitmomenten ruͤckten, wo der Kolben beim
Auf- und Absteigen sich dem Ende seines jedesmaligen Laufes naͤherte.
Der Cylinder wurde bei jedem Hube ganz mit Dampf gefuͤllt, und ein
Regulirhahn regulirte die Menge des zu ihm stroͤmenden Dampfes.
Jetzt habe ich, da der Dampfhahn immer Maͤngel bei seinem Gange blicken ließ
und nie ganz dampfdicht arbeitete, eine Schiebersteuerung an der Maschine angewandt
und einen CondensatorEr ist der naͤmliche, dessen Princips ich schon fruͤher bei
Beschreibung der Perkinsschen Maschine Erwaͤhnung gethan habe. (Siehe
polytechn. Journal Bd. XXVII. S.
350.). Dort habe ich angezeigt, daß dessen Princip keineswegs eine
Erfindung von Hrn. Perkins sey, sondern daß dasselbe bereits in Beschreibung
und Abbildung von mir fruͤher geliefert, und als Theil einer neuen
Dampfpumpe mit nach England genommen worden sey. vorgerichtet, der, wegen seiner Kunstlosigkeit und Einfachheit, kaum als
eine Zugabe zur Maschine erscheinen wuͤrde, wenn nicht der bedeutend
groͤßere Effect der Maschine seine Gegenwart und die Wichtigkeit der durch
denselben gegebenen Verbesserung der Maschine beurkundete.
Auf Tab. I. Fig.
1. habe ich einen Aufriß der Maschine geliefert. Von dem Gebaͤude,
worin dieselbe aufgestellt ist, sieht man in demselben nur diejenige Wand, die den
Wagebalken unterstuͤzt. Sie bildet zugleich die Außenwand des
Gebaͤudes, so daß nur die linke Haͤlfte des Wagebalkens innerhalb des
Gebaͤudes liegt, waͤhrend die rechte mit der Pumpe und ihrem Brunnen
sich außerhalb desselben befindet. Das Maschinengebaͤude ist 12 Fuß Hamburger
MaßesAlle Maße an der Maschine sind nach dem Hamburger Fuße, als dem in Rostock
allgemein uͤblichen Maße bezeichnet. im Lichten lang und 10 Fuß breit. Es enthaͤlt zugleich den Kessel der
Maschine, der neben derselben liegt.
In Fig. 2.
sieht man einen perpendiculaͤren Laͤngsdurchschnitt der eigentlichen
Dampfmaschine, und zwar vorzuͤglich des Dampfcylinders, der
Steuerungsbuͤchse, und des Condensators. Die uͤbrigen Figuren
erklaͤren theils die Form des Kessels und die Einrichtung des Ofens, theils
einzelne Theile der Maschine.
Ich wende mich bei der naͤheren Beschreibung der Maschine zuerst zum Kessel
als demjenigen Organe, das den Dampf zum Betriebe der Maschine liefert. Derselbe ist
ganz von Kupfer, und zwar von 1/10 dicken gewalzten Kupferblechen ohne irgend eine
Nietung verfertigt. Er besteht aus vier Roͤhren, den Siedroͤhren von
sechs Zoll aͤußeren Durchmesser und fuͤnf Fuß Laͤnge, die
horizontal neben einander liegen, und an beiden Enden durch starke Schlußplatten
verschlossen sind. Sie sind mit Schlagloch der Laͤnge nach
zusammengeloͤthet und die Deckel an ihre Enden angefalzt und zugleich mit
Zinn versichert, damit die Falzen gehoͤrig dampfdicht werden. Zur Verbindung
der verschiedenen Raͤume der Roͤhren dienen zwei Systeme von
Communicationsroͤhren. Das eine System entspringt an dem unteren Theile der
hinteren Schlußplatten der Roͤhren, und muͤndet sich in ein quer
liegendes, an seinen beiden Enden verschlossenes, Rohr von drei Zoll Durchmesser.
Dieses System verbindet die Wasserraͤume aller vier Siedroͤhren mit
einander. Da diese Wasserraͤume die untere, der Flamme ausgesetzte
Haͤlfte der Roͤhren einnehmen, so ist deßhalb die Einrichtung
getroffen, daß die Communicationsroͤhren von diesen unteren Raͤumen
abgehen. – Das andere System dient zur Sammlung der in den vier
Siedroͤhren entwickelten Daͤmpfe und besteht in vier Roͤhren
von zwei Zoll Durchmesser, die von den vier Siedroͤhren aufsteigen und alle
in ein, an beiden Enden verschlossenes dreizoͤlliges Sammlungsrohr
muͤnden, von welchem aus der Dampf vermittelst des Dampfrohres zur Maschine
geleitet wird, und auf welchem sich zugleich das Sicherheitsventil befindet, das mit
40 Pfd. fuͤr den Quadratzoll belastet ist.
In Fig. 4 und
5. sieht
man den Kessel besonders vorgestellt Fig. 5. zeigt ihn von der
Seite und Fig.
4. von oben. In beiden Figuren sind a, b, c
und d die vier Siedroͤhren, e, f, g und h die Communicationsroͤhren mit
dem Querrohre i fuͤr die Verbindung des
Wasserraumes aller Siedroͤhren; k, l, m und n sind die aufsteigenden, die Daͤmpfe der
Siedroͤhren in das Querrohr o leitenden
Roͤhren. Bei p sieht man auf diesem letzteren
Rohre das Sicherheitsventil. Von demselben oder vielmehr von dessen Rohre
fuͤhrt das Seitenrohr q zur Maschine. An dieses
Rohr wird das Dampfrohr angeschraubt.
An den vorderen Schlußplatten der Siedroͤhren sind noch ein Glasrohr s zur Beobachtung des Wasserstandes im Kessel und ein
Abzapfhahn t fuͤr das Wasser des Kessels
angebracht, ersteres an dem zweiten Siedrohre, d.h. von links nach rechts
gezaͤhlt, lezterer an dem dritten. Das Glasrohr steckt in zwei
Kniestuͤcken von Messing, die mit kleinen Stopfbuͤchsen fuͤr
die Dampfdichtmachung der Verbindung zwischen Glasrohr und Kniestuͤcken
versehen sind. Ganz nach hinten, und zwar in das zweite Siedrohr muͤndet sich
das Speiserohr u, was von der Druckpumpe kommt. Es
dringt von oben in das Rohr und geht bis nahe auf den Boden desselben hinunter, so
daß seine Muͤndung immer unter den Wasserspiegel des Kessels reicht.
Der Ofen unter dem Kessel ist sehr einfach angelegt. Man sieht ihn in Fig. 5. mit dem Kessel im
perpendiculaͤren Laͤngsdurchschnitte. Wenn die auf dem Roste v entwickelte Flamme uͤber die Bruͤcke w fortgeleitet ist, naͤhert sich der Herd x immer mehr dem Kessel. Bevor die Hitze vom
aͤußersten Ende des Kessels in den kleinen, neben dem Gebaͤude
stehenden, zehn Fuß hohen Schornstein geleitet wird, steigt sie noch in dem Kanale
y abwaͤrts, der seitwaͤrts in den
Schornstein uͤbergeht und vor seiner Muͤndung in diesen mit einem
Register versehen ist, das der Maschinenaufseher an einer langen, mit einem
Handgriffe versehenen Stange vorn am Ofen reguliren kann. Der Feuerplatz oder die
Rostflaͤche haͤlt einen Quadratfuß Oberflaͤche, der in den
Schornstein fuͤhrende Kanal vierzig Quadratzoll, und der innere Kanal des
Schornsteines vier und sechzig Zoll Durchschnittsflaͤche.
Die Siedroͤhren sind auf der oberen Flaͤche mit einer duͤnnen,
drei Zoll starken Decke von Steinen z gedeckt, um das
Ausstrahlen von Hitze von der Kesseloberflaͤche einigermaßen zu vermindern.
Der ganze Ofen ist sechs Fuß lang, drei Fuß breit und zwei und einen halben Fuß
hoch.
Von dem Seitenrohre des Sicherheitsventils q
fuͤhrt das kupferne einen Zoll weite Kampfrohr r
zur Maschine, und zwar zur Steuerungsbuͤchse derselben. Es besteht aus zwei
Stuͤcken, die durch Schrauben mit einander verbunden werden. An demselben
befindet sich ein Regulirhahn 1, um das Zustroͤmen der Daͤmpfe zur
Maschine regeln zu
koͤnnen. Er ist von ganz gewoͤhnlicher Einrichtung und mit einem Hebel
zum Stellen mit der Hand versehen. Er wird abgeschlossen, wenn die Maschine still
stehen soll.
Was die Maschine betrifft, so besteht sie
aus dem Dampfcylinder
Fig. 1., A. Selbiger ist von Messing gegossen, gut gebohrt und
polirt, haͤlt drei und einen halben Zoll Durchmesser im Lichten, und ist zwei
Fuß hoch. Er ist sowohl oben als unten durch einen Deckel verschlossen. Diese Deckel
sieht man am besten in Fig. 1 und 2. bei a und b. Sie sind beide
durch Schrauben mit dem Cylinder vereinigt, und zur Dichtung ist ein Ring von Flachs
gewunden und mit Oehlkitt bestrichen zwischen die Fugen gelegt. Vermittelst des
unteren Deckels b ist der Cylinder auch auf dem
Fundamente B befestigt, was achtzehn Zoll hoch
uͤber dem Fußboden steht, aus Eichenholz verfertigt ist, und bei c auf zwei Pfaͤhlen ruht, die in den Grund
eingetrieben sind. Auf dem oberen Deckel des Cylinders befindet sich eine
gewoͤhnliche Stopfbuͤchse d fuͤr
die Dichtung des Ganges der Kolbenstange. Gleich am oberen und unteren Deckel
fuͤhren zwei Kanaͤle e und f seitwaͤrts aus dem Cylinder. Der obere
derselben verbindet den Raum uͤber dem Kolben mit der
Steuerungsbuͤchse, und der untere den Raum unter demselben mit dem
Condensator. Zur Vermeidung der Hitzeausstrahlung vom Dampfcylinder ist selbiger mit
Wolle bekleidet, und uͤber dieser mit einer zierlichen Kapsel von
Messingblech bedeckt.
Der KolbenFig. 2., g ist von Messing und mit Flachs geliedert. Seine
Liederung hat Ein und einen halben Zoll Hoͤhe. Die Kolbenstange h ist von Eisen verfertigt, fleißig gedreht und von Ein
Zoll Durchmesser. Ihr oberes Ende steckt in einer Huͤlse und ist in derselben
durch einen Keil befestigt. Die Huͤlse endigt sich nach oben in eine Art
Griff, uͤber welchen der starke Gurt faßt, der die Kolbenstange mit dem
Wagebalken verbindet. Dieser Gurt versieht den Dienst der, bei den aͤlteren
Wasserhebungsmaschinen uͤblichen, Ketten; und um ihn mit der Kolbenstange bei
der Auf- und Niederbewegung des Wagebalkens immer in der senkrechten geraden
Linie zu erhalten, ist das Ende des Wagebalkens mit einem Bogenstuͤcke
versehen. In Fig.
1. sieht man bei h die Kolbenstange, bei i die Huͤlse mit dem Griffe (sie ist bei Fig. 6. von
vorn vorgestellt), bei k den Gurt, bei C den Wagebalken mit dem Bogenstuͤke l. Die Hoͤhe des Kolbenhubes beim Gange der
Maschine betraͤgt achtzehn Zoll, und die Anzahl der Kolbenspiele variirt
zwischen 40 bis 46.
Die Steuerungsbuͤchse enthaͤlt ein
gewoͤhnliches Schiebventil. Sie ist von weichem, das Schiebventil selbst aber
von hartem Messing gegossen. In Fig. 1. sieht man sie bei
m von außen in Fig. 2. im
perpendiculaͤren Laͤngsdurchschnitte, und zwar in Verbindung mit dem
Cylinder und dem Condensator, in Fig. 3. allein und der
mehreren Deutlichkeit wegen vergroͤßert dargestellt.
