Titel: | Bericht der von dem Franklin Institute in Philadelphia niedergesezten Commission zur Prüfung der Explosionen der Dampfkessel. Zweiter Theil. |
Fundstelle: | Band 71, Jahrgang 1839, Nr. LII., S. 258 |
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LII.
Bericht der von dem Franklin
Institute in Philadelphia niedergesezten Commission
zur Pruͤfung der Explosionen der Dampfkessel. Zweiter Theil.Man findet den ersten experimentellen Theil dieses Berichtes im polyt. Journal
Bd. LXI. S. 324 u. f. Der dritte
Theil, welcher speciell den uͤber die Staͤrke verschiedenen
Kesselmateriales angestellten Versuchen gewidmet ist, wird demnaͤchst
nachfolgen, so daß unsere Leser dann saͤmmtliche, dieser hoͤchst
schaͤzenswerthen Documente in Haͤnden haben. A. d. R
Im Auszuge aus dem Franklin Journal im Mechanics' Magazine,
No. 698 u. f.
Mit einer Abbildung auf Tab. IV.
Bericht uͤber die Explosionen der Dampfkessel.
Die Commission unterzog sich dem ihr gewordenen Auftrage im Gefuͤhle hoher
Verantwortlichkeit, einerseits wohl erwaͤgend, wie dringend es sey, die
Ursachen zu erforschen, durch welche die Explosionen, die jaͤhrlich vielen
Menschen den Untergang bereiten, hervorgerufen werden, andererseits aber auch
gebuͤhrend beruͤksichtigend, welche nachtheilige Folgen ein
unzwekmaͤßiges Eingreifen in einen Industriezweig, dem die Wohlfahrt unseres
Vaterlandes so viel verdankt, haben muͤßte. Sie glaubte, daß das durch
Haͤufung der Ungluͤksfaͤlle aufgeschrekte Publicum nur durch
die Nachweisung beruhigt werden koͤnnte, daß diese
Ungluͤksfaͤlle nicht nothwendig mit der Anwendung des Dampfes
verbunden, sondern lediglich die Folgen einer mangelhaften Regulirung seiner Kraft
oder vorherzusehender und folglich auch zu verhuͤtender Zufaͤlle
sind.
Die Commission meint, durch die Versuche, welche sie anzustellen in Stand gesezt war,
nicht nur einige der Ursachen der Explosionen dargethan, sondern auch, was von eben
so großem Werthe ist, gezeigt zu haben, was nicht unter diese Ursachen
gezaͤhlt werden kann. Sie hofft hiedurch von manchen falschen Hypothesen
zuruͤkgebracht, und Winke gegeben zu haben, auf welchem Wege der
Erfindungsgeist nuͤzliche Thaͤtigkeit entfalten kann. Sie bedauert,
daß der auf die Staͤrke der Materialien bezuͤgliche Theil ihres
Berichtes verschiedener, nicht wohl zu beseitigender Umstaͤnde wegen
unvollstaͤndig bleiben mußte; hofft aber spaͤter auch diesen Theil zu
ergaͤnzen.
Die Commission suchte durch Pruͤfung der uͤber die einzelnen
Explosionen erstatteten Berichte und die daruͤber verbreiteten Schriften
uͤber die zeitweisen wahrscheinlichen veranlassenden Ursachen
Aufschluͤsse zu
sammeln. Leider stieß sie aber hiebei auf viele Schwierigkeiten; theils weil
diejenigen, durch deren Mißverhalten das Ungluͤk hervorgerufen wurde,
gewoͤhnlich selbst als Opfer fielen; theils weil die, welche mit dem Leben
davon kamen, haͤufig nicht die gehoͤrigen Aufschluͤsse zu geben
im Stande, oder von vorgefaßten Meinungen befangen waren. Die Commission
waͤhlte deßhalb von allen diesen Erzaͤhlungen nur jene aus, welche
bestimmte Thatsachen enthielten, und konnte dieß um so mehr thun, als sie selbst von
keiner, im Voraus aufgestellten Theorie geleitet wurde.
