XLV. Vorschlag zu einer Methode Hochdrukdampfkessel mit Wasser zu speisen. Von Hrn. James Whitelaw in London. Aus dem Mechanics' Magazine. No. 769, S. 66. Mit einer Abbildung auf Tab. VI. Whitelaw's Methode Hochdrukdampfkessel zu speisen. Ich erlaube mir hiemit eine Methode in Vorschlag zu bringen, nach welcher die Hochdrukdampfkessel, die Maschinen moͤgen arbeiten oder nicht, bestaͤndig bis auf das erforderliche Niveau mit Wasser gefuͤllt erhalten werden koͤnnen. Anreihen werde ich hieran einige Andeutungen uͤber die Anwendung dieser Methode auf die Kessel der Verdichtungsmaschinen. In der beigegebenen Zeichnung, Fig. 1, ist a, a, a der Durchschnitt des einen Endes eines Hochdrukdampfkessels, in welchem das Niveau, auf welchem das Wasser stehen soll, durch die punktirte Linie b, b angedeutet ist. Die Speisungspumpe c wird mittelst einer kleinen Dampfmaschine, deren Cylinder, Mundstuͤke und Dampfroͤhre durch d, e und f, f angedeutet sind, in Bewegung gesezt. Auf dem Kessel ist ein Gehaͤuse g, g befestigt, und damit in diesem das Wasser auf derselben Hoͤhe stehe, wie in dem Kessel selbst, fuͤhren die Oeffnungen h, i aus diesem in jenes. Durch diese Loͤcher wird zugleich die Bewegung verhuͤtet, in welche das Wasser auch in dem Gehaͤuse gerathen wuͤrde, wenn dieses an seiner ganzen inneren Seite dem Kessel offen stuͤnde. Innerhalb des Gehaͤuses ist die Buͤchse k auf solche Weise befestigt, daß sowohl um deren Seitenwaͤnde als um deren Scheitel herum freier Spielraum fuͤr das Wasser und den Dampf gestattet ist. An der einen Seite dieser Buͤchse k befinden sich zwei Oeffnungen, welche mit den Ventilen l, l ausgestattet sind. Die Bewegung dieser Ventile ist eine solche, daß die Buͤchse nicht mit dem Gehaͤuse g, g communicirt, so lange sich der Kolben der Speisungspumpe nach Aufwaͤrts bewegt; daß hingegen eine freie Communication zwischen beiden gestattet ist, wenn sich der Kolben gegen den Cylinder d herab bewegt. Eine an dem Kurbelzapfen der kleinen Maschine befindliche Rolle bewegt sich in einer horizontalen Fuge eines oben auf der Kolbenstange fixirten Rahmens, waͤhrend das untere Ende der Stange der Speisungspumpe an der oberen Seite desselben Rahmens befestigt ist. Auf diese Weise wird also sowohl die Kurbelwelle, als die Speisungspumpe in Bewegung gesezt. Das zur Bewegung der Ventile l, l dienende Excentricum m ist an der Kurbelwelle befestigt. Beide Ventile l, l sind an einer und derselben Stange angebracht; und damit das Excentricum gerade unter sie zu stehen kommt, ist der Dampfcylinder d und die Speisungspumpe etwas Weniges gegen die eine, das Gehaͤuse g, g dagegen so wie die Buͤchse k etwas gegen die andere Seite des Kessels gesezt. Die Welle des Schwungrades wird durch das Rad n und das Getrieb o so umgetrieben, daß es doppelt so viele Umgaͤnge macht als die Kurbelwelle; seine schwere Seite p befindet sich daher stets dem Kesselende zunaͤchst und mit seiner eigenen Welle auf gleicher Hoͤhe, so oft der Kolben an dem oberen oder unteren Ende seines Hubes anlangt. Bei dieser Einrichtung kann, wenn sich die Theile in der Richtung der Pfeile bewegen, und wenn sich das Schwungrad an seiner Welle an der aus der Abbildung ersichtlichen Stellung befindet, die Maschine, wie langsam ihre Bewegungen auch seyn moͤgen, nie auf den Schwerpunkten stehen bleiben, indem die schwere Seite des Schwungrades sie stets uͤber diese hinaus fuͤhren wird. Die Schiebventile l, l sind auf solche Weise an die Buͤchse k zu passen, daß sie nicht weggedruͤkt werden, wenn der Druk innerhalb der Buͤchse groͤßer ist als der Druk im Kessel. Wenn der Kolben