Sie besteht aus zwei Haͤlften, wovon die eine theils den, in den Cylinder,
theils den in den Condensator fuͤhrenden Kanal enthaͤlt. In Fig. 3.
bezeichnet A diese Haͤlfte, a den in den Cylinder fuͤhrenden Kanal, der sich
nach außen in einen cylindrischen Ansatz b
verlaͤngert, welcher in eine Erweiterung Fig. 2., n des oberen Seitencanales des Cylinders eingesezt, und
mit Zinn darin festgeloͤthet ist. Der in den Condensator fuͤhrende
Kanal c ist rechtwinklicht gebogen und geht nach unten
in das in den Condensator fuͤhrende Rohr d
uͤber. Beide Kanaͤle haben auf der inneren Flaͤche dieser
Haͤlfte der Steuerungsbuͤchse laͤnglicht viereckige Oeffnungen
von vier Linien Breite und 3/4 Zoll Laͤnge. Die sie trennende Partie der
Flaͤche ist um ein weniges breiter als die Oeffnungen. Auf dieser
Flaͤche arbeitet der Dampfschieber, der fleißig darauf eingeschliffen wurde,
so daß sein Gang vollkommen dampfdicht ist. – Die zweite Haͤlfte B der Steuerungsbuͤchse enthaͤlt die
eigentliche Schieberbuͤchse e, in welche der
Schieber f hineinragt, wenn beide Haͤlften durch
ihre Schrauben zusammen verbunden werden. In diese Schieberbuͤchse wird der
Dampf durch das Dampfrohr g geleitet. Nach unten hat sie
eine Oeffnung fuͤr den Bewegungsstiel h des
Schiebers, die nach außen mit einer kleinen Stopfbuͤchse i versehen ist, durch welche der Gang des cylindrischen
Stiels dampfdicht erhalten wird. Der Stiel hat an seinem oberen Ende einen Haken k, womit er in eine kleine Vertiefung des Schiebers
greift, um diesem seine Bewegung mitzutheilen. Zum Andruͤcken des Schiebers
an die oben genannte Flaͤche der Haͤlfte A
dient die kleine messingene Feder l. Der Schieber ist
Ein und einen halben Zoll breit, zwei Zoll lang und 3/4 Zoll dick. Er hat auf
seiner, an der Haͤlfte A reibenden,
Flaͤche zwei laͤnglicht viereckige Oeffnungen, ganz von den
Dimensionen der auf der Flaͤche von A
befindlichen, die innerhalb des Koͤrpers des Schiebers durch einen
halbkreisfoͤrmigen Kanal m communiciren. Damit
der Schieber bei seiner Auf- und Niederbewegung nicht seitwaͤrts
ausweichen koͤnne, ist die in B enthaltene
Schieberbuͤchse nur so breit, daß der Schieber sich gerade darin bewegen
kann, ohne sich zu klemmen. Ihre Seitenwaͤnde bilden also die Fuͤhrer
fuͤr denselben. Die beiden Haͤlften der Steuerungsbuͤchse haben
nach vorn und hinten hervorspringende Raͤnder, durch welche vier Schrauben
gehen, die selbige an einander ziehen. Zur Dichtung beider Haͤlften auf
einander ist rund an ihren Raͤndern Leinewand mit Oehlkitt bestrichen
belegt.
Die Wirkung der Steuerungsbuͤchse und des darin enthaltenen Dampfschiebers ist folgende: hat
der Kolben im Dampfcylinder seinen hoͤchsten Standpunkt eingenommen, und der
Dampfschieber wird abwaͤrts gezogen und in diejenige Stellung gebracht, die
in Fig. 2.
abgebildet ist, so ist dem, durch das Dampfrohr in die Schieberbuͤchse
dringenden, Dampfe der Weg durch den Kanal i in den
Cylinder eroͤffnet, worauf selbiger den Kolben abwaͤrts
druͤckt, und dadurch einen Hub in die Pumpe vollendet.
Nach Vollendung des Kolbenhubes, wo der uͤber dem Kolben befindliche und mit
Dampf gefuͤllte Raum des Dampfcylinders in Verbindung mit dem Condensator
gesetzt werden soll, wird der Schieber durch den Steuerungsbaum aufwaͤrts
geschoben und kommt in die Stellung, die Fig. 3. bezeichnet ist.
Beide Oeffnungen des Schiebers treffen dann auf die Oeffnungen der Flaͤche
A und es tritt auf diese Weise, vermoͤge der
Verbindung beider Oeffnungen im Schieber durch den im Koͤrper desselben
befindlichen Kanal m, die noͤthige Communication
zwischen dem Kanale a und c,
also zwischen dem oberen Cylinderraume und dem Condensator ein.
Zur Hervorbringung dieser Bewegungen des Schiebers dient der Steuerungsbaum
Fig. 1., o mit seinen Daumen p und
q, mit welchen er auf den Hebel r einwirkt. Da dieser Hebel mit s durch das Staͤngelchen t in
Verbindung steht und dieses Staͤngelchen wieder durch den Schieberstiel mit
dem Dampfschieber vereinigt ist, so duͤrfen die Daumen des Steuerungsbaumes
nur in bestimmten Zeitmomenten an selbigen anstoßen, um ein regelmaͤßiges
Spiel der Maschine zu bewirken. Steigt naͤmlich der an dem Wagebalken
haͤngende, und sich mit demselben auf und nieder bewegende Steuerungsbaum mit
dem Kolben im Dampfcylinder abwaͤrts, so wird der Daumen p desselben, der durch die Stellschraube u und v so an demselben
befestigt ist, daß er vor Vollendung des Kolbenhubes auf den Hebel r trifft, diesen niederdruͤcken, dadurch den
entgegengesetzten kuͤrzeren Arm desselben, und mit ihm vermittelst der Stange
t und des Schieberstiels den Schieber in die in Fig. 3.
bezeichnete Stellung bringen, worauf der Dampf in den Condensator geht. Hebt sich
nun der Kolben und mit ihm die Steuerungsstange wieder, so wird kurz vor Vollendung
des Kolbenlaufes nach oben der Daumen q den Hebel r wieder aufwaͤrts druͤcken, und dadurch
den Schieber herabziehen, und ihn in die in Fig. 2. bemerkte Lage
versetzen.
Man ersteht hieraus, daß die beiden Daumen p und q durch ihre Einwirkung auf den Hebel allein die in Fig. 2 und 3. bezeichneten
Stellungen des Schiebers bewirken. Zum Abschlusse des Dampfes vom Cylinder vor
Beendigung des Kolbenhubes, um den Dampf expansiv wirken zu lassen, dient aber eine
andere Vorrichtung. Diese Vorrichtung ist bestimmt auf eine Art Sparhahn Fig. 1., w einzuwirken, der gleich hinter der
Steuerungsbuͤchse am Dampfrohre x angebracht ist.
Er stellt einen gewoͤhnlichen, einfach durchbohrten Hahn vor, der aufrecht
steht und mit einem kleinen Bewegungshebel y versehen
ist. Ueber diesen greift eine kleine Zugstange z, die zu
dem Schlagbaume 1 der Maschine geht, und hier mit einem Einschnitte uͤber den
Zapfen des Hebels 2 faßt, so daß sie bei der Bewegung dieses Hebels dieser folgen
muß. An ihrem aͤußersten Ende ist sie mit einem kleinen Handgriffe 3
versehen, wodurch man sie mit ihrem Einschnitte von dem Zapfen des Hebels 2 abheben
und so außer Verbindung und außer Einfluß desselben setzen kann. In Fig. 9. sieht man diesen
Hebel besonders vorgestellt. a bezeichnet daran den
Einschnitt. Er ist geschlitzt und sein Zapfen Fig. 1., a in diesen Schlitz durch eine Schraube eingesetzt. Der
Zapfen ist auf diese Weise in dem Schlitze verstellbar, so daß er von dem
Umdrehungspunkte des Hebels mehr oder weniger entfernt werden kann. Der Hebel ist an
einer horizontalen Welle b befestigt, die sich mit ihren
beiden Zapfen in zwei an dem Schlagbaum befestigten Lagern dreht, von denen in Fig. 1. nur
eins bei 4 zu sehen ist. An dieser Welle ist noch der laͤngere nach hinten
stehende Hebel 5 angebracht, der durch die Verbindungsstange 6 mit dem Wagebalken
c verbunden ist und dessen auf- und
absteigende Bewegung mitmacht. Diese Stange hat fuͤr den Zapfen des Hebels 5
mehrere Loͤcher 7, so daß sie mehr oder weniger verkuͤrzt oder
verlaͤngert mit demselben verbunden werden kann.
Die Wirkung dieser Vorrichtung ist so zu erklaͤren: Der durch den Wagebalken
vermittelst der Stange 6 auf- und niederbewegte Hebel 5 setzt durch seine
Welle den Hebel 2 in eine schwingende Hin- und Herbewegung, die dieser der
Zugstange z und durch selbige dem Hahne w mittheilt. Die Stellung des Hahnes w ist gerade so berechnet, daß er bei der anfangenden
Abwaͤrtsbewegung des Wagebalkens ganz geoͤffnet ist, und den Dampf
ungehindert zum Cylinder stroͤmen laͤßt, durch die weitere
Fortbewegung desselben sich aber allmaͤhlich schließt, und auf der
Haͤlfte des Hubes ganz geschlossen wird. Durch laͤngere oder
kuͤrzere Verbindung der Stange 6 mit dem Hebel 5 kann der Zug der Zugstange
z so veraͤndert werden, daß der Hahn sich
schon bei 1/3 und weniger Fuͤllung des Cylinders schließt. Das Ausheben der
Zugstange z von dem Hebel 2 bewirkt eine Hemmung der
Bewegung des Sparhahnes. Geschieht diese Hemmung am Anfange des Kolbenhubes, so wird
die Bewegung der Maschine ohne Anwendung des Expansionsprincipes fortgesetzt,
waͤhrend sie, am Ende des Kolbenhubes, einen voͤlligen Stillstand
derselben bewirkt.
Ich ließ diese Vorrichtung vorzuͤglich zum Zwecke vergleichender Versuche
uͤber den verschiedenen Effect der Maschine bei Anwendung und Nichtanwendung
des Expansionsprincipes verfertigen, hatte aber bei den nachherigen Experimenten
damit nicht das Gluͤck, genuͤgende Resultate daruͤber zu
gewinnen, indem der Hahn immer den gehoͤrigen Dienst versagte. Er war
naͤmlich ganz von weichem Messinge gearbeitet und verursachte in der
Dampfhitze einen Grad von Reibung zwischen den von gleichem Metalle construirten
Reibungsflaͤchen, der ihn zu zerstoͤren drohte. Die Zeit war leider zu
kurz, diesen Hahn, den ich noch aus fruͤherer Zeit aufbewahrt hatte, durch
ein Ventil zu ersetzen.
Die Daumen des Steuerungsbaumes sind von eichenem Holze und da, wo sie den Hebel
beruͤhren, mit starkem Bienensohlleder uͤberzogen. Der Hebel r ist an den Beruͤhrungspunkten fuͤr die
Daumen Ein und einen halben Zoll breit, um so eine groͤßere
Beruͤhrungslinie zu geben, und dadurch die Abnutzung der Daumen zu
vermindern. Das Spiel der Daumen mit den Hebeln ist ohne alles Geraͤusch.
Bei 8 an dem Hebel r sieht man einen kleinen Handgriff,
der dazu dient, beim Anlassen der Maschine ersteren mit der Hand bewegen zu
koͤnnen.
Da ein starkes Auf- und Absteigen des Kolben, waͤhrend einer sehr
kraftvollen Wirkung der Maschine, leicht ein Anprellen desselben an die
Cylinderdeckel hervorbringen koͤnnte, so habe ich den Schlagbaum
Fig. 1., 1
aufgerichtet. Derselbe hat einen Schlitz fuͤr den Wagebalken, der indessen
nur so groß ist, daß dieser Wagebalken gegen den oberen oder unteren Rand desselben
schlaͤgt, wenn der Kolben die Graͤnzen seiner Bahn
uͤberschreiten wollte. Dieser Schlagbaum ist auch in Ruͤksicht auf die
Steuerung sehr nothwendig, damit die Bewegungen des Schiebers, die an dem
jedesmaligen Ende des Kolbenlaufes durch den Steuerungsbaum beschickt werden, nicht
zu groß ausfallen. Auf die Raͤnder des Schlagbaumschlitzes ist Leder
genagelt, damit das Aufprellen des Wagebalkens etwas gemaͤßigt und weniger
geraͤuschvoll werde.
Ich komme nun zur Beschreibung des Condensators und seiner
Wirkung. Er besteht in einem cylindrischen kupfernen Gefaͤße Fig. 2., C von zwei und einen halben Zoll Durchmesser im Lichten,
das an das von der Steuerungsbuͤchse kommende, Ein Zoll Durchmesser haltende,
kupferne Rohr k angeloͤthet ist. Da wo letzteres
in denselben tritt, erweitert es sich trichterfoͤrmig bis zum Durchmesser des
Condensators. Gleich uͤber dieser trichterfoͤrmigen Erweiterung ist es
noch durch das kurze Seitenrohr l mit dem unteren Raume
des Cylinders verbunden.
Am unteren offenen Ende hat der Condensator einen Kranz m, an welchen die Schlußscheibe mit ihrem Ventile n angeschraubt, und durch einen Ring von Flachs mit Oehlkitt bestrichen,
angedichtet ist. Die naͤmlichen Schrauben, welche beide Theile mit einander
luftdicht vereinigen, ziehen auch das Abzugsrohr o
fuͤr das, aus dem Condensator ausgetriebene, Condensirwasser durch seinen
Kranz mit an. Zwischen selbigen Kranz und die Ventilscheibe ist der Dichtung wegen
ebenfalls ein Flachsring gelegt. Das zwei und einen halben Zoll weite Abzugsrohr o ist von Weißblech, hat unten ein Knie, und
laͤuft nach hinten, wo es zwischen Maschine und Kessel seinen Weg
aufwaͤrts zum Dache des Gebaͤudes nimmt, und beim Heraustritte
uͤber demselben mit einem kleinen Qualmschornsteine versehen ist. Das in dem
unteren kniefoͤrmigen Stuͤcke dieses Rohres sich sammelnde Wasser wird
durch einen kleinen Abzugskanal in diejenige Cisterne geleitet, woraus die
Speisepumpe ihr Wasser schoͤpft. Der nicht gebrauchte Theil desselben fließt
durch ein am oberen Rande dieser Cisterne in den Brunnen fuͤhrendes Rohr in
diesen zuruͤk.