Die Commission weiß sehr wohl, daß sie ihren Gegenstand nicht erschoͤpft hat;
sie ist aber auch der Ueberzeugung, unsere dermaligen Kenntnisse von demselben
gefoͤrdert zu haben. Sie hat den Ursachen, welche die vom englischen
Parlamente niedergesezte Commission im Jahre 1817 ermittelte, und die sich auf
fehlerhaften Bau, fehlerhaftes Material und uͤbermaͤßigen, aber
gradweise gesteigerten Druk beschraͤnken, noch einige andere nicht minder
wichtige und ebenso erwiesene hinzugefuͤgt; und glaubt, daß es erst dann,
wenn die wohlbekannten Ursachen beseitigt, Zeit seyn duͤrfte, sich mit den
anderen mehr verborgenen zu beschaͤftigen, wenn es ja solche geben
sollte.
Die Commission wird in ihrem gegenwaͤrtigen Berichte einzeln jene
Umstaͤnde pruͤfen, welche sie fuͤr die naͤchsten
Ursachen der Dampfkessel-Explosionen halten zu muͤssen glaubt; sie
wird ebenso die dagegen vorgeschlagenen Schuzmittel reiflich erwaͤgen; den
mit dem Baue der Dampfboote Beschaͤftigten einige auf diese Untersuchungen
gegruͤndete Anweisungen geben; und endlich auch einige Gesezesbestimmungen in
Vorschlag bringen. Es handelt sich nicht mehr um die Frage: ob leztere gegeben
werden sollen, sondern nur um das Wie. In England und in Frankreich hatten die von
der obersten Behoͤrde erlassenen Bestimmungen bereits vielfache gute Folgen;
und auch wir Amerikaner duͤrfen solche von ihnen erwarten. Weder die
Unternehmungen des Mechanikers, noch jene des Speculanten werden hiedurch eine
Beschraͤnkung erleiden, sondern beide werden vielmehr durch die
groͤßere Sicherheit, die dem Publicum geboten ist, gesteigert werden.
Was nun die Ursachen der Explosionen anbelangt, so gedenkt die Commission, dieselben
unter folgenden Abschnitten abzuhandeln.
I. Explosionen in Folge uͤbermaͤßigen, aber gradweise gesteigerten
Drukes im Kessel.
II. Explosionen in Folge von uͤberhiztem Metalle der Kessel.
III. Explosionen in Folge fehlerhaften Baues der Kessel oder der dazu
gehoͤrigen Theile.
IV. Explosionen in Folge von Nachlaͤssigkeit oder Unwissenheit der mit der
Bedienung der Kessel Beauftragten.
V. Einsinken der Kessel oder Feuerzuͤge in Folge einer in deren Innerem
entstandenen Verduͤnnung oder Verminderung des Drukes.
I. Von den Explosionen in Folge
uͤbermaͤßigen, jedoch allmaͤhlich gesteigerten inneren
Drukes.
1. Die in diesem Abschnitt zu besprechende Ursache der Explosionen gehoͤrt zu
den natuͤrlichsten und wahrscheinlich auch zu den am haͤufigsten
vorkommenden. Man sollte zwar meinen, daß ein Kessel von niederem Druke mittelst des
Sicherheitsventils, welches sich bestaͤndig an ihm findet, und mittelst des
so leicht anwendbaren Queksilbermanometers gegen diese Art der Explosion
geschuͤzt bleiben sollte; allein dem ist und war nie so, weßhalb denn auch
das englische Parlament sich im Jahre 1817 speciell mit dieser Ursache
beschaͤftigte und eigene hierauf bezuͤgliche Verordnungen erließ.