der Speisungspumpe an dem oberen Ende seines Hubes anlangt, so wird, indem dann eine Pumpe voll Wasser in die Buͤchse k uͤbergegangen ist, der Dampf in dem oberen Theile der Buͤchse comprimirt werden, und mithin einen groͤßeren Druk erlangen, als der im Kessel befindliche Dampf; und wenn der Raum in k, welcher uͤber der Wasserflaͤche im Kessel gelegen ist, zwei Mal so groß ist als der Inhalt des Pumpenstiefels, so wird, wenn eine gefuͤllte Pumpe in die Buͤchse eingetrieben worden ist, der in ihr enthaltene Dampf von doppelt groͤßerer Dichtheit seyn, als der Dampf im Kessel. Wenn der uͤber der punktirten Linie b befindliche Raum in der Buͤchse k doppelt so groß ist als der Rauminhalt des Stiefels der Speisungspumpe, so muß das Gewicht s, womit das kegelfoͤrmige Ventil r belastet ist, von solcher Schwere seyn, daß sich das Ventil oͤffnen kann, sobald der Druk innerhalb der Buͤchse k doppelt so groß ist als die Kraft des Dampfes im Kessel. Wenn der fuͤr den Dampf bestimmte Raum in der Buͤchse k zwei Mal so viel haͤlt als der Pumpenstiefel, und wenn das Ventil r im angegebenen Maaße beschwert ist, so wird, wenn die Ventile l, l geoͤffnet sind, nach jedem Hube eine Pumpe voll Wasser in den Kessel gelangen, sobald das Wasser auf oder unter der punktirten Linie steht; denn in diesem Falle wird das Ventil r durch den innerhalb der Buͤchse k Statt findenden Druk nicht geoͤffnet und mithin auch nicht gestattet worden seyn, daß sich ein Theil des Inhaltes der Speisungspumpe zuruͤk in den Heißwasserbehaͤlter der großen Maschine ergieße. Steht hingegen das Wasser im Kessel uͤber der Linie b, b, so wird, indem hiedurch der fuͤr den Dampf bestimmte Raum in k verkleinert wird, der in k Statt findende Druk das Ventil r oͤffnen, bevor noch die Pumpe ihren Hub vollendet hat; und hieraus wird folgen, daß ein Theil des Wassers entweicht und zwischen dem Scheitel der Pumpe und einem Theile der Roͤhre g hinter dem Ventile derselben in den Heißwasserbehaͤlter gelangt. Es wird also dieser Einrichtung gemaͤß jedes Mal, so oft das Wasser im Kessel so hoch steht, daß der Dampfraum in k nicht doppelt so groß ist als der Inhalt des Pumpenstiefels, ein Theil des in der Pumpe befindlichen Wassers durch das Ventil r in den Heißwasserbehaͤlter zuruͤkgetrieben; und wenn die Ventile l, l geoͤffnet sind, so wird auch kein Pumpenstiefel voll Wasser aus k in den Kessel uͤbergehen. Je kleiner dagegen der Dampfraum in k wird, eine um so geringere Menge Wasser wird bei jedem Hube aus der Speisungspumpe in k uͤbergehen; und zwar weil der Kessel immer um so weniger Wasser von der Speisungspumpe erhalten wird, je hoͤher das Wasser in ihm uͤber der Linie b, b steht. Wuͤrde das Wasser im Kessel so hoch stehen, als der Scheitel der Buͤchse k, so wuͤrde vollends gar kein Wasser aus der Pumpe in ihn uͤbergehen. Steht das Wasser im Kessel tief, und ist der Dampfraum k folglich so groß oder groͤßer als der doppelte Rauminhalt der Speisungspumpe, so wird jedes Mal, so oft sich die Ventile l, l oͤffnen, eine Pumpe voll Wasser aus der Buͤchse k in den Kessel uͤbergehen. Wenn also der Kessel zu voll ist, so erhaͤlt er einen geringeren Wasserzufluß, als im Durchschnitte jeder Pumpenhub liefert; und ist nicht genug Wasser in ihm enthalten, so wird er reichlicher gespeist werden. Die Folge hievon wird seyn, daß das Wasser stets auf gleichem Niveau erhalten werden wird. Die Speisungspumpe ist eine doppeltwirkende; bei der Bewegung des Kolbens nach Abwaͤrts wird das Wasser durch die Roͤhre t in einen Behaͤlter getrieben, welcher laͤngs der Buͤchse k angebracht und mit dieser von