Das in der Ventilscheibe des Condensators enthaltene Ventil n ist ein gewoͤhnliches Kegelventil, so wie die Scheibe von
Messing, und an seiner kleineren Flaͤche von 5/4 Zoll Durchmesser. Sowohl der
untere als obere Stiel desselben gehen durch zwei in den Buͤgeln p und q angebrachte Nuten,
um das Ventil beim Schließen immer genau in seinen Sitz zu leiten. Das Ventil
oͤffnet sich nach unten, so daß es den Fluͤssigkeiten einen Ausweg aus
dem Condensator zu verstatten vermag, diesen aber bei seinem Schlusse den
Ruͤckweg versperrt. Sein Schluß wird durch eine kleine messingene Spiralfeder
r bewirkt, die auf den unteren Stiel desselben,
zwischen dessen Nut und den Ventilkoͤrper gesteckt ist. Diese Feder ist nur
so stark, daß sie die Schwere des Ventiles balancirt, und selbiges noch mit einem
ganz gelinden Drucke in seinen Sitz preßt.
Das Einspritzungswasser wird durch ein kleines kupfernes Rohr von 1/2 Zoll
Durchmesser im Lichten in den oberen Theil des Condensators gefuͤhrt. Dieses
Rohr biegt sich innerhalb des Condensators nach unten um, und hat an seinem Ende
eine Oeffnung von einer Linie Durchmesser, unter welcher ein kleiner kupferner Kegel
angebracht ist, der das aus der Oeffnung spritzende Wasser gegen die Waͤnde
des Condensators kreisfoͤrmig verbreitet, und aus einander wirft, so daß es
mit den in den Condensator dringenden Daͤmpfen in moͤglichst viele
Beruͤhrungspunkte tritt. Das Rohr Fig. 1., q, ist außerhalb des Condensators mit einem Regulirhahne
10 versehen, der, wenn das Spiel der Maschine gehemmt wird, abgeschlossen werden
muß, damit sich selbige nicht ganz mit Wasser fuͤlle. Es laͤuft auf
dem Gestelle der Maschine
nach außen fort, wo es sich in einen Filtrirkasten 11 muͤndet, der innerhalb
seines Raumes ein Filtrum von grobem Tuche enthaͤlt und an seinem oberen Ende
durch ein von der großen Wasserpumpe kommendes Rohr 12 mit dem noͤthigen
Wasser gespeiset wird. Von eben diesem Filtrirkasten fuͤhrt auch noch ein
Rohr (Fig. 2.,
s) zum oberen Ende des Condensators, das auf dessen
Einfassung von dickem wollenen und drei doppelt gelegtem Friese einen
fortwaͤhrenden Striemen kalten Wassers spritzt.
Die Wirkung dieses einfachen Condensators ist folgende: Wenn der Kolben des
Dampfcylinders durch die Elasticitaͤt der Daͤmpfe bis zu seinem
untersten Standpunkte, d.h. bis ungefaͤhr zwei Zoll vom unteren
Cylinderdeckel hinabgetrieben ist, und der Steuerungsbaum den Dampfschieber in
diejenige Stellung gebracht hat, daß der Dampf durch denselben in das Rohr Fig. 2., k und den Condensator gelangen kann, so faͤhrt
derselbe, wenn er bei Anwendung des Expansionsprincipes im Dampfcylinder auch bis
auf den dritten Theil seiner anfaͤnglichen Spannung herabgesunken ist, doch
wenigstens noch mit einer Elasticitaͤt von 12 bis 15 Pfund auf den
Quadratzoll in den Condensator, und da er bei dem geringen kubischen Inhalte des
Rohres k und des Condensators nicht in dem Maße
verduͤnnt wird, daß sein Druck auf die Waͤnde desselben und auf das
Ventil unter den der aͤußeren Atmosphaͤre faͤllt, so
stoͤßt er dieses auf und treibt beim augenblicklichen Ausstroͤmen aus
demselben alle Luft und jede uͤber dem Ventile sich angehaͤuft habende
Fluͤssigkeit mit zu demselben hinaus, und zwar in dem Maße und in der Menge,
daß er sich mit dem aͤußeren Drucke der Atmosphaͤre ins Gleichgewicht
setzt. Waͤhrend seines Ausstroͤmens hemmt er zugleich durch seine
Elasticitaͤt die Einspritzung in den Condensator so lange, bis diese seine
Elasticitaͤt bis unter den Druck der Atmosphaͤre gesunken ist. Nach
dem Ausstroͤmen schließt sich augenblicklich das Ventil wieder und sperrt den
inneren Raum des Condensators und die mit ihm in Verbindung getretenen Raͤume
des Dampfcylinders ab. Wegen der eingetretenen Communication dieser
Cylinderraͤume mit einander durch den Dampfschieber und das Rohr k tritt jetzt vollkommenes Gleichgewicht im Drucke der
in denselben verbreiteten Daͤmpfe sowohl uͤber als unter dem Kolben
ein, und dieser Kolben tritt ungehindert durch das am Wagebalken, und zwar an dessen
Wasserpumpenseite angebrachte Gegengewicht aufwaͤrts gezogen seinen
Ruͤckweg an. Waͤhrend dessen aber hat die Elasticitaͤt der im
Condensator und in den Cylinderraͤumen verbreiteten Daͤmpfe sich durch
die Beruͤhrung der durch das darauf laufende Kuͤhlwasser
abgekuͤhlten Waͤnde des Condensators noch in dem Grade vermindert, daß
nun das Einspritzungswasser einzudringen beginnt und alle Daͤmpfe verdichtet. Hat der Kolben
bei seinem Aufsteigen durch den Steuerungsbaum den Dampfschieber geruͤckt,
den oberen Cylinderraum vom Condensator abgeschlossen und mit dem Kessel in
Verbindung gesetzt, so finden die uͤbet den Kolben stroͤmenden
Daͤmpfe schon ein Vacuum unter selbigen in dem mit dem Condensator in
unzertrennlicher Communication gebliebenen unteren Cylinderraume vor und wirken, da
ihnen der Gegendruck der Atmosphaͤre aus dem Wege geraͤumt ist, mit
erhoͤhter Kraft zum Abwaͤrtstreiben des Kolben. Naͤhert sich
dieser von Neuem dem Boden des Cylinders, so ruͤckt er wiederum den
Dampfschieber und setzt den oberen Cylinderraum mit dem Condensator in Verbindung,
worauf ein neues Durchblasen der Daͤmpfe durch letzteren erfolgt, wobei das
uͤber dem Ventile desselben sich angehaͤuft habende
Condensationswasser mit zu demselben hinausgetrieben wird. Es treten nun alle vorher
angegebenen Vorgaͤnge von Neuem ein. Der Kolben beginnt seinen
Ruͤckweg waͤhrend die Einspritzung das Vacuum im Condensator und
beiden Cylinderraͤumen formirt. Daß etwa in den Condensator eingedrungene
Luft bei dem jedesmaligen Durchfahren der Daͤmpfe durch selbigen immer
zugleich mit entfernt werde, halte ich fuͤr uͤberfluͤssig zu
bemerken.
Die Speisepumpe ist eine ganz gewoͤhnliche
Druckpumpe, deren Saugrohr, wie ich schon oben bemerkt habe, sein Wasser aus einer
Cisterne Fig.
1. 13 nimmt, die ihr Wasser aus dem Abzugsrohre des Condensators
erhaͤlt. An dem Saugrohre ist ein Abschlußhahn angebracht, um das Spiel der
Pumpe bei eintretendem Ueberflusse an Wasser im Kessel dann und wann hemmen zu
koͤnnen. Dieser Hahn ist außerhalb des Gestelles der Maschine mit einem
Schluͤssel versehen, um ihn bequem handhaben zu koͤnnen. Die Pumpe ist
eine Kolbenpumpe und wird durch eine Druckstange betrieben, die an dem Wagebalken
eingelenkt ist. Der Durchmesser des Kolbens der Pumpe betraͤgt einen Zoll und
die Hoͤhe ihres Hubes drei Zoll. Die Pumpe liefert schon ein ziemlich warmes
Wasser in den Kessel, indem selbiges aus dem Condensator schon bis auf 40°
Reaumuͤr in das Abzugsrohr uͤberstroͤmt und hier durch
Beruͤhrung mit dem, fortwaͤhrend durch dasselbe streichenden, Dampfe
noch mehr erwaͤrmt wird. In der ersten Figur sieht man bei 14 die
Speisepumpe, 15 ist die Druckstange derselben, 16 der Schluͤssel des Hahnes
am Saugrohre, 17 das von der Pumpe zum Kessel fuͤhrende Rohr. Die von der
Dampfmaschine betriebene Wasserpumpe ist von Holz, und
steht in einem zwoͤlf Fuß tiefen Brunnen. Derjenige Theil derselben, worin
der Kolben arbeitet, ist mit Kupfer ausgesezt. Auf der oberen Muͤndung
desselben ist gleich die Abzugsrinne fuͤr das gehobene Wasser angebracht. Die
Kolbenstange haͤngt an einem Gurt, der sich uͤber einen Bogen des Wagebalkens
schlaͤgt. Auf diese Weise geschieht ihre Bewegung, so wie die des Kolben der
Dampfmaschine immer in einer geraden Linie. An derselben ist auch das achtzig Pfund
schwere Gegengewicht angebracht. In Fig. 1. sieht man bei 18
den Koͤrper der Pumpe, und zwar den, aus dem Brunnen hervorragenden, Theil
desselben, bei 19 die Abzugsrinne fuͤr das gehobene Wasser, bei 20 die
Pumpenstange mit dem, uͤber dem Bogen 21 des Wagebalkens sich schlagenden,
Gurte 22, bei 23 endlich das an der Pumpenstange angebrachte Gegengewicht.
Die Pumpe macht jezt, wie ich schon oben bemerkt habe, vierzig bis sechs und vierzig
Huͤbe in der Minute, wovon jeder Hub achtzehn Zoll Hoͤhe hat. Um diese
Leistung hervorzubringen, verbraucht die Dampfmaschine in vier und zwanzig Stunden
410 Stuͤcken Stechtorf. Der Gang der letzteren ist ganz sanft und
geraͤuschlos. Es wird die ganze Kraft der Maschine nicht benutzt. Diese kann
dadurch sehr gesteigert werden, daß man das Register im Ofen, das bei ihrem jetzigen
Gange bis auf 5–6 Quadratzoll Oeffnung geschlossen ist, mehr oͤffnet
und so die Dampfentwickelung durch Hervorbringung eines lebhafteren Zuges im Ofen
vermehrt. Dann kommt die Wirkung derselben der eines Pferdes so ziemlich gleich, und
wird hinreichen, um eine sieben bis sieben und eine halbzoͤllige Pumpe zu
treiben. Gern haͤtte ich den Durchmesser der Pumpe um diese Zugabe
vergroͤßert, das wuͤrde aber die Kosten der Restauration der Maschine
bedeutend vermehrt haben.
Die Maschine ist ganz in Rostock unter meiner Leitung erbaut worden. Sie wurde
groͤßten Theils von gewoͤhnlichen Handwerkern vollendet, und nur den
Bau der edleren Theile, z.B. des Cylinders, der Steuerung, der Speisepumpe, des
Sicherheitsventils und Regulirhahnes hat der Universitaͤtsmechanikus, Herr
Albrecht besorgt. Der kupferne Kessel ist von dem
schon einmal von mir ruͤhmlichst genannten Kupferschmid, Herrn Daniel Steinhorst in Rostock ohne Nieten verfertigt. Die
Siedroͤhren sind saͤmmtlich der Laͤnge nach mit Schlagloch
zusammengeloͤthet, waͤhrend die Schlußscheiben an selbigen angefalzt
und dann mit Zinn nachgeloͤthet wurden. Die neueren Verbesserungen an der
Maschine, z.B. die neue Steuerung mit dem Condensator, wurden in meiner kleinen
Werkstaͤtte in Stubbendorf vollendet, wobei Herr Steinhorst die kupfernen Roͤhren und das Gefaͤß des
Condensators anzufertigen uͤbernahm. Den groͤßten und schwierigsten
Theil der Steuerung, z.B. die Schieberbuͤchse und den Schieber so wie den
Hebel zur Bewegung desselben mit Zugehoͤr habe ich mit eigenen Haͤnden
verfertigt. Diese Stuͤcke waren die ersten genaueren Arbeiten in Metall, ja ich kann
sagen, die ersten solcher Arbeiten uͤberhaupt, die ich versucht habe.
