Titel: | Auszug aus einem Berichte der HH. Albert Schlumberger und Emil Koechlin über eine aus Auftrag der Société industrielle von Mülhausen unternommene Reise, um das neue System von Dampfkesseln der Herren Séguin und Comp. zu Saint-Etienne zu untersuchen. |
Fundstelle: | Band 46, Jahrgang 1832, Nr. I., S. 1 |
Download: | XML |
I.
Auszug aus einem Berichte der HH. Albert Schlumberger und
Emil Koechlin
uͤber eine aus Auftrag der Société industrielle von
Muͤlhausen unternommene Reise, um das neue System von Dampfkesseln
der Herren Séguin und Comp. zu Saint-Etienne zu
untersuchen.
Aus dem Bulletin de la Société industrielle de
Mulhausen, N. 22 von 1832, uͤbersezt.
Mit Abbildungen auf Tab.
I.
Bericht uͤber Séguin's Dampfkessel.
Die neuen Dampfkessel der HH. Séguin und Comp.,
welche wir zu untersuchen hatten, erzeugen Dampf fuͤr fortschaffende
Maschinen von mittlerem Druke (drei Atmosphaͤren), deren man sich zum
Transport der Steinkohlen auf der Eisenbahn von Rive de Giers bedient.
Aus der Bestimmung dieser Kessel selbst geht hervor, daß man bei ihrem Baue sich
besondern Bedingungen unterwerfen mußte, an welche man bei feststehenden Maschinen
nicht gebunden ist. Man mußte naͤmlich:
1) dieselben so klein und leicht als moͤglich machen, um keine unnuͤzen
Lasten bewegen zu duͤrfen;
2) die Schornsteine ganz unterdruͤken oder solche nur sehr niedrig machen, um
die Kosten der langen Stollen, durch welche die Eisenbahn geht, nicht zu sehr zu
erhoͤhen.
Da der zum Betriebe der Maschine noͤthige Aufwand von Dampf
unveraͤnderlich blieb, so mußte man bei der Verminderung der Dimensionen des
Kessels der Einwirkung der Hize eine Beruͤhrungsflaͤche geben, welche
zur Erzeugung jener Dampfmenge hinreicht, und zugleich ein Mittel anzuwenden suchen,
wodurch ein starker Luftzug, auch ohne Schornstein erhalten wuͤrde. In der
mehr oder minder vollstaͤndigen Loͤsung dieser beiden Aufgaben,
naͤmlich: mit einem kleinen Kessel und wenig Wasser der Wirkung des Feuers
eine große Flaͤche darzubieten, und einen sehr starken Luftzug ohne
Schornstein zu bewirken, scheint uns das Wesentliche des neuen Systems zu
bestehen.
Die Mittel, deren man sich hiezu bedient hat, sind folgende (dargestellt auf der I. Tafel).
Der Feuerherd oder Rost, welcher 1m,30 (4 Fuß) lang
und 0m,75 (2 Fuß 4 Zoll) breit ist, befindet sich
zwischen zweien Doppelboden von Eisenblech (hohlen Kasten), welche mit Wasser
angefuͤllt sind, und mit dem Innern des Kessels in Verbindung stehen.
Unter dem Feuerherde befindet sich ein hohler Kasten von Gußeisen, der, ebenfalls mir
Wasser gefuͤllt, mit dem Innern des Kessels communicirt, welcher leztere
selbst auf diesem Kasten befestigt ist.
Der Rost besteht aus zwei Reihen von Stangen, jede mit 17 Stangen, deren eine vor der
andern angebracht ist.
Der Kessel ist cylindrisch, von Eisenblech; durch seinen untern Theil,
ungefaͤhr bis zu seiner Achse, gehen, der Laͤnge nach, 43 kleine
Roͤhren, durch welche die erhizte Luft stroͤmen muß, ehe solche nach
Außen entweicht.
Das Ganze, mit dem Wasser, wiegt 3000 Kilogrammen. Die Spannung des Dampfes
betraͤgt 3 Atmosphaͤren uͤber den gewoͤhnlichen Druk der
Luft.
Endlich treiben zwei Ventilatoren die Luft unter den von Vorne ganz geschlossenen
Feuerherd mit einem hinreichenden Druk, um einen lebhaften Zug und eine intensive
und vollstaͤndige Verbrennung zu bewirken.
Um diese Anordnung des Feuerherdes, der Roͤhren, der Ventilatoren u.s.w.
deutlicher zu machen, haben wir eine Dampfmaschine mit ihrem Kessel und mit allem,
was dazu gehoͤrt, dargestellt.
Zwei Wagen, durch eine kurze eiserne Gelenkstange mit einander verbunden, tragen die
Maschine, den Kessel und alle andern dazu gehoͤrigen Theile. Auf einem dieser
Wagen, dessen hoͤlzernes Gestelle auf Flaͤchen Federn ruht, ist der
Kessel mit dem Feuerherde und den hohlen Waͤnden befestigt, und zu beiden
Seiten sind die Dampfcylinder, die Speisepumpen und alles, was zur Maschine
gehoͤrt, angebracht.
Auf dem andern Wagen befinden sich die beiden Ventilatoren, welche durch
Roͤhren mit dem untern Theile des Feuerherdes communiciren, der
Wasserbehaͤlter, der Vorrathkasten fuͤr die Steinkohlen und der
Maschinenwaͤrter.
Der ganze Apparat wiegt 6000 Kilogrammen und kostet 10,000 Franken.
Die dem Feuer ausgesezten Flaͤchen sind:
vom cylindrischen Theile des Kessels
2,56
Quadratmeter,
von zwei halben Endplatten
0,55
–
von 43 Zugroͤhren im Kessel
15,78
–
von zwei hohlen Kasten zu beiden Seiten des
Feuerherdes
0,35
–
vom Wasserbehaͤlter unter dem Kessel,
auswelchem die Speisepumpe ihr Wasser zieht
1,95
Quadratmeter,
–––––––
Summe
23,47
–
oder 23 1/2 Quadratmeter.