gleichen Dimensionen ist. An diesem Behaͤlter muͤssen sich gleichfalls Ventile befinden, die wie die Ventile l, l in Bewegung gesezt werden. Der kleine, am Grunde der Speisungspumpe bemerkbare Kreis zeigt die Roͤhre, welche das Wasser in dieselbe leitet, und welche in der Zeichnung nicht dargestellt werden konnte, weil das belastete Ventil r etc. abgebildet werden mußte. Das am Boden der Pumpe befindliche belastete Ventil wurde weggelassen, da es so wie auch die uͤbrigen Theile eben so eingerichtet ist, wie diese Theile am oberen Ende. Der uͤber der Linie b, b in der Buͤchse k befindliche Raum muß nicht durchaus doppelt so groß seyn, als der Rauminhalt der Speisungspumpe; nur muß, wenn seine Groͤße eine andere ist, das Gewichten ihm angepaßt werden. Bemerken muß ich, daß der Druk, den der Dampf in der Buͤchse k durch das in sie eingepumpte Wasser erleidet, bei geoͤffneten Ventilen l, l den Uebergang des Wassers aus der Buͤchse in den Kessel beguͤnstigt. Wenn man den Cylinder d, die Mundstuͤke e und die Speisungspumpe ziemlich groß macht, so wird deßhalb die kleine Maschine nicht mehr Dampf zum Betriebe erheischen, als wenn diese Theile kleiner angefertigt waͤren; denn sie wird in diesem Falle langsam arbeiten, wenn sie das Wasser durch das belastete Ventil r treibt, indem dieses Ventil so angebracht ist, daß es sich nur auf eine geringe Weite oͤffnen kann. Der Art und Weise gemaͤß, auf welche das Flugrad eingerichtet ist, kann die Maschine nicht in Stillstand kommen, obwohl ihre Bewegung keine rasche ist. Wenn zwei Kessel mittelst einer kleinen Maschine und einer einzigen Speisungspumpe mit Wasser versehen werden sollen, so muß die Buͤchse k mit den dazu gehoͤrigen Theilen an dem einen Kessel, und eine andere gleiche Buͤchse, welche mit dem Bodenende der Speisungspumpe in Verbindung steht, an dem Ende des zweiten Kessels fixirt werden. Sind vier Kessel mittelst einer einzigen Pumpe zu speisen, so ist an jedem derselben eine Buͤchse k sammt Zugehoͤr anzubringen, und zwar so, daß zwei dieser Buͤchsen mit den oberen und zwei mit den unteren Kesselenden in Verbindung stehen. Wenn zwei oder mehrere solche Buͤchsen wie k mit einem und demselben Pumpenende verbunden sind, so hat von der Pumpe aus an eine derselben eine Roͤhre zu laufen, waͤhrend eine andere Roͤhre, wie z.B. jene bei r, die uͤbrigen Buͤchsen verbindet. Nach dem hier erlaͤuterten Principe kann demnach eine beliebige Anzahl von Kesseln mittelst eines einzigen Speisungsapparates mit Wasser gespeist werden; und welche Zahl von Kesseln auch zu speisen ist, so ist nur ein belastetes Ventil am Scheitel der Pumpe und ein zweites am Boden erforderlich. Die Pumpe an dem hier beschriebenen Apparate kann auch auf gewoͤhnliche Weise von der großen Dampfmaschine in Gang gesezt werden, wenn das belastete Ventil sehr groß ist, und wenn sich dasselbe hinreichend oͤffnet. In diesem Falle kann die Pumpe eine einfach wirkende seyn, wo dann auch nur eine der Buͤchsen k erforderlich ist. Nach diesem Systeme werden die Kessel keinen Wasserzufluß erhalten, wenn die große Maschine stillsteht. Auch muͤßte hier mit dem Hebel des belasteten Ventiles ein Sperrrad in Verbindung gebracht werden, welches eine Schraube zu bewegen haͤtte, damit der Pumpenhub bei dem jedesmaligen Oeffnen der Ventile um etwas Weniges verkuͤrzt wird. Eine aͤhnliche Bewegung muͤßte aber auch von der Maschine entlehnt werden, um den Pumpenhub zu verlaͤngern, so oft sich das Ventil r nicht oͤffnet. Wenn ein Apparat der beschriebenen Art an den Kesseln einer Maschine mit niederem Druke angebracht werden soll, so muß die kleine