Die Maschine, obgleich klein, hat also nicht allein das Verdienst, die erste
arbeitende Dampfmaschine in beiden Großherzogthuͤmern Mecklenburg zu seyn,
sondern sie ist auch in Mecklenburg selbst erdacht, gebaut und aufgestellt. Bald, so
hoffe ich, sollen ihr mehrere folgen, wenn in Mecklenburgs Industrie ein regeres
Leben beginnt und diejenigen Schritte, die die Regierung zur Belebung derselben
unternommen, nicht verkannt, sondern durch einen gluͤcklichen Erfolg belohnt
werden. Dann wird sich vielleicht auch meine kleine Werkstaͤtte zu einer
groͤßeren umgestalten und mein Eifer fuͤr die Sache in einem
ausgedehnteren Wirkungskreise seinen Lohn finden.
Bemerkungen.
Diese Maschine, nach ihrer jetzigen Einrichtung, gibt gleichsam eine Darstellung
derjenigen Verbesserungen an Dampfmaschinen, die ich schon vor zwoͤlf Jahren
vorgenommen und an mehreren Modellen gluͤcklich ausgefuͤhrt hatte. Die
Haupttheile derselben waren schon vor dieser Zeit ausgefuͤhrt und
anderwaͤrts aufgestellt worden, wodurch diese meine Behauptung bewiesen wird.
Wenn man bedenkt, daß ich zu dieser Zeit ein Anfaͤnger in der
Dampfmaschinenlehre war, und durch viele Berufsgeschaͤfte gedraͤngt
nur die mir sehr sparsam zugemessenen muͤssigen Stunden zum Studium derselben
so wie zum Experimentiren anwenden konnte, daß ich, ganz aller Quellen und
Huͤlfsmittel beraubt,Ich kannte zu dieser Zeit noch kein anderes Werk uͤber Dampfmaschinen
als Kunze's Schauplatz der
gemeinnuͤtzigsten Maschinen, das mir mein wuͤrdiger Freund,
der Hr. Professor Floͤrke, der meinen
Bestrebungen im Felde der Dampfmaschinen und der Technik uͤberhaupt
stets mit wohlwollender und anspornender Aufmerksamkeit gefolgt ist,
geliehen hatte, meist aber nur von den Dampfmaschinen der aͤlteren
Zeit und vorzuͤglich von den wasserhebenden handelt. dabei fast ganz allein aus mir selbst schoͤpfte und so zu sagen, die
Dampfmaschine durch meinen Erfindungsgeist und meinen Eifer fuͤr die Sache
von Neuem schaffen mußte,Die Idee zu demjenigen ersten Modelle einer Dampfmaschine, was ich im Jahre
1816 ausfuͤhrte, hatte ich ganz aus mir selbst entwickelt, ohne auch
die geringste Kenntniß von den bisher bestehenden Dampfmaschinen zu haben.
Daher kam es denn auch vielleicht, daß ich die Sache von einer ganz anderen
Seite aufgriff, wie die meisten Verbesserer, deren Bemuͤhungen mir
unbekannt waren, es gethan haben. Meine erste Maschine war eine
Hochdruckmaschine, die ohne alles Vacuum arbeitete, und in der That im
Verhaͤltniß zur Unvollkommenheit der Ausfuͤhrung (ich hatte
selbige, ohne mechanische Fertigkeit in dergleichen Arbeiten zu besitzen,
ganz selbst verfertigt) dennoch sehr kraͤftig und regelmaͤßig
wirkte. Ihren Kessel hatte ich (mirabile dictu)
von einer zinnernen Waͤrmeflasche, und ihre Dampfcylinder (sie hatte
deren zwei) von zinnernen einzoͤlligen Wundspritzen fabrizirt. Damals
fehlten mir naͤmlich noch alle pecuniaͤren Mittel, da meine
medicinische Praxis als die eines Anfaͤngers, noch nichts weniger als
eine aurea war. so wird man mir beipflichten muͤssen, daß die Principia, wonach diese
Dampfmaschine gebaut ist, sowohl der kurzen Zeit von zwei Jahren, in welchen ich meine Aufmerksamkeit
auf diese Maschine geworfen, als auch meinem Fleiße keine Unehre machen. Denn beim
Lichte betrachtet, enthaͤlt sie schon viele vortheilhafte Einrichtungen, die
zum Theil jetzt erst zu Tage treten, und hie und da nicht wenig als
unuͤbertreffliche, ganz neue Erfindungen ausposaunt werden, zum Theil aber
auch erst an dieser Maschine allein im Stillen existiren und ihren Nutzen und ihre
Vortheile fuͤr die Praxis an derselben bewaͤhren. Es duͤrfte
vielleicht nicht uͤberfluͤssig seyn, wenn ich hier einige Bemerkungen
uͤber die Construction dieser Maschine ihrer Beschreibung hinzufuͤgte
und dieser einige allgemeine Bemerkungen uͤber Dampfmaschinen anreihte.
Vielleicht daß dadurch der Werth dieser Maschine naͤher bestimmt und das
oͤffentliche Erscheinen ihrer Beschreibung in dieser Zeitschrift
gerechtfertigt wird.
Daß ich meine Maschine, die vor ihrer Aufstellung am Torfmoor eine Kreisbewegung
hatte, nicht, wie es so haͤufig in England geschieht, als solche anbrachte
und die Wasserpumpe oder deren zwei durch eine, an der Schwungradwelle angebrachte
Kurbel und eine Zugstange betreiben ließ, wird mir gewiß keiner zum Fehler
anrechnen, der von einer Maschine den hoͤchst moͤglichsten Effect zu
erhalten wuͤnscht. Man kann sich naͤmlich, meiner Meinung nach, nichts
Ungereimteres denken, als eine urspruͤnglich geradlinigte Bewegung wie die
einer Dampfmaschine ist, und als solche der einer gemeinen Wasserpumpe vollkommen
entspricht, erst in eine ganz heterogene umzuschaffen, und zwar mit bedeutendem
Kraftverluste umzuschaffen und nun aus der kreisfoͤrmigen von Neuem eine
geradlinigte abzuleiten. Offenbar heißt eine solche Maßregel so viel, als durch
große Umwege zum Ziele gelangen und laͤßt sich nur dann allenfalls
entschuldigen, wenn man einmal keine andere Dampfmaschine als eine mit Kreisbewegung
zur Disposition hat, und ihre Verwandlung in eine einfach wirkende Pumpenmaschine
mit zu vielen Kosten und zu großem Zeitverluste verbunden ist. Was bei Anwendung der
geradlinigten Kolbenbewegung auf eine Kurbel durch den schiefen Zug und Druk der
Verbindungsstange durch die große Veraͤnderlichkeit des Effectes in den
verschiedenen Staͤnden der Kurbel und durch die bedeutende Friction und die
Masse des zur Hebung dieses Uebelstandes noͤthigen Schwungrades an nutzbarer
Kraft bei einer gewoͤhnlichen Dampfmaschine mit Kreisbewegung verloren geht,
lehrt Theorie und Erfahrung. Daß man nicht zu viel thue, wenn man den dadurch
herbeigefuͤhrten Kraftverlust auf 1/3 des absoluten Effectes der Maschine
anschlaͤgt, ist wohl so gut als erwiesen.In der Praxis faͤllt dieser Kraftverlust in der Regel viel bedeutender
aus, als die Theorie ihn angibt, vorzuͤglich bei kleineren
Dampfmaschinen. Es liegt hierin ein Grund mit, daß in Deutschland selten
Dampfmaschinen durch deutsche Baumeister zu Stande kommen, die
kraͤftig genug wirken. Wir lieben Deutschen haben uns leider durch
das viele Theoretisiren zu sehr von dem wahren Wege verloren, und es fehlt
uns der praktische Tact, den der englische Engineer, der oft bei der
groͤbsten Unwissenheit uns in praktischer Hinsicht durch seine Werke
uͤberstrahlt, weit mehr sich zu eigen zu machen weiß. Wir verlieren
uns zu gern bei unseren bogenlangen algebraischen Formeln, die dem wahren
Praktiker wenig helfen und rathen. Der beruͤhmteste Baumeister
Englands, Brindley, war seines Glaubens nach ein
schlichter Zimmermann, konnte weder schreiben noch zeichnen, und baute
Werke, vor denen der gruͤndliche Theoretiker erstaunen mußte, indem
er ihre Ausfuͤhrung fuͤr beinahe unmoͤglich hielt.Von einer anderen Seite betrachtet, wird unsere zu große Kalkulirsucht, die
haͤufig ins Kleinliche ausschweift, nicht selten Schuld an Verkennung
wahrer verdienstlicher Werke der technischen Baukunst, namentlich der
Dampfmaschinen.
Und bei diesem Verluste bleibt es leider nicht, wenn man die Kreisbewegung wieder auf
die fuͤr Pumpen nothwendige geradlinigte zuruͤckfuͤhren soll.
Diese zweite Verwandlung der Bewegung verschlingt wiederum einen nicht unbedeutenden
Theil des Effectes durch Reibung, durch schiefen Druck und Zug der Verbindungsstange
etc. Sollte man glauben, daß Kuͤnstler diese Umstaͤnde
uͤbersehen koͤnnten, die sich nur einigermaßen mit den Grundgesetzen
der Mechanik bekannt gemacht haben; daß sie, wo der rechte Weg mit Haͤnden zu
greifen ist, dennoch den Umweg nehmen, und da, wo zwei geradlinigte Bewegungen in
eine zweckmaͤßige Verbindung ohne alle Umstaͤnde, ohne alle weitere
Anwendung von Zwischenmaschinen gebracht werden koͤnnen, dennoch zu
unnoͤthigen und schaͤndlichen Huͤlfsmitteln ihre Zuflucht
nehmen sollten, und verdienen englische Baumeister der ArtIch sah mehrere Wasserwerke in London, wo Maschinen mit Kreisbewegung das
Pumpen verrichteten; in dem Birbeck- und
Adcock'schen Werke (the Steam Engine, theoretically and practically displayed by Henry
Birkbeck and James Adcock, im ersten Hefte) ist sogar eine solche
abgebildet. Alle drei Wasserhebungsmaschinen an dem neuen Catharinenwerfte
in London waren Maschinen mit Kreisbewegung und daher wohl der so sehr
geringe Effect derselben. Die staͤrkste, eine Maschine von sechzehn
Pferdeskraͤften, hob naͤmlich 4440 Kubikfuß Wasser einen Fuß
hoch in der Minute; die zweite von zehn Pferdeskraͤften nur 775 Fuß,
und die dritte ebenfalls von zehn Pferdeskraͤften 2329 Kubikfuß.Weit kraͤftiger wirkten die einfach wirkenden Maschinen mehrerer
Wasserwerke in London, die ich sah. Sie waren alle von der Bauart derjenigen
Maschine, die im obigen Werke auf der fuͤnften, sechsten, siebenten,
achten und neunten Kupfertafel abgebildet ist, und verrichten ihre Arbeit
sehr ruhig und geraͤuschlos. Ich sah unter ihnen eine (in
Thamesstreet) von der Kraft von 120 Pferden. Bei den meisten derselben wurde
das Expansionsprincip aber lange nicht in so großer Ausdehnung, als in den
neueren großen Maschinen in Cornwall angewendet, bei denen der
Hochdruckdampf (von dreißig bis vierzig Pfund Druck auf den Quadratzoll) bei
zehnfuͤßigem Hube des Kolben nicht selten schon auf achtzehn Zoll
abgeschlossen und dadurch ein so großer Effect erreicht wird, daß eine der
neuesten Maschinen schon 872 Millionen Pfund Wasser mit einem Bushel
Steinkohlen einen Fuß hoch hebt, waͤhrend die aͤlteren
Watt'schen Maschinen nur den vierten Theil und die Woolf'schen etwas
uͤber die Haͤlfte dieses Effectes erreichten (s. der
Handwerker und Kuͤnstler Fortschritte und Muster, N. 1. des vierten Bandes gleich vorne an). nicht das mitleidige Laͤcheln der Verstaͤndigen in dem
naͤmlichen Maße, als wir nicht anstehen, einen dummen deutschen
Muͤhlenbauer von gewoͤhnlichem Schlage zu verhoͤhnen und zu
verlachen, der in dem Wahne steht, durch Vorgelege und viele Raͤder die Kraft
einer Muͤhle zu steigern?