2. Daß ein allmaͤhlich gesteigerter innerer Druk die heftigsten Explosionen
erzeugen koͤnne, ist sowohl durch viele Faͤlle, in denen die Explosion
mit groͤßter Wahrscheinlichkeit durch diese Veranlassung entstand, als auch
durch die directen Versuche der Commission zur Genuͤge erwiesen. Auch sind
mit Bestimmtheit einige Faͤlle ermittelt, in denen eine schwache Stelle am
Kessel als Sicherheitsventil wirkte: ein gluͤklicher Zufall, der nichts
weniger als dazu verleiten darf, eine oder die andere duͤnnere Platte zum
Baue des Kessels zu verwenden. Die haͤufig verbreitete Meinung, daß ein
Kessel nicht berste, so lange er gehoͤrig mit Wasser gespeist wird, ist ganz
unhaltbar und von verderblichen Folgen.
3. Alles berechtigt uns, die Ursache der heftigsten Explosionen entweder in einem
Fehler des Apparates, durch den ein uͤbermaͤßiger Druk
verhuͤtet werden soll, oder in einer unzwekmaͤßigen Benuzung desselben
zu suchen. Es ist klar erwiesen, daß die mit der Bedienung der Maschinen Betrauten
nicht nur bisweilen die Schuzmittel vernachlaͤssigen, sondern sie sogar
absichtlich unwirksam machen.
4. Wenn der fuͤr die Kessel von niederem Druke erfundene Sicherheitsapparat
unwirksam gemacht werden konnte, so haͤtte dagegen der Kessel von hohem Druke
mit besonderen Schwierigkeiten zu kaͤmpfen. Man kennt bisher noch keinen
Manometer, der sich gut an ihm anbringen laͤßt. Der offene wuͤßte eine
uͤbermaͤßige Hoͤhe haben, oder waͤre wegen seiner
Schlangenform laͤstig; der geschlossene dagegen muͤßte sehr genau
gearbeitet seyn, und wuͤrde uͤberdieß auch wegen der in ihm
eingeschlossenen Luft einer Correction beduͤrfen. Ein graduirtes
Sicherheitsventil gaͤbe allerdings dem Maschinisten einigen Aufschluß; und
eines solchen bediente man sich auch wirklich bisweilen. Der Maschinist einer
Locomotive, an der man sich in Verbindung mit den Sicherheitsventilen auch der Federwagen
bedient, kann in jedem Augenblike den in seinem Kessel bestehenden Druk angeben. Es
steht allerdings in seiner Macht, das Sicherheitsventil selbst dann niederzuhalten,
wenn der Druk im Kessel bereits einen uͤbermaͤßigen Grad erreicht hat;
allein in diesem Falle werden wahrscheinlich nur er und seine Gehuͤlfen die
Opfer dieses Mißbrauches werden.
5. Ein uͤbermaͤßiger Druk entstand zuweilen auch durch Adhaͤsion
des Sicherheitsventilen Dieser Fall ereignete sich z.B. auf dem den Hudson
befahrenden Dampfschiffs „Legislator.“ Der Queksilbermanometer
deutete einen uͤbermaͤßigen Druk im Kessel an, ohne daß sich das
Ventil bewegte. Der Maschinist suchte es vergeblich mit einem Strike aufzuziehen; er
walzte, als dieß nicht half, das Belastungsgewicht naͤher gegen den
Stuͤzpunkt; und suchte, als auch dieß nicht fruchtete, das Ende des Hebels
mit all seiner Kraft emporzuheben. In diesem Augenblike oͤffnete sich das
Ventil mit einem lauten Knalle, und der Dampf stroͤmte laͤngere Zeit
uͤber aus, bevor sein Druk auf den gewoͤhnlichen Grad herabsank.Man findet den Bericht hieruͤber im Franklin
Journal. Bd. V. S. 355. A.
d. O.
6. Es unterliegt kaum einem Zweisiel, daß hier das Ventil in seinen Siz eingerostet
war, oder daß es durch Eintroknen von Oehl oder anderen Stoffen festgeklebt gewesen.
