Titel: | Ueber die neue, von Hrn. Ericsson erfundene Wärmestoff-Maschine, Caloric-Engine genannt. |
Fundstelle: | Band 51, Jahrgang 1834, Nr. XIV., S. 82 |
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XIV.
Ueber die neue, von Hrn. Ericsson erfundene
Waͤrmestoff-Maschine, Caloric-Engine
genannt.
Aus dem Mechanics' Magazine, No. 535, S.
82.
Mit einer Abbildung auf Tab. II.
Ericsson's neu erfundene
Waͤrmestoff-Maschine.
Die Faͤhigkeit der gasartigen und fluͤssigen Koͤrper
Waͤrmestoff aufzunehmen, ist bekanntlich beinahe unbeschraͤnkt, und
weder die Dichtheit, noch der Druk scheint auch nur den geringsten entgegenwirkenden
Einfluß zu haben. Das dichteste Medium wird eine gegebene Quantitaͤt Hize mit
eben derselben Leichtigkeit aufnehmen, mit der sie von dem verduͤnntesten
aufgenommen wird; und wenn zwei Mediums von ungleicher Temperatur mit einander in
Beruͤhrung gebracht werden, so wird sich diese Temperatur unmittelbar und
sogleich ausgleichen, wie groß auch der Unterschied der Dichtigkeiten dieser beiden
Koͤrper seyn mag.
Wir wollen nun die Aufmerksamkeit unserer Leser auf eine Anwendungsweise dieser
physischen Geseze zur Erzeugung einer mechanischen Kraft lenken, eine Anwendung, die
uns vollkommen neu zu seyn scheint, und die, wie wir glauben, zu Resultaten von
hoͤchster Wichtigkeit fuͤhren duͤrfte. Wir meinen die
sogenannte Waͤrmestoffmaschine, Caloric-Engine, auf welche Hr. Ericsson
kuͤrzlich ein Patent erhielt.
Der Hauptunterschied dieser neuen Maschine von der Dampfmaschine und allen
uͤbrigen krafterzeugenden Maschinen liegt darin, daß dieselbe
Quantitaͤt Hize, wodurch sie in Bewegung gesezt wird, auch zur Unterhaltung
dieser Bewegung dient, und daß nur die geringe Menge Hize, welche entweicht oder
durch Ausstrahlen verloren geht, neu ersezt werden muß. Wir haben uns so wie hundert
Andere in den lezten Tagen uͤberzeugt, daß eine nach dem fraglichen Plane
erbaute Maschine gegenwaͤrtig wirklich arbeitet, und koͤnnen als
Augenzeugen versichern, daß sie eben so kraͤftig und gleichmaͤßig
arbeitet, als eine Dampfmaschine nur immer arbeiten kann.
Die Maschine, die wir sahen, gleicht dem aͤußeren Aussehen nach, bis auf den
Raum, den sie einnimmt, genau einer Dampfmaschine mit hohem Druke. Sie ist auf 5
Pferdekraͤfte berechnet, und hat zwei Cylinder, von denen der eine, der
sogenannte kalte Cylinder, 10 1/4, und der andere, der sogenannte arbeitende oder heiße Cylinder,
14 Zoll im Durchmesser mißt. Der Hub betraͤgt an beiden Cylindern 18 Zoll.
Die Maschine arbeitete unter einem Druke von 35 Pfd. auf den Quadratzoll, und ihre
Kraft wurde durch eine Last von 4000 Pfunden gehemmt, die auf den Umfang eines Rades
von 2 Fuß im Durchmesser wirkte.
Das bei dieser Maschine verwendete circulirende Medium besteht bloß aus
atmosphaͤrischer Luft; es lassen sich jedoch auch andere
Fluͤssigkeiten anwenden, und einige vielleicht sogar mit groͤßerer
Leichtigkeit. Wir koͤnnen uns hier in keine weitlaͤufige und aus
vielen Details bestehende Beschreibung des inneren Baues der Maschine einlassen, und
koͤnnen eine solche Beschreibung um so mehr uͤbergehen, als sie zur
Erlaͤuterung des Principes, nach welchem die Maschine arbeitet, eben nicht
noͤthig ist. Die beigefuͤgte Zeichnung, aus der das Wesentliche
erhellt, wird hierzu hinreichen.