Beschreibung der Abbildungen.
Fig. 1. Aufriß
und Seitenansicht des Dampfwagens.
Fig. 2. Aufriß
und Seitenansicht des Wagens, welcher die Ventilatoren, den Wasserbehaͤlter,
den Kohlenvorrath und den Heizer traͤgt.
Fig. 3. Aufriß
und Seitenansicht eines Kohlenwagens mit der Premsung zum Anhalten des Zuges beim
Abwaͤrtsfahren; in der halben Groͤße der vorigen Figuren
gezeichnet.
Fig. 4.
Ansicht des Dampfwagens von Vorne.
Fig. 5.
Vertikaler Durchschnitt des Kessels nach seiner Breite.
Fig. 6.
Vertikaler Durchschnitt desselben nach seiner Laͤnge.
Dieselben Theile sind in den verschiedenen Figuren durch dieselben Buchstaben
bezeichnet.
A, der Dampfkessel. Fig. 1, Fig. 5, 6.
B, der Feuerherd. Fig. 5 und 6.
C, Aschenfall; ebendaselbst.
D, der Schornstein. Fig. 1; Fig. 4 und 6.
E, hohler Kasten von Gußeisen an der Ruͤkseite
des Feuerherdes, welcher mit dem Innern des Dampfkessels in Verbindung steht. Fig. 6.
FF, zwei andere hohle Kasten von Gußeisen an
beiden Seiten des Feuerherdes. Fig. 5.
G, der Rost. Fig. 6.
H, halbcylindrischer hohler Kasten, welcher von einer
Seite mittelst lederner Schlaͤuche mit dem Behaͤlter von kaltem
Wasser, und von der andern Seite mit der Speisungspumpe in Verbindung steht. Fig. 5 und 6.
I, I, I, drei und vierzig kleine Roͤhren von
Kupfer, durch welche der Rauch und die heiße Luft ziehen muͤssen, um zu dem
Schornstein zu gelangen; ebendaselbst.
KK, die Dampfcylinder der Maschine. Fig. 1 und
LL die Kolbenstangen. Fig. 1.
L''L'' die Speisepumpen; ebendaselbst.
MM, doppelte Wagebalken von geschmiedetem Eisen,
welche durch die Kurbelstangen mit den Raͤdern verbunden sind.Diese Balken, im Original faͤlschlich Balanciers genannt, sind, da sie keine Achsen oder
Schwingungspunkte haben, sondern ihrer ganzen Laͤnge nach in
bestaͤndig horizontaler Stellung sich heben und sinken, keine
Wagbalken, oder doppelarmige Hebel, sondern bloße Verbindungsbalken,
dergleichen man in England Grossheads nennt.A. d. Ueb.
Fig. 1 und
Fig.
4.
NN, die Kurbelstangen; ebendaselbst.
OO, Wagenraͤder, an welchen außer ihren
Mittelpunkten die Kurbelzapfen angebracht sind, auf welche die Stangen NN, einwirken; ebendaselbst.
PP u.s.w. Leitungsstangen von geschmiedetem Eisen,
welche das Parallelogramm (zur Erhaltung der senkrechten Bewegung der Kolbenstangen)
bilden; ebendaselbst.
QQ, Saͤulen von Gußeisen, welche die
Zapfenlager der Leitungshebel tragen, und durch Querstangen mit einander verbunden
sind; ebendaselbst.
R, Leitung der Ventilschieber; ebendaselbst.
S, Ring oder Huͤlse am Balken M, welche bei jedem Kolbenzuge die Stange T (Steuerungsstange) hebt und niederdruͤkt;
ebendaselbst.
UU, Hebel, mittelst deren man die Bewegung der
Schubventile mit der Hand leitet, um die Maschine vor- oder
ruͤkwaͤrts gehen zu machen; ebendaselbst.
V, doppelter Hahn, durch welchen der Dampf in beide
Cylinder dringt, und welcher mittelst der Stange W
regulirt werden kann; ebendaselbst.
X, Sicherheitsventil. Fig. 1.
YY, zwei starke Stuͤke von Eichenholz, auf
welchen die Maschine befestigt ist, welche mit Buͤchsen von Gußeisen versehen
sind, worin sich Federn befinden, und in welchen die Achsen der Wagenraͤder
sich drehen; Fig.
1 und Fig.
4.
Z, Platte von Gußeisen, welche den Feuerherd von Vorne
schließt, und in welcher (nebst den Thuͤren zum Heizen und zum Aschenfall)
zwei Oeffnungen a angebracht sind, durch welche der Wind
von den Ventilatoren in den Aschenfall geleitet wird; ebendaselbst.
bb, die Gehaͤuse der Ventilatoren, deren
Endrohre c mittelst elastischer ledernen
Schlaͤuche mit den Oeffnungen a verbunden sind.
Fig.
2.
dd, Radventilatoren mit vier Fluͤgeln; ebendaselbst.
e, Scheiben, welche an den Achsen der Ventilatoren
befestigt sind; ebendaselbst.
f, groͤßere Scheiben an den Wagenraͤdern,
welche den vorigen ihre Bewegung mittelst Laufbaͤndern mittheilen; ebend.
g, Wasserbehaͤlter; ebend.
h, Behaͤlter fuͤr die Steinkohlen; ebend.
k, bewegliches Gelenke, durch welches der Wagen der
Ventilatoren mit dem Dampfwagen verbunden ist. Fig. 1 und Fig. 4.
ll, Ketten, mittelst deren die Wagen unter sich an
einander, und an den Wagen der Ventilatoren und an den Dampfwagen angehaͤngt
sind. Fig. 2
und 3.
n, Klappe zum Reguliren und Verschließen der Ventilatoren. Fig. 2.