Unlaͤugbar moͤchte es indessen wohl anzunehmen seyn, daß kleinere
Maschinen mit einfacher Wirkung (singles acting engines)
vor solchen mit Kreisbewegung nicht den Vortheil gewaͤhren, als
groͤßere, indem zur Aufwaͤrtsbewegung des Kolben im Verhaͤltniß
groͤßere Gegengewichte noͤthig werden, als bei lezteren. Wenn meine
Maschine bei gewoͤhnlichem Gange 80 Pfund Gegengewicht und bei neuer
Liederung des Kolben oft 100 Pfund gebraucht, so reibt dieses Gewicht addirt zu der
waͤhrend der Abwaͤrtsbewegung des Kolben Statt findenden, eben so viel
betragenden Reibung desselben beinahe die Haͤlfte des absoluten Effectes der
Maschine auf, und das ist gewiß fast eben so viel als eine Maschine von dieser
Groͤße durch Transformation ihrer geradlinigten Bewegung erlitten
haͤtte. Indessen war mir die groͤßere Einfachheit einer einfach
wirkenden Maschine und die Leichtigkeit ihrer Bedienung schon Grund genug, bei
meiner Maschine am Torfmoor diese Form vorzuziehen, zumal da die dazu
noͤthigen Veraͤnderungen an derselben keinen besonders großen Aufwand
an Zeit und Kosten verursachten, vielmehr in den waͤhrend der Aufstellung
derselben obwaltenden Umstaͤnden unbedeutender ausfielen, als die Verwandlung
der Kreisbewegung in eine geradlinigte Pumpenkolbenbewegung geworden waͤre.
Einen wichtigen Ausschlag dabei gab die gluͤckliche Idee, daß ich statt der
Ketten der aͤlteren Wasserhebungsmaschinen hier zur Erhaltung der senkrecht
geradlinigten Bewegung des Kolben einen doppelten starken Hanfgurt versuchte, dessen
Anschaffung und Zurichtung an der Maschine kaum in Rechnung gegen ein Parallelogramm
einer gewoͤhnlichen Kreisdampfmaschine mit Balancier zu bringen war. Die
Einfachheit und Kunstlosigkeit meiner Maschine erreichte hierdurch einen sehr hohen
Grad und die Erfahrung hat die Vortheile der Anwendung eines solchen Gurtes in ein
so gutes Licht gestellt, daß dessen Zulaͤssigkeit sich vielleicht auf
groͤßere Maschinen von mehreren Pferdeskraͤften ausdehnen ließe, wenn
er hinreichend stark dazu verfertigt wuͤrde. Nie habe ich bemerkt, daß dieser
Gurt durch die Zeit sich ausgedehnt oder nachgelassen haͤtte, oder steifer
geworden waͤre. Er hat sich unter dem schuͤtzenden Ueberzuge von
Oehlfarbe so gut gehalten, daß er nach dreijaͤhriger Dauer noch so gut als
neu erscheint.
Ueberhaupt ist es mir immer ein Raͤthsel gewesen, warum man in neueren Zeiten
die fruͤheren Ketten ganz verworfen und dafuͤr allgemein
Parallelogramme sowohl auf der Dampfmaschinen- als Pumpenseite des Balanciers
angenommen hat, da letztere doch nicht allein nicht einfacher und mit weniger
Kostenaufwand zu verfertigen sind, sondern sogar mehr Sorgfalt und Genauigkeit bei ihrem Baue
verlangen, beim Gebrauche leichter in Unordnung kommen und deßhalb in Hinsicht der
Stellung ihrer einzelnen Theile zu einander und zu ihren Verbindungspunkten mit dem
Gebaͤude oft berichtigt werden muͤssen; endlich auch sogar durch
Zerlegung der senkrecht wirkenden Kraft mehr Verlust an derselben als die Ketten
herbeifuͤhren.
In England will man (wie ich schon fruͤher durch eine Bemerkung des Hrn. Bramah mich zu aͤußern veranlaßt fand) nun aber
einmal keine anderen Dampfmaschinen als mit der beliebten und dermalen Mode
gewordenen parallelen Bewegung. Man muß doch an den einfach wirkenden Maschinen
fuͤr den Mangel der Kurbel und des Schwungrades einigen Ersatz haben, sonst
wuͤrde vielleicht Niemand solche Maschinen bestellen. Mit Vergnuͤgen
wuͤrde ich es hoͤren, wenn mich Jemand von wichtigeren Motiven zur
Abschaffung der Ketten und Anschaffung der Parallelogramme uͤberzeugen und
auch daruͤber belehren wollte. Ein englischer Engineer, mit dem ich ein Mal
uͤber diesen Gegenstand sprach, und den ich um Belehrung bat, wußte mir keine
andere zu geben, als: es sey nun einmal so und nicht anders, weil es so sey. Ich
habe waͤhrend meines Aufenthaltes in London nur eine einzige Dampfmaschine
(es war an den Wasserwerken von Southwark) gesehen, woran noch die alten Ketten
bestanden. Sie ruͤhrte noch aus der fruͤheren Zeit her, und nicht
zufrieden mit ihrer altmodischen abenteuerlich gewordenen Form, hatte man ihr eine
Dampfmaschine nach neuem Schnitte mit Kreisbewegung und einer doppelthuͤbigen
Wasserpumpe an die Seite gesetzt. Indessen suchte man sie dennoch und vielleicht mit
gutem Grunde zu conserviren, und gebrauchte sie, um sie vor dem Verrosten und
Verderben zu schuͤtzen, taͤglich noch auf kurze Zeit. Sie schien mir
dann aber auch die von mir und Anderen in England oft gemachte Bemerkung zu
bestaͤtigen, daß die polternden und klappernden Veteranen unter den
englischen Dampfmaschinen ihre Kinder und Enkel meistentheils an nutzbarem Effecte
uͤbertreffen und zu der Annahme zu berechtigen, daß die Dampfmaschine durch
den immer hoͤher steigenden Luxus in ihrer Form und ihren immer ruhiger und
sanfter gewordenen Gang mehr im Wesentlichen verloren als gewonnen haben.
Ob die alten Maschinen, vornehmlich die mit Kreisbewegung, deßhalb, weil sie bei
ihrem Gange mehr Geraͤusch und Geklapper als die neueren machen,
oͤftere Reparaturen erfordern, als letztere, weil jenes Geklapper auf
zerstoͤrend wirkende Stoͤße und Erschuͤtterungen, so wie auf
schaͤdliche Reibungen, deren Resultat gewoͤhnlich staͤrkere
Abnutzung ist, hindeutet, kann ich nicht streng bejahend beantworten, da ich viele
alte Maschinen sah, die zum Theil dreißig Jahre lang in fortwaͤhrender Thaͤtigkeit waren,
und an denen ich noch nirgends einen Ersatz irgend eines bei ihrem Geklapper
benachtheiligten Organes auffinden konnte. Auch haben die Besitzer derselben mich
vielfaͤltig versichert, daß die Reparaturen daran unbedeutend seyen.
Das meiste Geraͤusch, ja fast allen Laͤrmen verursachen diese Maschinen
auch nur durch ihre Steuerung, die immer eine Ventilsteuerung ist und wegen der
vielen noͤthigen Maschinerie zur Hebung und sanften Senkung der einzelnen
(bei doppelt wirkenden Maschinen vier) Ventile nie so einfach ausfallen kann, wie
eine Steuerung mit Zugventilen (slide regulation)
gewoͤhnlich nur eins, hoͤchstens zwei in eine sanfte und
gleichmaͤßige Hin- und Herbewegung zu setzen sind, waͤhrend die
Hebung und Senkung der Ventile nur immer momentan und ploͤtzlich bei Endigung
jedes Hubes der Maschine geschieht. Gerade die Ursache dieses Geklappers an den
aͤlteren Maschinen ist aber auch die Ursache ihrer vortheilhaften Wirkung,
indem bei der gewoͤhnlichen Anordnung der Ventilsteuerung das Oeffnen der
Zu- und Abflußkanaͤle fuͤr den Dampfcylinder schneller
geschieht, als bei den langsam arbeitenden Zugventilen, die bei ihrer Bewegung durch
ein Excentricum an der Schwungradwelle Dampf- und Abzugskanaͤle erst
ganz frei machen, wenn der Kolben die Haͤlfte seines jedesmaligen Laufes
vollendet hat. Schon fruͤher habe ich die Nachtheile einer so langsam
wirkenden Steuerung geruͤgt, und gezeigt, wie bei einer zu langsamen Oeffnung
der Abzugskanaͤle der Daͤmpfe aus dem Dampfcylinder lange ein
schaͤdlicher Gegendruck auf den Kolben erhalten wird, der den Effect der
Maschine bedeutend vermindert; auch angegeben, wie ich nach dem hoͤrbaren
laͤngeren oder kuͤrzeren Abstroͤmen der Daͤmpfe in den
Condensator gewoͤhnlicher Condensationsmaschinen immer richtig einen Schluß
auf die geringere oder groͤßere Leistung der Maschine wagen durfte. (Man
vergleiche hier das von mir im XXVIII. Bd. auf Seite 111. in Beziehung auf diesen
Gegenstand Gesagte.)
Bei einer Ventilsteuerung der aͤlteren Maschinen wird das Heben und
Niederlassen der Ventile gewoͤhnlich noch durch einen Steuerungsbaum
verrichtet, der vom Wagebalken herabhaͤngt und zugleich als Zugstange
fuͤr die Luftpumpe benutzt wird. Das Heben und Senken der Ventile geschieht
durch denselben immer schon vor dem Uebergange der Kurbel uͤber den todten
Punkt, die Dampf- und Abzugskanaͤle fuͤr die Daͤmpfe im
Cylinder sind also schon bei dem Beginnen des jedesmaligen Kolbenhubes, oder
vielmehr schon etwas vor dem Uebergange der Kurbel uͤber den todten Punkt
frei. Dieser Vorgang hat einen doppelten Gewinn fuͤr den Effect der Maschine;
ein Mal wird das Vacuum fruͤher gebildet und ist beim beginnenden Laufe des
Kolben schon in einem Grade vorhanden, dessen Hoͤhe bei Anwendung der Zugventile, die erst gleich
nach dem Uebergange der Kurbel uͤber den todten Punkt die Kanaͤle
langsam zu oͤffnen beginnen, fuͤr diesen Augenblik nie erreicht werden
kann; zweitens hebt der vor voͤlliger Beendigung des Kolbenhubes schon von
der entgegengesetzten Seite zugelassene Dampf den großen Nachtheil auf, den der
Schwung (die Traͤgheit) des schweren Balanciers am Ende des Hubes verursacht,
indem er mit großer Gewalt der Bewegung in der entgegengesetzten Richtung
widerstrebt. Daß dieses Einstroͤmen der Daͤmpfe vor voͤlliger
Beendigung jedes Hubes wenigstens nicht eine schaͤdliche Hemmung in der
Bewegung des Kolben in diesem kurzen Momente verursache, beweisen die einfach
wirkenden Maschinen mit Ventilsteuerung, wo dieser Umstand Ursache einer
zweckmaͤßigen Begraͤnzung des Kolbenaufganges durch das Gegengewicht
wird, und wo ohne denselben jedes Mal ein Aufprellen der Prellkloͤtze des
Wagenbalkens auf die Prelllager Statt finden muͤßte, das seiner
Staͤrke wegen die Maschine und ihr Gebaͤude in kurzer Zeit von Grund
aus zerstoͤren wuͤrde. Sehen wir durch das schon bei einfach wirkenden
Pumpenmaschinen vor Beendigung des Kolbenlaufs nach oben eintretende
Zustroͤmen der Daͤmpfe uͤber den Kolben diesen je seinen Hub
unvollendet lassen, obgleich ihm kein Schwungrad zu Huͤlfe kommt?
–
Aber sind neuere Maschinen mit Ventilsteuerung, vorzuͤglich die einfach und
ohne Schwungrad wirkenden, von Geraͤusch und Geklapper in der Steuerung frei?
Alle Maschinen, die ich in der Art sah, zeichneten sich nur um ein Geringes in
dieser Hinsicht vor den aͤlteren aus. Die großen Wasserhebungsmaschinen
Londons haben sogar in ihrer Steuerung durchaus nichts wesentlich Verschiedenes vor
den aͤlteren Maschinen der Art. Die Ventile werden nach den naͤmlichen
Principien durch fast ganz gleiche Organe gehoben und gesenkt und alle Ursache des
minder geraͤuschvollen Ganges solcher neueren Maschinen scheint nur darin
begruͤndet zu seyn, daß die Steuerungspartie fleißiger gearbeitet ist, als an
den aͤlteren Maschinen, und mit mehr Sorgfalt behandelt und erhalten
wird.
Ich habe bei meiner Maschine eine Schiebersteuerung vorgezogen, weil das einfache
Hin- und Herruͤcken eines Schiebers auf eine kunstlosere Weise und mit
geringeren Mitteln von der Maschine besorgt werden kann, als die Bewegung mehrerer
Ventile.
Man wird dieß bewahrheitet finden, wenn man die uͤberaus einfache Maschinerie
zum Ruͤcken des Schiebers an meiner Maschine mit dem sehr complicirten und am
genausten und treusten in dem oben angefuͤhrten Birkbek'schen und Pocock'schen Werke
abgebildeten Apparate zur Bewegung der an den einfach wirkenden Pumpenmaschinen
gewoͤhnlichen drei Ventile vergleicht.