DD in Fig. 47 ist ein
cylindrisches Gefaͤß, der sogenannte Regenerator, der an der
gegenwaͤrtig arbeitenden Maschine 7 Fuß 6 Zoll lang ist, und dabei einen
Durchmesser von 8 1/2 Zoll hat. Dieser Regenerator ist mit kleinen Roͤhren
ausgestattet, welche durch beide Enden gehen, und sich in die Dekel H und J endigen. Eben so
enthaͤlt er auch eine Anzahl von Scheidungsplatten oder
Scheidewaͤnden, durch welche diese Roͤhren gehen, und in deren oberen
und unteren Theilen abwechselnd Ausschnitte angebracht sind. Die Roͤhren
selbst enthalten gleichfalls wieder eine Anzahl Scheidewaͤnde, die gegen den
Mittelpunkt zu immer schmaͤler zulaufen, und welche in entgegengesezter
Richtung gegen einander angebracht sind. TT ist
eine von den gebogenen Roͤhren, dergleichen mehrere in einem Ofen E eingeschlossen sind, und auf welche das Feuer U einwirkt, dessen Verbrennung durch den von dem
Schornsteine R erzeugten Luftzuge unterhalten wird.
Saͤmmtliche, in dem Ofen befindliche Roͤhren sind mit zwei
groͤßeren Roͤhren verbunden, von denen die eine mit dem Dekel H, die andere hingegen, wie aus der Zeichnung zu
ersehen, mit einem Vierweghahne communicirt, welcher an den
Durchtrittsstuͤken des Cylinders A, der den
arbeitenden Cylinder der Maschine bildet, angebracht ist. C stellt eine oder mehrere Roͤhren vor, welche irgend einem
abkuͤhlenden Medium ausgesezt ist, und der Abkuͤhler genannt wird.
Auch diese Roͤhre enthaͤlt eine Anzahl von Scheidewaͤnden,
gleich jenen in den Roͤhren des Regenerators; sie communicirt mit dem
Koͤrper des Regenerators und auch mit dem an dem Cylinder K angebrachten Vierweghahne.
Wir wollen nun annehmen, daß dieser ganze Apparat, d.h. der Koͤrper des
Regenerators, dessen Roͤhren, die Dekel H und J, die Roͤhren in dem Ofen, der Abkuͤhler P, die Roͤhre G, und
die beiden Cylinder mit ihren Durchtrittsstuͤken mit gewoͤhnlicher
atmosphaͤrischer Luft oder mit irgend einer anderen luftfoͤrmigen
Substanz angefuͤllt sind. Wir wollen ferner annehmen, daß jener Theil der
Luft, der in der Zeichnung schwarz angedeutet ist, mehr comprimirt ist, als die in
den weiß gelassenen Theilen enthaltene Luft; und daß die in dem Cylinder A, den Ofenroͤhren T,
dem Dekel H und der Roͤhre G enthaltene Luft auf einen hohen Temperaturgrad erhizt ist,
waͤhrend die Luft, die sich in dem Koͤrper und in den Roͤhren
des Regenerators befindet, beinahe dieselbe Temperatur hat, wie jene in dem Dekel
H, und sich gegen den Dekel J hin allmaͤhlich so vermindert, daß sie der Temperatur der
aͤußeren atmosphaͤrischen Luft gleichkommt. Wenn nun unter diesen
Umstaͤnden her in den schwarz dargestellten Theilen des Apparates enthaltenen
Luft ein groͤßerer Druk mitgetheilt worden, so folgt hieraus, daß, indem der
Cylinder A mit seinem Kolben groͤßer ist, als der
Cylinder K mit seinem Kolben, in der Richtung, welche an
dem Winkelhebel L durch einen Pfeil angedeutet ist, eine
Bewegung hervorgebracht werden muͤsse.