Um uns nicht mit Gegenstaͤnden aufzuhalten, welche von geringem Interesse
sind, wollen wir die Art, wie wir unsere Versuche angestellt haben, im Detail nicht
beschreiben, sondern nur die Resultate derselben angeben. Wir bemerken nur, daß das
zur Speisung der Kessel bestimmte Wasser in einem prismatischen Gefaͤße von
Eisenblech sich befand, in welchem die daraus abgeflossene Menge sehr genau gemessen
werden konnte, daß die Dampfkessel mit glaͤsernen Roͤhren versehen
waren, um die Hoͤhe des Wasserstandes in denselben anzuzeigen, und daß es uns
daher leicht war, die Menge des verdampften Wassers zu bestimmen.
1ster Versuch.
Die Maschine zog leere Waͤgen aufwaͤrts; die beiden Ventilatoren
arbeiteten; man verbrannte in einer Stunde 100 Kilom. Steinkohlen; das aus dem
Behaͤlter verbrauchte Wasser betrug an Gewicht 785 Kilom.
Ein Quadratmeter der dem Feuer ausgesezten Flaͤche hat demnach in einer Stunde
785/23½ = 33,4 Kilogrammen, und 1 Kilogr. Steinkohlen 7,8 Kilogr. Wasser
verdampft.
2ter Versuch.
Die Maschine zog leere Wagen aufwaͤrts.„La machine
montait
des charriots vides,“ sagt das
Original. Darunter kann doch wohl nur ein Aufwaͤrtsfahren uͤber eine schiefe Flaͤche
verstanden seyn? denn um leere Wagen auf einer ganz horizontalen Bahn
fortzuziehen, bedurfte es keines so bedeutenden Kraftaufwandes.
Unbegreiflich ist es indessen, daß man bei diesen Versuchen weder auf die
Anzahl und das Gewicht der gezogenen Wagen, noch auf den Neigungswinkel der
schiefen Flaͤche oder das Ansteigen der Bahn die geringste
Ruͤksicht genommen zu haben scheint; und es ist daher auffallend, daß
dieser Bericht uͤber die Hauptsache, worauf es eigentlich
ankoͤmmt, wenn der Werth einer mechanischen Vorrichtung beurtheilt
werden soll: die nuzbare Wirkung, oder das
Verhaͤltniß der bewegten Last zur aufgewandten Kraft, durchaus kein
Resultat liefert.A. d. Ueb. Da gleich Anfangs an einem der Ventilatoren ein Stuͤk in Unordnung
gerathen war, so war man genoͤthigt, nur Einen arbeiten zu lassen. In zwei
Stunden wurden 244 Kilogr.
Steinkohlen verbrannt, und 1575 Kilogr. Wasser verdampft.
Die von einem Quadratmeter in einer Stunde verdampfte Wassermenge betrug daher
787,5/23,47 = 33,5 Kilogr. und mit 1 Kilogr. Steinkohlen wurden 6,4 Kilogr. Dampf
erzeugt.
Waͤhrend des ersten Versuches ging durch eine Rize in den hohlen Kasten von
Gußeisen am Hintergrunde des Feuerherdes ein wenig Wasser verloren, so daß man
annehmen kann, daß das Resultat von 7,8 Kilom. Dampf auf 1 Kilom. Steinkohle nicht
ganz erreicht worden sey.
Bei dem zweiten Versuche mußte, wie gesagt, ein Ventilator stille stehen, und es
konnte nur Einer derselben arbeiten, wodurch die Lebhaftigkeit des Feuers vermindert
ward, und was wahrscheinlich dazu beigetragen hat, daß nur 6,4 Kilogr. Dampf durch 1
Kilogr. Steinkohlen erzeugt worden sind.
Wenn kein Wasserverlust Statt findet, beide Ventilatoren arbeiten, und
uͤbrigens an der Maschine nichts fehlt, reichen 160 bis 170 Kilogr.
Steinkohlen von Grande-Croix hin, um die ganze im Behaͤlter enthaltene
Wassermenge von 1150 bis 1175 Kilogr. zu verdampfen; was etwas uͤber 7
Kilogr. Dampf auf 1 Kilogr. Steinkohle betraͤgt. Dieses Resultat kann als
hinlaͤnglich genau angenommen werden, da es sich auch nach der Menge des zum
Betriebe der Maschine bei ihrem gewoͤhnlichen Gange erforderlichen Dampfes
bestaͤttigt. Die Kurbeln machen alsdann ungefaͤhr 60 Umdrehungen in
jeder Minute; der Druk des Dampfes betraͤgt 3 Atmosphaͤren
uͤber den aͤußern Luftdruk; man verbrennt etwas uͤber 100
Kilogr. Steinkohlen in einer Stunde, und in derselben Zeit stroͤmen 747
Kilogr. Dampf durch die arbeitenden Cylinder.Die Herren Berichterstatter entziffern diese Zahl aus einer ziemlich
verworrenen und unfoͤrmlichen Formel nach den angegebenen Dimensionen
der Cylinder, der Laͤnge der Kolbenzuͤge, der in jeder Minute
vollendeten Umdrehungen der Kurbeln, und der Dichte oder specifischen
Schwere des wirkenden Wasserdampfes, wie folgt:Textabbildung Bd. 46, S. 6Dabei werdendurcha,die Durchmesser der Cylinder = 0,23 Mtr.durchb,das Verhaͤltniß des Umkreises zum
Durchmesser, 3,14 : 1;durchc,die Laͤnge der Kolbenzuͤge =
0,60;durchd,die Dichte des Dampfes in der
Atmosphaͤre = 4,00;durche,die Anzahl von Kolbenhuͤben auf eine
Kurbelumdrehung = 4,00;durchf,die Anzahl von Kurbelumdrehungen in einer
Stunde = 3600;durchg,das Volumen von 1 Kilogr. Dampf von 135 Grad
Temperatur und 3 Atmosphaͤren Druk = 1,922 Kubikmeter
ausgedruͤkt.A. d. Ueb.
