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.

Tafeln

Tafel Tab. II
Tab. II