Die auf diese Weise erzeugte Kraft wird von dem Flaͤchenraume des Kolbens und
von dem dem circulirenden Medium mitgetheilten Druke abhaͤngen. Es ist
offenbar, daß die heiße Luft, die in Folge der Bewegung des Kolbens aus dem Cylinder
A durch die Roͤhre G entweichen muß, bei ihrem Durchgange durch den Koͤrper des
Regenerators gegen den Abkuͤhler P ihre Hize an
die aus dem Cylinder K getriebene Luft abgeben muß,
indem die Theilchen dieser lezteren Luft bei dem Durchgange durch die Roͤhren
gegen die Ofenroͤhren hin gleichfalls eine bestaͤndige
Veraͤnderung erleiden. Wenn die Kolben ihren Hub zuruͤkgelegt haben,
so werden die beiden Vierweghaͤhne umgedreht, wo dann eine retrograde
Bewegung eintritt, waͤhrend die Bewegung der entgegengesezten
Stroͤmungen in dem Regenerator dieselbe bleibt, wie vorher. Es entsteht auf
diese Weise eine ununterbrochene Bewegung, und es wird eine fortwaͤhrende
Uebertragung der Hize unterhalten. Die Aufgabe des Abkuͤhlers P ist, jene Hize zu entziehen, welche wegen der
verschiedenen Waͤrmecapacitaͤten der beiden Stroͤmungen nicht
von dem Regenerator aufgenommen wird; und die Aufgabe des Ofens ist: die auf diese
Weise entzogene, so wie die durch die Ausstrahlung verloren gegangene Hize wieder zu
ersezen, und die Temperatur am Anfange der Operation zu erhoͤhen.
Wir brauchen kaum zu bemerken, daß das kleinere Volumen der aus dem kalten Cylinder
kommenden Luft den groͤßeren Raum in dem heißen Cylinder erfuͤllt, indem diese Luft
bei dem Durchgange durch den Regenerator und durch den Ofen erhizt wird. Dagegen
wird auch das aus dem heißen Cylinder entweichende groͤßere Volumen in dem
kleineren Raume des kalten Cylinders Plaz finden, weil es seine Hize abgibt, bevor
es in lezteren uͤbergeht.
Das circulirende Medium kann durch das Fuͤllen des Apparates auf einem
beliebigen Grade von Druk gehalten werden, und auf diese Weise laͤßt sich der
Druk der Maschine auch auf beliebige Weise abaͤndern. Ein hoher Druk wird
natuͤrlich eine verhaͤltnißmaͤßig hoͤhere Wirkung
hervorbringen, indem der durch das Ausstrahlen entstehende Verlust bei allen Graden
von Druk gleich ist.
Wir waren sehr begierig uns zuverlaͤssig von der Gleichmaͤßigkeit der
Wirkung dieser Maschine zu uͤberzeugen, und stellten daher mehrfache Versuche
in dieser Beziehung an. Bei allen diesen Versuchen belief sich die Zahl der Hube in
jeder Minute regelmaͤßig auf 56 in der Minute. Der Gesammtverbrauch an
Brennmaterial belaͤuft sich; wenn die Maschine mit dieser Geschwindigkeit
arbeitet, nicht hoͤher, als auf 2 Pfd. per
Pferdekraft in der Stunde, und der ganze Verlust, der durch den Uebertragungsproceß
erzeugt wird, d.h. die ganze Hize, welche durch den Abkuͤhler entzogen wird,
soll nicht groͤßer seyn, als das Product von 3 Pfd. Brennmaterial per Stunde.
Das erforderliche Brennmaterial wuͤrde eine noch weit geringere
Quantitaͤt als 2 Pfd. ausmachen, wenn eine kleine Maschine nicht nothwendig
verhaͤltnißmaͤßig groͤßere ausstrahlende Oberflaͤchen
mit sich braͤchte, und wenn diese ausstrahlenden Oberflaͤchen bei den
Versuchen nicht absichtlich unbedekt und durch keinen schlechten Waͤrmeleiter
geschuͤzt geblieben waͤren.