Da der Schieber meiner Maschine an den Enden der Kolbenspiele durch den
Steuerungsbaum eben so schnell geruͤckt wird, als Ventile durch denselben
geoͤffnet und geschlossen seyn wuͤrden, so lassen die uͤbrigens
auch nicht zu kleinen Dampfkanaͤle des Schiebers und seiner Buͤchse
die Daͤmpfe mit der gehoͤrigen Geschwindigkeit in den Cylinder und von
selbigem in den Condensator, es ist daher fuͤr eine gehoͤrig
geschwinde Bildung der Leere keine Sorge zu tragen, vorzuͤglich wenn man
genau den Unterschied bemerken will, der in meiner Maschine sich in der Art und
Weise zeigt, wie ich den Dampfcylinder mit dem Condensator in Verbindung gebracht
habe.
Ich lasse naͤmlich, wie wir oben gesehen haben, den unter dem Kolben
befindlichen Raum im Cylinder in steter Vereinigung mit dem Condensator, und nur den
oberen, uͤber dem Kolben befindlichen wechselsweise durch Dampf
fuͤllen und ihn wieder in den Condensator entleeren. Diese Einrichtung, die
ich, so manche wasserhebende Maschine von allen Groͤßen ich auch gesehen
habe, noch nirgends gefunden, hat den entschiedenen Vorzug, daß das Vacuum schon
waͤhrend der ruͤckgaͤngigen und durchs Gegengewicht bewirkten
Bewegung des Kolben formirt wird, folglich beim beginnenden Hube desselben sogleich
bereit ist, um diesen ohne Verzug und mit der noͤthigen Kraft beginnen zu
lassen. Der Kolben meiner Maschine spielt in der Leere zuruͤck,
waͤhrend er bei den gewoͤhnlichen Maschinen im Dampfe arbeitet. Die
Ventile der letzteren sind naͤmlich so gestellt, daß durch das mittlere im
Verbindungsrohre zwischen dem oberen und unteren Cylinderraum befindliche eine
Communication zwischen beiden Raͤumen eroͤffnet wird, waͤhrend
das uͤber dem oberen in den Cylinder fahrenden Dampfkanale liegende
Dampfventil und das Condensatorventil geschlossen sind. Der Dampf faͤhrt dann
aus dem Raume uͤber dem Kolben in den unter demselben befindlichen, setzt
sich in beiden ins Gleichgewicht und der Kolben kann nun ungestoͤrt seinen
Ruͤckweg beginnen. Waͤhrend seines Aufsteigens gehen alle
Daͤmpfe uͤber dem Kolben weg, und stroͤmen unter demselben in
dem Maße als dieser steigt und den oberen Raum immer mehr verkleinert.
Auf Tab. I. habe ich in Fig. 9. in einer Skizze
eben erwaͤhnte Stellung der Ventile naͤher bezeichnet. a ist das Dampfventil; es liegt uͤber dem oberen
in den Cylinder fuͤhrenden Seitenkanale b, von
diesem fuͤhrt das Rohr c nach dem unteren
Cylinderraum. Selbiges ist aber bei d durch ein Ventil
unterbrochen, unter welchem sogleich der Seitenkanal e
in den Cylinder unter den Kolben fuͤhrt. Unter diesem liegt endlich das
Condensatorventil f.
Das Spiel dieser Ventile ist so angeordnet, daß, wenn das obere Dampfventil a sich hebt, mit ihm zugleich das Condensatorventil
geluͤftet wird,
waͤhrend das Ventil d geschlossen bleibt. Der
Dampf des Kessels stroͤmt dann uͤber den Kolben, waͤhrend der
unter dem Kolben befindliche in den Condensator geht, um verdichtet zu werden. Man
sieht aus dieser Anordnung, daß das Condensiren der Daͤmpfe unter dem Kolben
also erst bei beginnendem Hube geschieht. Hat der Kolben seinen Hub gemacht, so
schließen sich Dampf- und Condensatorventil und es oͤffnet sich das
Ventil d, worauf die oben beruͤhrte Vertheilung
der Daͤmpfe in den Raum uͤber und unter dem Kolben vor sich geht und
der Kolben seinen Ruͤckweg ungehindert antreten kann.
Bei meiner Maschine ist das Spiel von dem eben beschriebenen durchaus verschieden.
Wollte man Ventile statt des Schieberventils anwenden, so wuͤrden nur zwei
derselben in derjenigen Anordnung noͤthig seyn, die ich in Fig. 10. abgebildet habe.
Eins, a, wuͤrde uͤber dem oberen in den
Cylinder fuͤhrenden Seitenkanale b, eins, c, unter demselben liegen, und das von dem unteren in
den Condensator fuͤhrende Rohr e wuͤrde
durch ein Seitenrohr f mit dem unteren Cylinderraume in
Verbindung gesetzt. Die Steuerung der Maschine haͤtte nur zwei Ventile
abwechselnd zu offnen und zu schließen und brauchte daher viel einfacher zu
seyn.Die Ventilstiele koͤnnten einer in dem anderen stecken, so daß der
Stiel des unteren Ventiles durch den des oberen draͤnge, und in
demselben durch eine kleine Stopfbuͤchse dampfdicht erhalten
wuͤrde. Das obere muͤßte bei beginnendem Hube, das untere nach vollendetem
Hube und zwar nach Verschluß des anderen geluͤftet werden, was gewiß durch
eine hoͤchst einfache Maschinerie zu erreichen waͤre.Eine solche Anordnung der Ventile hat zugleich noch vor der
gewoͤhnlichen die Vorzuͤge, daß derjenige Dampfverlust, der
durch die bei jedem Hube Statt findende Fuͤllung des
Communicationsrohres c, Fig. 8. mit
Daͤmpfen aus dem Kessel entsteht, ganz vermieden wird. Bei der Oeffnung des letzteren wuͤrde der uͤber dem Kolben
befindliche Dampf in den Condensator fahren, durch seine Condensation das Vacuum
bilden und nun der Kolben wegen der steten Verbindung des unteren Cylinderraumes mit
dem Condensator in einem Vacuum den Ruͤckweg antreten.
Ob nun gleich bei meiner Maschine eine solche Anordnung der Steuerung um so
nothwendiger ist, als vor dem Condensiren der Daͤmpfe ein Zeitmoment auf das
Durchstroͤmen derselben durch den Condensator verloren geht, so wird doch
auch an einer Watt'schen Wasserhebungsmaschine mit
gewoͤhnlichem Condensations-Apparate bei Anwendung meiner
Ventilanordnung ein großer Gewinn aus dem fruͤheren vor dem beginnenden Hube
Statt findenden Condensiren in der Beziehung entstehen, als waͤhrend des
Ruͤckganges des Kolben das Condensirwasser Zeit hat, in der zur Verdichtung
aller Daͤmpfe noͤthigen Quantitaͤt einzustroͤmen und es
werden die langen Pausen gaͤnzlich vermieden werden, die alle Maschinen
dieser Art jetzt vor dem Beginnen jedes Hubes machen.Diese Pausen dauern oft mehrere Secunden. Gewoͤhnlich nimmt man bei
solchen Maschinen nach dem Aufgange des Kolben die Erscheinung wahr, daß der
Kolben bei der Ankunft auf seinem hoͤchsten Standpunkte
augenblicklich mit dem schweren Wagebalken umkehrt, und sechs bis acht Zoll
blitzschnell wieder abwaͤrts geht, dann aber oft geraume Zeit stehen
bleibt, ehe er den Hub weiter fortsetzt. Waͤhrend jenes schnellen
aber gleich wieder unterbrochenen Beginnens des Hubes sah ich den am
Condensator angebrachten Barometer oft um mehrere, nicht selten um
fuͤnf bis sechs Zoll fallen. Ein kurzes Nachdenken und das
waͤhrend dieses Momentes stark hoͤrbare Fallen der Klappen in
der großen Wasserpumpe brachten mich bald dem Grunde dieser
merkwuͤrdigen Erscheinung auf die Spur. Dieses augenblickliche aber
gleich wieder unterbrochene Beginnen des Kolbenhubes war naͤmlich die
Folge des geringen Widerstandes, den der Kolben vor dem Schlusse der
Pumpenklappen findet, wo wegen des Ruͤckwassers durch diese Klappen
noch die ganze Last der zu hebenden Wassersaͤule nicht
fuͤhlbar wird. Diesen geringen Widerstand zu heben, ist der
uͤber dem Kolben einstroͤmende Dampf vermoͤgend, noch
ehe der Gegendruck der Daͤmpfe auf seiner Ruͤckseite vor ihrer
voͤlligen Condensation ganz durch die gehoͤrige
Quantitaͤt des in den Condensator eingespritzten Condensirwassers
beseitigt ist. Faͤllt nun aber beim Schlusse der Pumpenklappen
ploͤtzlich die ganze Last der zu hebenden Wassersaͤule auf
ihn, so entsteht eine Stockung in dem begonnenen Hube so lange, bis erst
durch laͤngeres Einstroͤmen von Condensirwasser ein
vollkommeneres Vacuum unter dem Kolben formirt ist. Daß dem Dinge also sey,
bestaͤtigt augenscheinlich die angefuͤhrte am Barometer
gemachte Bemerkung. Unfehlbar wuͤrde hier ein besseres Resultat
erreicht werden, wenn der Kolben, gleich beim Beginnen des Hubes, ein
vollkommeneres Vacuum unter sich vorfaͤnde; jene sonderbare
Erscheinung wuͤrde wenigstens ganz verschwinden. Man vergleiche hier, was ich fruͤher in diesem Journale Bd. XXVIII. Seite 112. uͤber die
Nachtheile der gewoͤhnlichen Condensirmethode oder Einspritzung gesagt
habe.
Ob an einer sehr großen Wasserhebungsmaschine ein Schiebventil gleich dem meinigen,
statt der gewoͤhnlichen Kegelventile mit Nutzen in Anwendung gebracht werden
koͤnne, moͤchte ich fast bezweifeln. Selbiges wuͤrde wegen der
noͤthigen Ausdehnung der Dampfoͤffnungen und Kanaͤle zu groß
ausfallen, und dadurch theils der Druck der in der Buͤchse vorhandenen
Daͤmpfe darauf die Reibung desselben auf eine schaͤdliche Hoͤhe
bringen, theils moͤchte aber auch der beim Ruͤcken desselben
nothwendiger Weise von ihm zu durchlaufende Raum auf eine unguͤnstige Weise
fuͤr seine Bewegungsmaschinerie vergroͤßert werden. Nothwendig ist es
naͤmlich bei jeder Pumpenmaschine, daß der Wechsel der Steuerung erst so
kurze Zeit als moͤglich vor der Beendigung des jedesmaligen Kolbenlaufes
Statt finde, damit dieser Wechsel nicht zu fruͤhe die Vollendung jedes
Kolbenspieles stoͤre oder gar aufhebe durch eine unzeitige Leitung der
Triebkraft auf die entgegengesetzte Seite des Kolbens. Ein Kegelventil hat darin
gerade so große Vorzuͤge vor anderen Steuerungs-Apparaten, daß es bei
geringer Hubhoͤhe sogleich sehr große Oeffnungen macht. Je groͤßer ein
Ventil ist, desto guͤnstiger ist es diesem Vorzuge, da seine konische
Dichtungsflaͤche dann im Verhaͤltniß zu seinem Durchmesser immer mehr an Hoͤhe
abnehmen kann, ohne seinem genauen Schlusse Nachtheil zu bringen. Die
noͤthige Bewegungshoͤhe eines Schiebventiles bleibt aber immer seiner
groͤßer werdenden Ausdehnung proportional. Dessen ungeachtet lassen sich aber
Vorkehrungen denken, die auch diese Nachtheile eines Schiebventiles fuͤr eine
große Wasserhebungsdampfmaschine weniger fuͤhlbar machen koͤnnten.
Vielleicht daß ich in der Folge hieruͤber die noͤthigen
Aufklaͤrungen gebe. Hier wuͤrden sie unfehlbar die Graͤnzen
dieser kleinen Abhandlung uͤberschreiten.
Was den Condensator meiner Maschine betrifft, so war derselbe eine der ersten
Erfindungen, die ich im Felde der Dampfmaschinen machte und fuͤhrte ich
denselben schon an mehreren Modellen aus, die ich vor zehn oder eilf Jahren baute.
Die erste Beschreibung desselben sandte ich zu dieser Zeit an den Hrn. Prof. Link in Berlin, dann theilte ich sie dem Hrn. Prof. Floͤrke in Rostock mit, der damals auch die
Guͤte hatte den Apparat selbst an einem der Modelle in Augenschein zu nehmen.