Das Gewicht des in einer Stunde verdampften Wassers war Waͤhrend unserer
Versuche ein wenig groͤßer; es ist aber auch ein kleiner Ueberschuß
noͤthig, um die Ungleichheiten in der Wirkung der bewegenden Kraft zu
compensiren; und wenn man uͤberdieß auf den unvermeidlichen Dampfverlust
Ruͤksicht nimmt, welcher theils an den Kolbenstangen, theils an verschiedenen
Fugen, und durch das Sicherheitsventil bei den Erschuͤtterungen des Wagens
Statt findet, so sieht man, daß die Theorie, die Erfahrung und unsere Versuche, so
nahe als man hoffen konnte, mit einander uͤbereinstimmen.Aus einer naͤheren Untersuchung ergibt sich, daß diese Erfahrungen und
Versuche mit einer richtigen Theorie keineswegs
so nahe uͤbereinstimmen, als die Herren Berichterstatter glauben. Wir
wollen uns aller weiteren Bemerkungen uͤber den
ungewoͤhnlichen und unregelmaͤßigen Bau ihrer Formel, und
uͤber die nicht leichten errathende Bedeutung der im Nenner derselben
aufgefuͤhrten Zahlen enthalten, und dagegen das Gewicht des auf den
Betrieb der hier beschriebenen Maschine verwendeten Dampfes auf die bei
Berechnungen dieser Art gewoͤhnliche Weise deutlicher zu bestimmen
suchen. Es sey denna, der Querschnitt eines Cylinders, oder die
Kolbenflaͤche, in Quadratmetern;b, die Laͤnge der Kolbenzuͤge in
Metern;N, die Anzahl der Cylinder;n, die Anzahl von Kolbenzuͤgen, welche
bei einer Umdrehung der Kurbeln vollbracht werden;N, die Anzahl von Umdrehungen in einer Stunde;Q, die Menge des in derselben Zeit verbrauchten
Wasserdampfes, in Kubikmetern, so wird, unter der
Voraussezung, daß durch die Fugen und zwischen den Kolben und (Zylindern
und an den Kolbenstangen kein Dampf entweiche, daß durch
Abkuͤhlung und Verdichtung kein Dampfverlust Statt finde, und daß
die Cylinder bei jedem Kolbenzuge, ohne Absperrung, sich ganz mit
demselben Dampfe fuͤllen, Q =
N . n . N . a . b sey.Weil nun bei dieser Maschine zwei doppelt wirkende Cylinder angebracht sind,
deren Kolben zwei Zuͤge auf eine Umdrehung der Kurbeln machen, und in
jeder Minute 60, also in einer Stunde 3600 Umdrehungen vollbracht werden, so
haben wir N = 2; n =
2; und N = 3600; folglichQ = 2 . 2 . 3600 . a
. b = 14400 . a .
b.
Heißt der Durchmesser eines Cylinders d, so ist,
bekanntlich, a = 0,785 d²; daherQ = 0,785 × 14400 . d² . b =
11304 . d² . b.Nun ist d = 0,23 Mtr., also d² = 0,0529 Quadratmeter, und b = 0,60 Mtr., also d² . b = 0,03174 Kubikmeter,
undQ = 11304 × 0,03174 = 358,7889
Kubikmeter.Wenn nun 1 Kilogr. Dampf von der angegebenen Dichte und Temperatur einen Raum
von 1,923 Kubikmeter einnimmt, so ergibt sich das Gewicht von 358,7889 oder 359
Kubikmeter dieses Dampfes = 359/1,922 = 129,55, oder 130 Kilogr., das ist:
weniger als 1/5 des von den Berichterstattern entzifferten Gewichtes. Nach
der Angabe dieser Herren betrug aber das Gewicht des in einer Stunde
wirklich verbrauchten oder verdampften Wassers noch etwas mehr als 747
Kilogr., also wenigstens 760 Kilogr.; und es erhellt demnach, daß von dem ganzen Aufwande des verdampften Wassers,
also auch der verbrannten Steinkohlen, nur ein wenig mehr als der
sechste Theil nuzbar verwendet, und beinahe 5/6 Theile unnuͤz
verloren worden sind! –Wird aber, wie zu vermuthen ist, der Dampf in den Cylindern dieser Maschine,
nach dem Princip der Expansion, vor der Vollendung der Kolbenzuͤge
abgesperrt, so erscheint die Verschwendung von Wasser und Brennmaterial im
Verhaͤltnisse zur erhaltenen nuzbaren Wirkung noch um Vieles
groͤßer, und die Maschine gehoͤrt in dieser Hinsicht zu den
allerschlechtesten ihrer Art. – Mit dem vielen Brennmaterial, welches
auf einem so großen Roste, von 9 Quadratfuß (Pariser Maß) verzehrt werden
muß, auf welchem das Feuer noch uͤberdieß durch ein
kuͤnstliches Geblaͤse angefacht wird, waͤre eine drei
Mal staͤrkere Wirkung noch nichts Außerordentliches.A. d. Ueb.
Nachdem durch einen Zufall in einer der Galerien oder Stollen, wo zwei sich
begegnende Wagenzuͤge an einander fließen, an den beiden Dampfkesseln, an
welchen allein wir unsere Versuche hatten fortsezen koͤnnen, Reparationen
noͤthig geworden, und da wir von der Genauigkeit des Resultates
uͤberzeugt waren, daß unter den gewoͤhnlichen Umstaͤnden, 1
Kilogr. Steinkohle 7 Kilogr. Dampf erzeuge, so hielten wir dafuͤr, daß es
unnuͤz seyn wuͤrde, diese Reparationen abzuwarten, um neue Versuche
anzustellen, und wir begnuͤgten uns daher mit den hier
angefuͤhrten.