Maschine, welche die Speisungspumpe in Bewegung sezt, mit einer Luftpumpe und einem Verdichter ausgestattet seyn. Die einzige Schwierigkeit hiebei ist folgende. Wenn der Kessel sehr voll ist und bei dem belasteten Ventile r nur ein geringes Entweichen Statt findet, so wird sich die kleine Maschine langsam bewegen, und deßhalb wird zu viel Wasser in den Verdichter fließen. Dieß laͤßt sich jedoch verhuͤten, wenn man bewirkt, daß der Einsprizungshahn geschlossen wird, sobald die Maschine mehr als eine bestimmte Zeit braucht, um einen Umgang zu vollbringen. Ein Daͤumling oder ein Zahn, der auf solche Weise an der Kurbelwelle der zweiten Maschine angebracht ist, daß er den Kolben einer gewoͤhnlichen Cataracte bei jedem Umgange hebt, duͤrfte diesem Zweke wohl entsprechen; denn wenn die Kolbenstange dieser Cataracte gehoͤrig mit dem Griffe des Einsprizhahnes verbunden ist, so wird, wenn die Maschine mehr dann eine bestimmte Zeit braucht, um einen Umgang zu vollbringen, die Cataracte den Einsprizhahn schließen, und dieser Verschluß wird so lange waͤhren, bis der an der Kurbelwelle befindliche Daͤumling auf die Cataracte wirkt und dieselbe oͤffnet. Auf diese Weise kann also bei jedem Hube genau so viel Wasser in den Verdichter eingelassen werden, als zur Verdichtung des Dampfes erforderlich ist. Der in der Zeichnung dargestellte Apparat eignet sich fuͤr den Kessel eines Dampfbootes. An einem Kessel, dessen Ende mit Mauerwerk umgeben ist, muͤssen das Gehaͤuse g, g und die uͤbrigen Theile des Speisungsapparates in einer Entfernung davon angebracht und durch Roͤhren, welche von ihm auslaufen und bei den Loͤchern h, i in den Kessel treten, mit diesem in Verbindung gebracht werden. Zur Vermeidung von Verwirrung sind in der Zeichnung das Gestell, welches die Schwungradwelle traͤgt, so wie auch einige andere Theile weggelassen. Die kurze punktirte Linie, welche man uͤber der Linie b, b bemerkt, deutet die Hoͤhe an, auf der das Wasser in der Buͤchse k steht, wenn eine ganze Pumpenladung in dieselbe eingetrieben worden ist. Da man bei Anwendung des hier beschriebenen Speisungsapparates der gewoͤhnlichen Speisungspumpe in den meisten Faͤllen nicht bedarf, so werden im Ganzen die Kosten durch den neuen Apparat nur um Weniges gesteigert werden; und dieser geringe Mehraufwand duͤrfte bei der Wichtigkeit einer regelmaͤßigen Speisung der Kessel und namentlich der Hochdrukkessel mit Wasser nicht in Anschlag kommen. Bemerken muß ich endlich auch noch, daß man den Dampfraum in der Buͤchse k eben so groß machen kann wie den Stiefel der Speisungspumpe, wenn die Roͤhre oder der Canal, worin das Wasser an den Heißwasserbehaͤlter der großen Maschine zuruͤkkehrt, nicht von dem Ende der Pumpe, sondern von dem Scheitel des Dampfraumes aus an dieselbe Stelle von g laͤuft, welche in der Zeichnung angegeben wurde. Hier in diesem Falle wird der Dampf nicht in der Buͤchse k comprimirt, sondern bei jedem Hube in den Heißwasserbehaͤlter der großen Maschine getrieben, wo dann das Abflußwasser mit ihm entweicht. Das belastete Ventil muß sich mit einer Kraft oͤffnen, welche nicht viel groͤßer ist als jene, welche der Dampf im Kessel in diesem Falle besizt, oder anstatt des Ventiles r wird auch ein Ventil, welches mittelst eines Excentricums geoͤffnet und geschlossen wird, Dienste leisten. Diese Schlußbemerkungen finden uͤbrigens nur da ihre Anwendung, wo an jedem Pumpenende nur eine Buͤchse vorhanden ist; denn wenn mit jedem Pumpenende eine groͤßere Anzahl von Buͤchsen verbunden ist, so gelten sie nur da, wo deren Gesammtrauminhalt jenem der Speisungspumpe gleichkommt.