Vor vier Jahren sandte ich Beschreibung und Abbildung davon nach England, und hier
war es wo Hr. Gill, der Herausgeber des Technical Repository und ein großer und warmer Freund
und Lobredner des Hrn. Perkins ihn sah. Ich hatte ihn
naͤmlich an einer neuen DampfpumpeDiese Dampfpumpe wird vielleicht bald von mir in diesem Journale beschrieben
werden. angebracht, die der Gegenstand eines Patentes werden sollte, und Hr. Gill war als Kunstverstaͤndiger zur
Pruͤfung dieser Erfindung von den in London auf dieselbe Reflectirenden
gezogen worden. Er war damals durch diesen neuen Condensator ohne Luftpumpe sehr
uͤberrascht worden, und hatte von ihm als von einer hoͤchst wichtigen
Erfindung gesprochen und demselben großes Lob beigelegt. In der neueren Zeit scheint
ihm derselbe, was bei einem Englaͤnder in Ruͤcksicht einer als wichtig
von ihm erkannten technischen Erfindung sonst nicht der Fall ist, ganz wieder aus
dem Sinne gekommen zu seyn; denn er traͤgt kein Bedenken, in seinem Technical Repository die dort hoch gepriesene Erfindung
dieses Condensators dem Hrn. Perkins und seinem
erfinderischen Genie beilegen zu lassen oder vielleicht gar selbst beizulegen, ohne
meiner, der ich ihm doch wohl bekannt bin, zu gedenken. Hr. Gill bruͤstete sich gegen mich immer als Rathgeber des Hrn. Perkins, und gab sich das Ansehen, als wenn er einen
großen Antheil an dessen Erfindungen habe. In Ruͤcksicht auf diesen
Condensator will ich ihm das gern glauben; auch allenfalls fuͤr alle
uͤbrigen Faͤlle, wo ihm andere arme Erfinder mit ihren Erfindungen in
die Haͤnde sielen.
Mein Condensator liefert ein sehr gutes Vacuum und bedarf sehr wenigen Einspritzungswassers, da
er nur die nach dem Ausblasen in den Cylinder zuruͤckbleibenden und sich mit
dem Drucke der Atmosphaͤre ins Gleichgewicht gesetzt habenden Daͤmpfe
verdichtet. Er paßt indessen nur bei Maschinen, die mit einem hoͤheren Drucke
als die gewoͤhnlichen Watt'schen wirken, indem
beim Ausstroͤmen der Daͤmpfe aus dem Cylinder diese nach einem
Ueberschuß an Druck uͤber den der Atmosphaͤre haben muͤssen, um
das Condensationswasser aus dem Condensator vermoͤge eines kraͤftigen
Durchstroͤmens durch denselben austreiben zu koͤnnen. Dieses
Durchfahren der Daͤmpfe ist naͤmlich das, was die Luftpumpe an ihm
ersetzt, und darf bei keinem Hube der Maschine fehlen. Um dasselbe so schnell und so
kraͤftig als moͤglich eintreten zu lassen, ist es noͤthig, daß
die fuͤr das Abstroͤmen der Daͤmpfe in den Condensator
bestimmten Abzugsoͤffnungen des Cylinders moͤglichst weit sind und
schnell geoͤffnet werden. Diese Vorsicht ist da besonders zu beobachten, wo
das Vacuum sehr schnell gebildet werden muß, wie z.B. bei allen doppelt wirkenden
und den gewoͤhnlichen wasserhebenden Maschinen. Bei ersteren wird es von
großem Nutzen seyn, wenn man den Abzug der Daͤmpfe in den Condensator schon
vor dem jedesmaligen Uebergange der Kurbel uͤber die todten Punkte geschehen
ließe.
Wenn man glauben sollte, daß das Spiel meines Condensators traͤger, als das
eines gewoͤhnlichen Watt'schen sey, und die
Bildung des Vacuums darin aus dem Grunde langsamer seyn muͤsse, weil der
Formation desselben jedes Mal erwaͤhntes Durchfahren der Daͤmpfe
vorangehen muͤsse, dieses aber einen gewissen Zeitraum erfordere, so irrt man
darin, denn
1) ist dieses Durchfahren, hauptsaͤchlich bei Anwendung
eines hoͤheren Dampfdruckes im Cylinder und bei gehoͤriger
Groͤße und hinreichend schneller Oeffnung der Abzugskanaͤle, das
Werk eines Augenblicks, indem das Heraustreiben des Wassers durch das Ventil des
Condensators, d.h. wenn dieses Ventil, was nothwendig ist, einen gehoͤrig
großen Durchmesser hat, bei der geringen Quantitaͤt des
Condensationswassers ohne allen Zeitverlust geschieht.
2) Kann dieses Durchfahren, vorzuͤglich bei
Hochdruckmaschinen, nicht mehr Zeit nehmen, als das Condensiren aller derjenigen
Daͤmpfe, die herausfahren, und deren bei solchen Maschinen, wenn sie nur
mit einem Drucke von vier bis fuͤnf Atmosphaͤren wirken, doch
schon immer eine groͤßere Menge ist, als derer, die
zuruͤckbleiben, um condensirt zu werden. Wenn man erwaͤgen will,
daß zum Zwecke der Condensation einer solchen Menge Daͤmpfe das
verdichtende Mittel noch dazu nur nach und nach in den Condensator dringt, so
wird sich gerade das Gegentheil von dem ergeben, was jener Einwurf tadelt: es
wird naͤmlich der Act des Durchblasens der Daͤmpfe eher Gewinn als Verlust an Zeit
gegen das Condensiren aller in den Condensator dringenden Daͤmpfe
geben.
Mein Condensator hat uͤbrigens vor denen mit der Luftpumpe noch folgende
wichtige Vortheile.
1) Er ist viel einfacher, indem er jener Luftpumpe eines
kuͤnstlichen, genau zu verfertigenden und Aufmerksamkeit bei der
Behandlung erfordernden Organes nicht bedarf, um sich selbst von dem
Condensationswasser und der etwa eindringenden Luft zu befreien. Das
Durchstroͤmen der Daͤmpfe verrichtet das Austreiben der Luft weit
schneller als eine Luftpumpe, indem beim Anlassen der Maschine ein einziges
Durchblasen hinreicht, um alle Luft vollkommen auszutreiben. Eine Luftpumpe
verduͤnnt die Luft in einem Raume erst nach und nach, ehe sie ein
leidliches Vacuum darstellt, und so geht ebenfalls immer viel Zeit verloren,
bevor sie etwa von Neuem eingedrungene Luft wieder so verduͤnnt, daß sie
das Vacuum nicht erheblich truͤbe.
2) Dieser Condensator braucht zur Bildung des Vacuums keiner
bewegenden Kraft, wie die Ingangerhaltung einer Luftpumpe, die theils durch
Reibung, theils durch den Widerstand der Atmosphaͤre einen Theil des
nutzbaren Effectes der Maschine verschlingt.
3) Er bedarf keiner besonderen Befestigung im
Maschinengebaͤude, da keine bewegende Kraft auf ihn durch Zug oder Druck,
wie an der Luftpumpe, einwirkt, daher er frei an den Cylinder und dessen
Roͤhren in der Art angehaͤngt werden kann, wie es die oben
beschriebene Maschine zeigt.
4) Er erfordert ferner weniger Einspritzungswasser als
gewoͤhnliche Condensatoren, die alle aus dem Cylinder kommenden
Daͤmpfe verdichten muͤssen. Bei Maschinen mit hoͤherem
Drucke duͤrfte die Menge des noͤthigen Einspritzungswassers die
nicht uͤbersteigen, die zur Speisung des Kessels noͤthig ist.
Dieser Umstand ist da von sehr großer Wichtigkeit, wo das Condensirwasser
behende ist, oder fast ganz fehlt, oder seine Herbeischaffung viele
Umstaͤnde und Kosten verursacht. Man kann bei Anwendung meines
Condensators fuͤglich alle Kuͤnsteleien ersparen, die der
menschliche Geist hie und da ersonnen hat, um bei fehlendem Condensirwasser
solches mit Nutzen wiederholt anwenden zu koͤnnen. (S. Dingler's polyt. Journ. Bd. XXIV. S. 16.)
5) Mein Condensator erlaubt, weil er nicht alle aus dem
Dampfcylinder kommenden Daͤmpfe verdichtet, noch eine nuͤtzliche
Anwendung derjenigen Daͤmpfe, die aus ihm entweichen, so daß man diese noch zu allerlei
nuͤtzlichen Zwecken, als Erwaͤrmung von Raͤumen und Zimmern
oder von Fluͤssigkeiten etc. verwenden kann.
6) Er liefert ein sehr stark erwaͤrmtes Speisewasser
fuͤr den Kessel, denn die stoßweise durch denselben stroͤmenden
Daͤmpfe zersplittern das ausgeblasene Condensationswasser im Abzugsrohre
fast zu einem Regen. Selbiges kommt in dieser Gestalt mit ihnen in innigere
Beruͤhrung, woher es einen großen Theil ihrer Hitze einsaugt, und fast
bis auf 80° Reaumur erwaͤrmt, von der Speisepumpe aufgenommen
wird.
Der einzige Nachtheil, den dieser Condensator hat, ist der, daß man zur
Pruͤfung des Vacuums in demselben kein Barometer auf die gewoͤhnlich
uͤbliche Weise daran anbringen kann. Da naͤmlich keine fortgehende
Leere sich in demselben befindet, diese vielmehr bei jedem Hube durch die
Elasticitaͤt der durchstroͤmenden Daͤmpfe unterbrochen wird, so
wuͤrde in einem gewoͤhnlichen mit dem inneren Raume desselben in
Verbindung gesetzten Barometer ein so großes Schwanken des Quecksilbers entstehen,
daß dieses herausgeworfen zu werden Gefahr liefe und auf diese Weise jede
Beobachtung waͤhrend des Ganges der Maschine vereitelte. Diesen Uebelstand zu
heben, duͤrfte einige Schwierigkeiten haben. –
Ist indessen die Beobachtung des Vacuums bei einer im Gange sich befindenden Maschine
immer noͤthig? Ist es nicht besser, man spuͤre seine Vollkommenheit an
der kraͤftigen Wirkung der Maschine? – und ist alle Mal die Anzeige
eines guten Vacuums im Condensator ein Beweis, daß selbiges eben so vollkommen im
Cylinder sey? – (Man vergl. hier das von mir in diesem Journale Bd. XXVIII. S. 113. Gesagte.)
Der Condensator braucht seinem kubischen Inhalte nach nur um ein Drittheil
groͤßer zu seyn, als das Volumen derjenigen Menge Wassers, die bei jedem Hube
der Maschine in denselben spritzt. Hiernach wird seine Laͤnge und sein
Durchmesser bestimmt. Dem Ventile desselben gibt man ebenfalls nur einen der aus
demselben zu foͤrdernden Menge Wassers entsprechenden Durchmesser. Je
groͤßer selbiges ist, je schneller findet natuͤrlich das Durchblasen
der Daͤmpfe Statt, und desto geschwinder geschieht die Bildung des Vacuums.
Dieserhalb ist bei doppelt wirkenden Maschinen sein Durchmesser lieber etwas zu
groß, als zu klein zu nehmen.
Bei einfach wirkenden Maschinen moͤchte es zuweilen zweckdienlich seyn, die
Einspritzung genau dann zu hemmen, wenn alle Daͤmpfe verdichtet sind, damit
nicht uͤberfluͤssiges Wasser in den Condensator dringe, und das
Durchblasen der Daͤmpfe durch selbigen erschwere und verzoͤgere. In
diesem Falle versieht man die Einspritzungsroͤhre mit einem Hahne oder Ventile, die in den
bestimmten Momenten von der Maschine abgeschlossen werden. Bei doppelt wirkenden
Maschinen duͤrfte diese Vorsicht wohl eben nicht noͤthig seyn, da die
Huͤbe zu schnell auf einander folgen.
Hr. Perkins laͤßt sein Condensirwasser durch eine
eigene Pumpe einspritzen. Dieß ist nicht noͤthig, wenn man dem Wasser in der
Injectionsroͤhre nur einen geringen Druck geben kann, damit es nach dem
jedesmaligen Durchstroͤmen der Daͤmpfe Anfangs durch diesen
hineingefoͤrdert werde. Spaͤter, bei beginnendem Vacuum gibt die
Atmosphaͤre dem Wasser Antrieb zum Einstroͤmen genug. Bei meiner
Maschine betraͤgt die Hoͤhe der Wassersaͤule in dem
aufsteigenden Schenkel des Injectionsrohres ungefaͤhr einen Fuß, und diese
reicht hin, um dem in dem Rohre befindlichen Wasser den gehoͤrigen Druck zu
geben.
Der Kessel meiner Dampfmaschine ist in seiner Form in mancher Hinsicht neu zu nennen,
wenigstens war er es zu jener Zeit, als er gebaut wurde. Er ist im eigentlichen
Sinne des Wortes ein Roͤhrenkessel, und hatte schon bereits die herrlichsten
Resultate geliefert, als die neuen Versuche mit Roͤhrenkesseln im
polytechnischen Institute in Wien und von Hrn. Herschel
in Kassel (s. Gilberts Annalen der Physik Jahrg. 1819, 4.
Stuͤck, S. 405.) angekuͤndigt und in den englischen Blaͤttern
und Zeitungen ein Geschrei nach dem anderen uͤber neue Erfindungen in diesem
Felde erhoben wurden. Und dennoch war er nicht der erste Roͤhrenkessel, den
ich baute und versuchte, ihm gingen voran und folgten eine Menge andere, die ich
groͤßten Theils noch in natura, wenigstens doch
in Abbildung und Beschreibung aufbewahre, und unter denen mancher der neueren
englischen Roͤhrenkessel sich wiederfindet. Sogar Hrn. Perkins jetziger Generator mit dessen Recipienten sieht man darunter,
jedoch ohne die unnuͤtze und ganz ihren Zweck verfehlende Druckklappe. Auch
wird man an meinem Generator statt der dicken gußeisernen, kupferne Roͤhren
bemerken, die auf jeden Fall ihrem Zwecke besser entsprechen.