Wenn man bedenkt, daß bei den fortschaffenden Maschinen ein großer Theil der
Kesselflaͤchen der atmosphaͤrischen Luft ausgesezt ist, deren
einwirkende Schichten Waͤhrend des Fahrens sich bestaͤndig erneuern,
und daß dieser Umstand sehr Vieles zur Abkuͤhlung beitragt; daß die
aͤußere Luft mit einigen Theilen unsers Dampfkessels in Beruͤhrung
steht, welche bis zum Rothgluͤhen erhizt sind, und durch welche daher sehr
viele Waͤrme verloren geht, so muß man daruͤber erstaunen, daß dennoch
Resultate erhalten werden, welche alle bisher bekannten uͤbertreffen.Da es bei Dampfmaschinen nicht bloß darauf ankoͤmmt, mit einem
bestimmten Aufwande von Brennmaterial die groͤßte Menge von Dampf zu
erzeugen, sondern vorzuͤglich auch darauf, daß von diesem Dampfe die
moͤglich groͤßte Quantitaͤt nuͤzlich verwendet werde, so kann ein Kessel, welcher zwar
mit einer gegebenen Masse von Brennmaterial viel Dampf erzeugt, wovon jedoch
der groͤßte Theil ganz unnuͤz verloren geht, nicht als ein
Muster von Vollkommenheit empfohlen werden. Wenn ein Muͤller, dessen
Muͤhle aus einem Teiche betrieben wild, an diesem eine Vorrichtung
anbraͤchte, durch welche die Menge des aus demselben abfließenden
Wassers bedeutend vermehrt wird, wovon jedoch nur der sechste Theil aus die
Raͤder gebracht wuͤrde, Waͤhrend das Uebrige ohne alle
Wirkung darneben floͤsse, so wuͤrde es wohl Niemanden
einfallen, diese Vorrichtung als eine wichtige Verbesserung anzupreisen, und
das erhaltene Resultat außerordentlich zu finden. – Ein Kessel,
welcher mit 1 Kilogr. Steinkohlen nur 4 Kilogr. Dampf erzeugte,
wovon aber nur 1 Kilogr. durch Abkuͤhlung verloren ginge,
wuͤrde den Kesseln der HH. Séguin
und Comp. nicht nur in oͤkonomischer Hinsicht, sondern auch wegen des
geringeren Bedarfes an Speisewasser weit vorzuziehen seyn, da eben in der
bedeutenden Last des mitzuschleppenden Wassers, und in der Nothwendigkeit
des oͤftern und laͤngeren Anhaltens zur Erneuerung dieses
Wasservorrathes eine der groͤßten Unbequemlichkeiten der
gewoͤhnlichen Dampfwagen liegt.A. d. Ueb.
Es ist naͤmlich bekannt, daß man es bis jezt mit Kesseln von Gußeisen nicht
weiter als zu 5 Kilogr. Dampf auf 1 Kilogr. Steinkohlen, mit Kesseln von Eisenblech
oder Kupfer zu 6, selten zu 7 Kilogr. gebracht hat. Ein einziger Kessel hat, so viel
wir wissen, mehr als 7 Kilogr. Dampf mit 1 Kilogr. Steinkohle geliefert. Dieses an
sich schon außerordentliche Resultat ward zu seiner Zeit unserer Gesellschaft
mitgetheilt, durch die Ausschuͤsse der Mechanik und Chemie gepruͤft,
und richtig befunden.
Man schrieb diese Wirkung vorzuͤglich dem guten Zuge des Schornsteines, der
hiedurch bewirkten starken Hize, und den großen mit dem Feuer in Beruͤhrung
stehenden Flaͤchen des Kessels und der Siederoͤhren zu. Wenn nun
beinahe dasselbe Resultat mit den Kesseln der HH. Séguin und Comp. erhalten wird, so glauben wir dieses
hauptsaͤchlich der Anwendung der Ventilatoren zuschreiben zu duͤrfen,
deren Wirksamkeit unsere Erwartung uͤbertroffen hat. Der Bau der Kessel
bietet, mit Ausnahme der kleinen Roͤhren, welche durch denselben gehen,
nichts Besonderes dar, und wird wahrscheinlich noch mehrere Verbesserungen erhalten,
deren Nothwendigkeit durch die Beobachtung ihres taͤglichen Gebrauches
angezeigt zu seyn scheint.
Diese Ventilatoren, deren zwei an jedem Kessel angebracht sind, haben 5 Fuß (1m,624) im Durchmesser, und erhalten ihre Bewegung,
Waͤhrend dem Gange des Wagens, mittelst eines Laufbandes, welches um eine an
einem Rade befestigte Scheibe, und um eine an der Achse der Windfluͤgel
befestigte Walze geht.
Wenn man zu heizen anfaͤngt, wird das Laufband von den Scheiben abgenommen,
und die Ventilatoren werden mittelst einer Kurbel von einem Manne in Gang
gesezt.
Die Fluͤgel, vier an der Zahl, wie die Zeichnung weiset, bestehen aus vier
Armen von geschmiedetem Eisen, an deren Enden duͤnne Platten befestigt sind,
welche 1 Fuß (0m,324) breit, und 14 Zoll (0m,378) hoch sind, und sich gewoͤhnlich 300
Mal in einer Minute umdrehen. Bei diesem Gange bringen sie einen Windstrom hervor,
dessen Geschwindigkeit der Hoͤhe einer Wassersaͤule von 7 bis 8, ja
bis 9 Linien (0m,016 bis 0m,020) zusteht; eine Geschwindigkeit, welche man
nur durch sehr hohe und gute Schornsteine erhaͤlt, wo die in dieselben eintretende
Luft noch eine Temperatur von wenigstens 400 bis 500 Grade des hunderttheiligen
Thermometers hat.
Dieser Luftzug schien uns eine vollkommene Verbrennung zu bewirken. Wir haben immer
bemerkt, daß, wenn man frische Kohlen auf den Rost geworfen hatte, der Rauch gleich,
nachdem die Ventilatoren in Gang gesezt wurden, gaͤnzlich verschwand. Wir
haben verschiedene Versuche angestellt, um die Geschwindigkeit des Windes zu messen;
allein wir hatten nur ein sehr unvollkommenes Heberrohr zu unserer
Verfuͤgung, mit welchem es beinahe unmoͤglich war, den Abstand der
Wasserspiegel in den beiden Schenkeln mit Genauigkeit zu bestimmen. Auch mußte noch
uͤberdieß der Ventilator mit der Hand umgedreht werden, wobei die Bewegung
unregelmaͤßig und mit Stoͤßen verbunden war, welche auf den
Wasserstand in der Roͤhre einwirkten.
Dem sey nun aber, wie ihm wolle, wir geben die Resultate dieser Versuche, so wie wir
sie erhalten haben.
1ster Versuch.
Anzahl der Umdrehungen des Ventilators in einer
Minute
Hoͤhe der Wassersaͤule, oder
Abstand der Wasserspiegel in den
beiden
Schenkeln
des Hebers
Berechnete Hoͤhe nach der
Umlaufs-Geschwindigkeit der
WindfluͤgelDiese
Hoͤhe berechnen die HH. Berichterstatter nach folgender
Formel:Textabbildung Bd. 46, S. 10wobei a die Zahl der Umdrehungen in einer
Minute, b, die Peripherie des
Ventilators,19,62 die einer Secunde
zugehoͤrige Geschwindigkeit, und 800 das
Verhaͤltniß des specifischen Gewichtes des Wassers zu
dem der Luft, ausdruͤkt.Wir muͤssen gestehen, daß uns such diese, ohne alle
Erklaͤrung oder Beweis improvisirte, Formel
unverstaͤndlich ist. Wenn wir (a
× b)/60, was die Geschwindigkeit der Fluͤgel
des Ventilators an ihrem aͤußersten Umfange in einer Secunde
ausdruͤkt, Kuͤrze halber, v nennen, so waͤre nach dieser Formel die gesuchte
Hoͤhe der Wassersaͤule, oder die dem Druke der
verdichteten Luft entsprechende Hoͤhe x = (v² . 19,62)/800.
Soll nun unter der bestaͤndigen Groͤße 19,62 (wie nach
der Bezeichnung: vitesse due à une
Secounde, zu vermuthen ist) die Beschleunigung der Schwere,
oder die Geschwindigkeit, welche ein frei fallender Koͤrper
in der ersten Secunde seines Falles erhaͤlt, verstanden seyn,
so muͤssen wir bemerken, daß diese Groͤße nicht in den
Zaͤhler, sondern in den Nenner des Bruches gehoͤrt,
und daß die Formel in ihrer gegenwaͤrtigen Gestalt ganz
falsch und unbrauchbar ist. Nennt man jene Beschleunigung allgemein,
wie gewoͤhnlich, g, so
waͤre statt (v² . g)/800, x =
v²/(4g . 800) = v²/(g . 3200) zu sezen.A. d. Ueb.
Linien
Millimeter
Millimeter.
80
3/4
1,7
2,9
120
2
4,5
6
120
2
3,9
6
150
3
5,3
9,9
160
9
11
180
5
12,3
14
220
7
13,5
21
280
7
3/4
15,7
33
300
8
16,9
39
2ter Versuch.Unter denselben Bedingungen.
Anzahl der Umdrehungen.
Hoͤhe der
Wassersaͤule.
Berechnete Hoͤhe.
Millimeter.
Millimeter
120
4,4
6
160
9,5
11
170
10
12
210
13,5
19
240
16
25
Andere Versuche.
Die Klappe halb geschlossen; das Heberrohr an der Muͤndung des Windrohres.
160 Umdrehungen, 4 1/2 Linien oder 10 Millim.; 11 Millimeter.
Die Klappe ganz offen; das Heberrohr an einem Brette, welches die Muͤndung des
Windrohres verschloß.
260 Umdrehungen, 9 Linien oder 20 Millim.; 24 Millimeter.
Wenn man in Erwaͤgung zieht, wie viel Waͤrme durch die Schornsteine
entweichen muß, um einen guten Zug zu erhalten, und daß dieselbe Wirkung durch einen
Ventilator oder durch ein anderes Geblaͤsewerk hervorgebracht werden kann,
ohne jene Waͤrme unbenuzt zu verlieren, so muß man wuͤnschen, daß
diese Vorrichtung uͤberall, wenigstens bei solchen Feuerungen angewendet
werden moͤge, wo man eine bewegende Kraft in der Nahe hat, wie dieses bei den
Kesseln der Dampfmaschinen der Fall ist.
Man koͤnnte gegen diese Anwendung von Ventilatoren die Eins Wendung machen,
daß sie zu ihrem Betriebe einen Theil der bewegenden Kraft in Anspruch nehmen;
allein dieser Aufwand ist von sehr geringer Bedeutung im Vergleiche mit der hiedurch
bewirkten Ersparung an Brennmaterial. Man gibt im Allgemeinen zu, daß in einem guten
Feuerherde die Hize ungefaͤhr 2000 Grade des hunderttheiligen Thermometers
betraͤgt, und man weiß, daß die Temperatur in einem Schornsteine, wenn dieser
einen guten Zug haben soll, zwischen 500 und 600 Grade haben muß, so daß
ungefaͤhr der vierte Theil der Hize verloren geht.
Wir waren noch nicht im Stande zu bestimmen, wie viel Kraft zum Betriebe eines
Ventilators erfordert wird, um einen Luftzug mit einer gegebenen Geschwindigkeit
hervorzubringen. Wir glauben jedoch, daß fuͤr eine Maschine von zwanzig
Pferdekraͤften viel weniger als eine halbe Pferdeskraft hinreichen
duͤrfte, um den noͤthigen Luftzug unter dem Dampfkessel zu
bewirken.Dieß scheint zu gering angeschlagen. Bei einem Dampfkessel fuͤr 40
Pferdekraͤfte haben die Herren Braithwaite
und Ericsson, welche auf diese Anwendung von
Ventilatoren schon vor drei Jahren ein Patent erhielten, zum Betriebe ihres
Saugventilators eine Kraft von 2 Pferden noͤthig gefunden. S. Polyt.
Journal Bd. XXXVII. Heft 2. S.