Das einzige, was ich gegen den vorstehenden Roͤhrenkessel einzuwenden habe,
ist, daß er nicht einfach genug gebaut ist. Statt der vielen
Communicationsroͤhren zwischen den Wasser- und Dampfraͤumen
seiner Siedroͤhren wuͤrde ich jetzt einfachere Mittel ergriffen haben,
beide Theile in eine zweckmaͤßige Verbindung zu bringen, die seine Kosten um
ein Bedeutendes vermindert, und es moͤglich gemacht haͤtten, seine
einzelnen Roͤhren nach Belieben von einander zu trennen und wieder zu
vereinigen.
Uebrigens entspricht derselbe dennoch genuͤgend seinem Zwecke. Er wurde ohne
Gefahr mit einem Dampfdrucke von zwei hundert und funfzig Pfund auf den
Quadratzoll gepruͤft, und hat doch nur einen regelmaͤßigen Druck von
kaum funfzig Pfund auf den Quadratzoll ausgehalten. Er faßt bis zur
regelmaͤßigen Fuͤllung nur vier Eimer Wasser, und dieser geringen
Quantitaͤt Wasser in ihm ist es zuzuschreiben, daß er, vom Anheitzen
angerechnet, nicht laͤnger als eine Viertelstunde gebraucht, um in
Thaͤtigkeit gesetzt zu werden, und Daͤmpfe, stark genug, um die
Maschine zu treiben, zu entwickeln. Beim regelmaͤßigen Wasserstande in
demselben sind seine Roͤhren etwas uͤber die Haͤlfte
gefuͤllt. Das ihn deckende Mauerwerk des Ofens reicht bis zur Haͤlfte
der Roͤhren hinab, so daß das Feuer selbige nie oberhalb der Wasserlinie
unmittelbar beruͤhrt, folglich keine schnelle Zerstoͤrung an demselben
anrichten kann. Die gesammte Feuerberuͤhrungsflaͤche des Kessels
betraͤgt ungefaͤhr zwoͤlf Quadratfuß.
Obgleich man in neueren Zeiten den Roͤhrenkesseln so viel Aufmerksamkeit zu
schenken beginnt, so muß man doch gestehen, daß sehr wenige Erfinder in dieser
Hinsicht gluͤcklich gewesen sind. Die meisten der bisher erfundenen
Roͤhrenkessel unterliegen dem Vorwurfe, daß das Wasser zu heftig in ihnen
wallt, und leicht in den Cylinder uͤberkocht. Wollte man, um diesen
Uebelstand zu heben, die Roͤhren derselben mit groͤßeren
BehaͤlternKann man nicht umhin, solche Behaͤlter anzuwenden, so muß man sie von
moͤglichst geringem Durchmesser nehmen, und dafuͤr sorgen, daß
sie der unmittelbaren Einwirkung des Feuers ganz entzogen werden. In
letzterem Falle werden sie immer in einem erprobt sicheren Zustande erhalten
werden koͤnnen, indem keine Potenzen auf sie einwirken, die einen
beachtenswerthen nachtheiligen Einfluß auf das Material derselben haben. in Verbindung bringen, so wuͤrde man einen großen Vortheil der
Roͤhrenkessel, naͤmlich den ihres kleinen Durchmessers wieder
aufheben, und dadurch die Gefahr wieder hervorrufen, der man durch Anwendung der
Roͤhrenkessel mehr aus dem Wege gehen will, und die man bei Roͤhren
von kleinerem Durchmesser wirklich auch in dem Maße hebt, daß selbst ein Zerspringen
derselben mit keinem Nachtheile fuͤr die umstehenden Menschen und nahen
Gegenstaͤnde verbunden ist.
Dem Ueberwallen sind aber am meisten diejenigen Roͤhrenkessel ausgesetzt,
deren Roͤhren ganz mit Wasser gefuͤllt sind, worin also die
entwickelten Daͤmpfe, um entweichen zu koͤnnen, einen Theil des
Wassers verdraͤngen und vor sich her treiben muͤssen. Senkrecht
stehende Roͤhren sind in dieser Hinsicht noch gefaͤhrlicher, als
horizontal liegende. Das aus den Roͤhren verdraͤngte Wasser
uͤberfuͤllt dann die ihnen gewoͤhnlich beigegebenen
Sammlungsbehaͤlter fuͤr die Daͤmpfe, und letztere
fuͤhren aus diesen das uͤberfluͤssige Wasser in den oder die
arbeitenden Cylinder. Entfernt man den Ueberfluß an Wasser aus diesen
Sammlungsbehaͤltern, so entsteht oft die Unannehmlichkeit, daß bei verminderter Hitze im
Ofen (z.B. wenn einmal nicht zur rechten Zeit nachgeschuͤrt wird) und dadurch
verminderter Dampfentwickelung den oberen Roͤhrenlagen das Wasser fehlt, und
selbige zu ihrem groͤßten Schaden trocken kochen. Dieser Fall tritt
vorzuͤglich dann ein, wenn die Maschine nach vollbrachten Tagewerken in Ruhe
gesetzt, das Feuer ausgeloͤscht und dieses am anderen Morgen wieder erneuert
wird, selbst auch nach momentanem Stillstande der Feuerung und heftiger Erneuerung
derselben, wie z.B. zur Mittagszeit.
Alle solche Unannehmlichkeiten vermeiden diejenigen Roͤhrenkessel, deren
Roͤhren nur halb mit Wasser gefuͤllt sind. An denselben hat jedes Rohr
fuͤr sich einen Dampfraum, man bedarf groͤßerer
Sammlungsbehaͤlter gar nicht, und deßhalb gewinnt der Kessel sehr an
Einfachheit. Zu diesen Kesseln kann man selbst Roͤhren von sehr kleinem
Durchmesser bis zu zwei Zoll herunter nehmen, und braucht diese nur so unter
einander zu verbinden, daß das eine Rohr seinen Ueberfluß an Wasser mit seinen
Daͤmpfen zugleich dem naͤchsten zufuͤhrt. Man speist dann nur
das erste Rohr. Von diesem fuͤhrt das Verbindungsrohr zum naͤchsten,
und zwar in der Hoͤhe der Wasserlinie. Wird diese von dem Wasser
uͤberschritten, so geht mit dem Dampfe desselben so viel zum
naͤchsten, und von hier zu dem folgenden und so weiter uͤber, bis sich
der Ueberfluß erschoͤpft. Man braucht nur den Wasserstand am letzten Rohre zu
beobachten und ist gewiß, daß bei seiner Regelmaͤßigkeit alle uͤbrigen
Roͤhren den gehoͤrigen Vorrath von Wasser haben. Was sich von selbst
versteht, ist, daß solche halbgefuͤllte Roͤhren an ihrer oberen
Haͤlfte gegen die Einwirkung der Flamme gesichert seyn muͤssen.
Ein bedeutender Vorwurf, der Kesseln mit solchen Roͤhren gemacht werden kann,
ist indessen der, daß sie keine Bewegung vertragen, also nicht gut auf Schiffen
anzuwenden sind, indem das Wasser in ihnen zu sehr schwanken wuͤrde.
Ganz gefuͤllte Roͤhren verdienen da weniger oben geruͤgten
Vorwurf, wo sehr hochdruͤckende Daͤmpfe im Kessel entwickelt werden
sollen. Das Volumen dieser Daͤmpfe vermindert sich mit dem steigenden Drucke
und daher auch dasjenige der in jedem Rohre enthaltenen. Je weniger Daͤmpfe
aber, d.h. dem Volumen nach, in einzelnen Roͤhren circuliren, desto weniger
Wasser treiben sie vor sich her, desto geringer ist also das Wallen im ganzen
Kessel. Roͤhren, die ganz gefuͤllt sind, entwickeln mehr
Daͤmpfe, als halbgefuͤllte, weil bei ersteren der ganze Umfang vom
Feuer bestrichen werden darf, folglich als verdampfende Oberflaͤche
erscheint. Solche Kessel erfordern im Verhaͤltniß auch weniger Metall, da man
bei ihnen nicht viel uͤber halb so viel Roͤhren als bei denen mit halber
Fuͤllung gebraucht. Sie ersparen aus dem Grunde auch Raum. Mit dem geringeren
Raume vermindert sich aber die mit demselben gleichzeitig zu heitzende innere
Oberflaͤche des Heitzraumes im Ofen, desto weniger Hitze geht also an dieser
verloren. Sehr nothwendig ist es aber, die Laͤnge ihrer Roͤhren in ein
zweckmaͤßiges Verhaͤltniß zu ihrem Durchmesser zu setzen, damit an den
aͤußersten Enden derselben, da wo der entwickelten Daͤmpfe immer mehr
hinzukommen, um hier endlich zu entweichen, durch diese Daͤmpfe das Wasser
nicht in dem Maße verdraͤngt werden koͤnne, daß ein Trockenkochen
daselbst eintrete.
Hr. Gurney, der in neuerer Zeit unstreitig noch den
gelungensten Roͤhrenkessel aufstellt, hat leider auf diese Regel, wie ich
fruͤher schon (pol. Journ. Bd. XXIX. S.
8.) bemerkt, nicht Gewicht genug gelegt, weßhalb der von mir daselbst ihm
prophezeite Nachtheil dieser Vernachlaͤssigung, nach den neuesten
Nachrichten, denn nun auch wirklich eingetreten ist. Seine Kessel gehen
naͤmlich, nach dem Repertory of
Patent-Inventions, November, S. 278., durch das Trockenkochen der
Roͤhren bald zu Grunde. Wenn das Repertory als
Mittel gegen diesen Uebelstand den Perkinsschen hohen
Druck empfiehlt, um das Wasser mit den Roͤhren in Beruͤhrung zu
erhalten, so hat es nur in so fern Recht, als hoher Druck in einem Kessel, wie eben
von mir gezeigt worden, das Trockenkochen durch bedeutende Verminderung des Volums
der entwickelten Daͤmpfe verhuͤtet, verfaͤllt aber in den
Fehler einer kurzsichtigen Nachbeterei, wenn es Hrn. Perkins unhaltbarer Hypothese als Erklaͤrungsgrund einer solchen
Erscheinung huldigt. Wie wenig Gehalt diese Hypothese habe, ist von mir im polytechn. Journ. Bd.
XXVIII. S. 355. (in der Note) genuͤgend gezeigt worden.
Unfehlbar hat man bei dem Bestreben zweckmaͤßige Roͤhrenkessel zu
erfinden und anzuwenden, den richtigsten Gesichtspunkt aufgefaßt, die bisher mit
Anwendung der Dampfmaschinen verbundene Gefahr ganz zu heben. Die Tendenz durch
Sicherheitsmaßregeln die Kessel vor zu hohem Drucke zu schuͤtzen, ist
voͤllig unnuͤtz, wenn die Structur des Kessels selbst nicht
beruͤcksichtigt wird, da alle diese Sicherheitsmaßregeln selbst mannigfachen
Unordnungen unterworfen sind, und bei Vernachlaͤssigung der gehoͤrigen
Aufmerksamkeit leicht unbrauchbar werden, ja selbst durch Bosheit in dem Maße
verdorben werden koͤnnen, daß sie ihren Dienst versagen. Nur diejenigen
Kessel koͤnnen wirklich gefahrlos genannt werden, die selbst bei einem
etwanigen Zerspringen keinen Schaden anrichten. Dahin koͤnnen die Kessel aber
nur dadurch gebracht werden, daß man ihnen eine zweckmaͤßige
Roͤhrenform gibt, die nicht allein dem Drucke der Daͤmpfe am
kraͤftigsten widersteht, sondern die Kessel auch in viele kleinere Theile zersplittert, den zur
Zeit nur immer einer zerstoͤrt werden wird.
Das Zerspringen eines Rohres von geringem Durchmesser wird aber, vorzuͤglich
wenn es von geschlagenem Eisen oder, noch besser, von Kupfer ist, keine Explosion
verursachen, ja nicht einmal einen Stein innerhalb des Ofens aus seiner Lage
bringen, da es mehr in einem langsamen Aufreißen seiner Waͤnde bestehen wird,
wobei die eingeschlossenen Fluͤssigkeiten, Dampf und Wasser nur
allmaͤhlich, und in einer so geringen Quantitaͤt entweichen, daß an
kein Bruͤhen der umstehenden Menschen zu denken ist. Und ist wirklich einmal
ein solches Rohr gesprungen, so schadet dieß dem uͤbrigen Kessel nicht. Wie
bald und mit welchen wenigen Kosten ist selbiges mit einem neuen vertauscht,
waͤhrend ein voluminoͤser Kessel von gewoͤhnlicher Form durch
die Explosion voͤllig unbrauchbar wird? –