83–86.A. d. Ueb. Wenn demnach durch eine zwekmaͤßige Anwendung eines Ventilators nur
1/5 oder 1/6 des gewoͤhnlich aufzuwendenden Brennmaterials erspart wird, so
ist der Gewinn ohne Zweifel schon sehr bedeutend, besonders in einem Lande wie das
unserige, wo die Steinkohlen und das Holz sehr theuer sind.
Die Anwendung von Ventilatoren gewaͤhrt außerdem noch folgende bedeutende
Vortheile:
1) wird der Zug von dem Zustande der aͤußeren Luft und vom Winde ganz
unabhaͤngig gemacht, welcher unter gewissen Umstaͤnden große
Unbequemlichkeiten verursacht;
2) werden die sehr betraͤchtlichen Kosten hoher Schornsteine erspart;
3) wird dem Heizer das Reguliren des Feuers sehr erleichtert, indem er die Wirkung
des Ventilators mittelst eines Schiebers nach Belieben verstaͤrken oder
schwaͤchen kann, so daß die Erzeugung von Dampf sehr schnell vermehrt oder
vermindert wird, was bei vielen industriellen Anwendungen von der hoͤchsten
Wichtigkeit ist;
4) koͤnnen Steinkohlen von schlechterer Qualitaͤt verwendet werden, mit
welchen man bei der gewoͤhnlichen Anordnung, und ohne einen sehr starken
Luftzug nicht Dampf genug erzeugen koͤnnte.
Diese Vortheile, verbunden mit der Ersparung an Brennmaterial, sind ohne Zweifel so
wichtig, daß dagegen der geringe Kraftaufwand, welchen der Betrieb der Ventilatoren
erfordert, gar nicht in Betrachtung kommen kann.
Wir glauben, daß man durch zwekmaͤßige Verbesserungen an den Dampfkesseln, den
Feuerherden, und den hohlen Seitenwaͤnden es auf diesem Wege dahin bringen
kann, Resultate in der Ausuͤbung zu erhalten, welche den nach der Theorie
berechneten fast gleich kommen; denn es scheint nichts mehr im Wege zu stehen, daß
die Luft, welche zur Verbrennung gedient hat, allen ihren Waͤrmestoff
(wirksam und nuͤzlich) abseze, und daß alsdann das Brennmaterial beinahe mit
derselben Wirkung verzehrt werde, welche man bisher nur in Calorimetern zu erhalten
im Stande war.
Wir hatten weder Zeit, noch Gelegenheit, alle vortheilhaften Resultate
gehoͤrig zu wuͤrdigen, welche eine geeignete Anwendung der
Ventilatoren oder jeder andern Geblaͤsemaschine bei verschiedenen Feuerungen
bewirken kann; und uͤbrigens ist auch die Theorie der Ventilatoren noch nicht
genug bekannt. Wir glauben aber, daß es vom hoͤchsten Interesse waͤre,
sich damit zu beschaͤftigen, und wir laden alle Mitglieder unserer
Gesellschaft, welche hiezu Gelegenheit haben, zu Versuchen uͤber diesen
Gegenstand ein.
Schlußbemerkungen des Uebersezers.
Bei der bisher allgemein eingefuͤhrten Anordnung von Dampfwagen befindet sich
der ganze Feuerherd mit dem Aschenfall und den Circulir- oder
Rauch-Zuͤgen im Innern des cylindrischen Kessels, wo diese Theile von
allen Seiten von dem zu erhizenden Wasser umgeben sind, und folglich der aus dem
Brennmaterial entwikelte Waͤrmestoff ganz, und ohne allen andern Verlust als
den des Schornsteines, an das im Kessel enthaltene Wasser abgesezt wird; und da bei
gleichem Flaͤcheninhalte der Kreis den kleinsten Umfang, folglich der
Cylinder bei gleichem Kubikinhalte die kleinste Wandflaͤche hat, so ist diese
Gestalt von Kesseln auch der Abkuͤhlung von Außen am wenigsten ausgesezt, und
folglich in dieser doppelten Hinsicht, so wie in Bezug auf die moͤglichste
Verminderung von Umfang und Gewicht, unstreitig die vortheilhafteste, die man
vorschlagen kann. Die Construction der Herren Séguin und Comp. hingegen gleicht vollkommen derjenigen, welche bei
den feststehenden (stationaͤren) Maschinen schon laͤngst
eingefuͤhrt, und wo der Feuerherd unter dem Kessel angebracht ist; mit dem
einzigen Unterschiede, daß die Seitenwaͤnde und Boden des Herdes und des
untern Feuercanals, welche bei jenen Maschinen von massivem Mauerwerke gebaut sind,
welches als ein schlechter Waͤrmeleiter die Hize noch gut genug
zusammenhaͤlt, bei den Kesseln der Herren Séguin und Comp. aus gegossenen oder geschmiedeten eisernen Platten
oder schmalen Kasten bestehen, deren Zwischenraum eine duͤnne Schichte von
Wasser enthaͤlt, das mit dem Wasser im Kessel in Verbindung steht, und aus
welchem dieser gespeist wird. Durch diese Anordnung glauben die Erfinder die mit dem
Feuer in Beruͤhrung stehenden Wasserflaͤchen zu vermehren, und alle
vom Herde seitwaͤrts und nach Unten ausstrahlende Waͤrme
nuͤzlich zu verwenden. Sie scheinen aber nicht bedacht zu haben, daß eben
hiedurch auch die mit der aͤußeren Luft in Beruͤhrung kommenden
Flaͤchen in demselben, oder eigentlich in einem noch groͤßern Maße
vermehrt werden, und daß, weil die eisernen Platten und das zwischen denselben
befindliche Wasser sehr schnelle Waͤrmeleiter sind, die Abkuͤhlung,
und somit die Verdichtung oder der Verlust des Dampfes ungemein befoͤrdert,
folglich der erhaltene Vortheil von dem Nachtheile uͤberwogen wird. Es
waͤre durch Berechnung leicht zu beweisen, daß mit einem einfachen
cylindrischen Kessel von etwas groͤßerem Durchmesser, in welchem der ganze
Feuerherd mit einer groͤßeren Anzahl von Zugroͤhren angebracht
waͤre, eine weit groͤßere Beruͤhrungsflaͤche des Feuers
mit dem Wasser erhalten, und zugleich der aͤußern Luft eine kleinere
Abkuͤhlungsflaͤche dargeboten wuͤrde; wobei uͤberdieß
auch noch am Umfange und Gewichte der ganzen Vorrichtung Vieles erspart
wuͤrde.
Uebrigens glauben wir noch zwei andere wesentliche Fehler an dieser Construction von
Dampfkesseln nicht unberuͤhrt lassen zu duͤrfen. Da die beiden Enden
des Cylinders nicht, wie gewoͤhnlich, kugelfoͤrmig, sondern ganz platt
sind, so koͤnnen sie einem etwas starken Druke von Innen weniger widerstehen,
und sind daher bei einer etwas gesteigerten Schnellkraft des Dampfes der Gefahr
ausgesezt, losgerissen zu werden oder zu zerspringen. Und da die engen kupfernen
Roͤhren mit diesen platten Dekeln an beiden Enden ganz fest und
unverruͤkbar verbunden sind, so kann die ungleiche Ausdehnung dieser Theile,
wo kein Stuͤk dem andern nachzugeben vermag, die schreklichsten Explosionen
veranlassen; wie dieß schon oͤfter als die naͤchste Ursache solcher
Ungluͤksfaͤlle sich erwiesen hat. Um diese Gefahren zu vermeiden und
zugleich den Weg zu verlaͤngern, welchen die durch den mit Wasser
gefuͤllten Theil des Kessels ziehende heiße Luft nehmen muß, befestigen die
einsichtsvollsten Mechaniker diese Zugroͤhren nur an einem Ende des Kessels,
so daß sie am anderen umgebogen und wieder zuruͤkgefuͤhrt werden; und
diese Anordnung bringt auch den Wortheil, daß der Schornstein, welcher bei den
Kesseln der Herren Séguin und Comp. stuf eine sehr
unbequeme Art am Heizungsplaze sich befindet, an die entgegengesezte Seite des Kessels zu
siehen kommt.
Sehr zwekmaͤßig, aber keineswegs neu ist die
Anwendung der Ventilatoren. Die englischen Mechaniker, Braithwaite und Ericsson, haben auf die Vorrichtung kuͤnstlicher
Geblaͤse an Dampfkesseln schon vor mehreren Jahren ein Patent erhalten, und
sie haben dieses Princip zuerst im Jahre 1829 bei ihrem fuͤr die Eisenbahn
zwischen Liverpool und Manchester gelieferten Dampfwagen, The Novelty, auf eine weit
vortheilhaftere Weist, und mit so gluͤklichem Erfolge ausgefuͤhrt, und
dabei auch ihren Kesseln eine so zwekmaͤßige Construction gegeben, daß bei
einer verhaͤltnißmaͤßig sehr kleinen erhizten Flaͤche, und mit
einem sehr geringen Aufwande von abgeschwefelten Steinkohlen (Coaks) und von Wasser eine bedeutende Wirkung erhalten, und der Rauch so
vollkommen verbrannt wurde, daß man in die Muͤndung des niedrigen
Schornsteines, durch welchen die Luft ausstroͤmte, die Hand halten
konnte.Man sehe hieruͤber im Polyt. Journal Bd. XXXIV. Heft 6. S. 405–410; Bd. XXXV. Heft 1. S. 1, und S. 47–48; Bd. XXXVII. Heft 2. S. 83–86,
und Bd. XLII. Heft 1. S. 1–3;
nebst der Bemerkung des Uebersezers. S.
4–6.
Was endlich das Maschinenwerk der HH. Séguin und
Comp. selbst betrifft, so wird dieses durch die vielen Saͤulen,
Stuͤzen, Balken und Hebel u.s.w. unnuͤzerweise complicirt, und das
Gewicht des Ganzen bedeutend vermehrt. Die Verbindung der vordem mit den hintern
Raͤdern mittelst einer horizontalen Stange, wodurch ein gleiches Einwirken
beider auf die Bahnschienen bewirkt und das Fortwaͤlzen des Wagens mehr
gesichert wird, ist gut; allein dasselbe ist an einigen englischen Dampfwagen,
namentlich an dem Sanspareil des Hrn. Ackworth auf der
Liverpool-Eisenbahn, schon fruͤher durch einen weit einfachern
Mechanismus, ohne Wagebalken, Hebel und Parallelogramm, ausgefuͤhrt
worden.S. Polytechnisches Journal Bd. XXXIV. Heft
6. S. 411. Tab. VIII. Fig. 5, und Bd. XXXV. Heft 1. S. 1.
Die zwischen dem Gestelle YY und den Achsen der
Wagenraͤder angebrachten Federn, durch welche die Stoͤße und
Erschuͤtterungen des Fuhrwerkes verhuͤtet werden sollten,
koͤnnen auf die von den HH. Séguin und
Comp. angeordnete Weise diesen Zwek nicht erreichen, ohne daß ihre Schwingungen sich
unmittelbar den beweglichen Wagebalken, Hebeln, und den Kolben selbst, auf eine
fuͤr die Dauer der Maschine nachtheilige und den ruhigen Gang derselben
stoͤrende Weise mittheilen.
Da endlich die beiden Achsen in paralleler Richtung unveraͤnderlich am
Wagengestelle befestigt und 4 1/4 Fuß von einander entfernt sind, so haben diese
Dampfwagen mit den englischen den großen Nachtheil gemein, daß sie nur auf ganz
geradlinigen Bahnen leicht fortkommen, uͤber Kruͤmmungen von einem
kleineren Radius als 1000 Fuß aber gar nicht, oder nur mit dem groͤßten
Zwange, gebracht werden koͤnnen.S. Polytechn. Journal Bd. XLI. Heft 1. S.
7–8, und Bd. XLIII. Heft
5. S. 341–345.
Joseph von Baader.