Der Heizer, dessen Pflicht es war, das Ventil von Zeit zu Zeit aufzuheben,
haͤtte dieß offenbar vernachlaͤssigt; er ließ die Stange des
Queksilbermanometers bis zur Deke des Kessels emporsteigen, ohne den Maschinisten
hievon zu benachrichtigen, und waͤre dieser nicht durch den raschen Gang der
Maschine aufmerksam gemacht worden, so haͤtte unstreitig diese
Nachlaͤssigkeit mehrere Menschen ums Leben gebracht.
7. Die Versuche, welche Clement Desormes anstellte, und
bei denen er fand, daß Scheiben, welche vor einer Oeffnung, bei der die Luft
gewaltsam austritt, angebracht sind, sich ihr anzunaͤhern streben, bewogen
ihn, das Sicherheitsventil ganz zu verdammen, und zwar namentlich, wenn es die
Scheibenform hat.Erklaͤrungen hiefuͤr und, Bemerkungen daruͤber findet
man von Hrn. John
Perkins im Franklin Journal
Bd. IV. S. 252, im London Journal
Bd. XIII. S. 275, von Dr. Hare im Franklin
Journal
Bd. II. S. 58; von James Espis in demselben Bde. S. 59, und von Asa Spencer ebendaselbst, S. 61 und 203. A. d. O. Die Commission stimmt dieser Ansicht nicht beiDie Commission stimmt hierin mit dem uͤberein, was Arago im Annuaire d. Bur.
longitud. 1830, S. 157 aufstellte. A. d. O., indem dieses Bestreben selbst unter den demselben guͤnstigsten Umstaͤnden sehr
beschraͤnkt ist, und indem ihm leicht durch eine Vorrichtung, welche, wenn
ein Sicherheitsventil gehoben wird, das Gewicht vermindert, entgegengewirkt werden
kann. Ueberdieß hat auch das zwischen dem Flaͤchenraume der Scheibe und jenem
der Muͤndung bestehende Verhaͤltniß einen Einfluß hierauf. Ueberhaupt
ist dieses Bestreben in der Praxis viel geringer, als es sich bei den von Hrn.
Clement angestellten
Versuchen zeigte, wie dieß aus den Beobachtungen des Hrn. Hachette und der HHrn. Hopkins und Roberts in Manchester hervorgeht.Hachette, der diesen Gegenstand genau
pruͤfte, zeigte die Wirkung der relativen Proportionen der Scheiben.
Wenn die eine nicht mehrere Male groͤßer ist als die andere, so ist
es unmoͤglich, den Bedingungen des Problemes zu entsprechet. (Annales de Chimie et de Phys. Bd. XXXV. S. 44.)
Die Commission, welche diesen Gegenstand in Hinsicht auf die Dampfmaschine
zu untersuchen haͤtte, und welche aus den HHrn. Biot, Poisson und Navier bestand, stellte einen Versuch
an, bei dem mit einer Scheibe, deren Durchmesser beinahe 6 Mal
groͤßer war, als jener der Oeffnung, und bei einem Dampfdruke von
beilaͤufig 2,8 Atmosphaͤren die Neigung zur Adhaͤrenz
nur ein halbes Pfund betrug, wenn die Scheibe 0,01 Zoll von der Oeffnung
entfernt war. (Annal. de Chim. et de Phys. Bd.
XXXVI. S. 70.) – Bei den Versuchen der HHrn. Hopkins und Roberts betrug bei einem Druke der
ausstroͤmenden Luft, welcher um 0,05 einer Atmosphaͤre
groͤßer war als der atmosphaͤrische Druk, die Totalneigung zur
Adhaͤsion im Maximum nur 0,005 einer Atmosphaͤre, und zwar bei
einer Muͤndung von 2 3/8 Zoll und einer Scheibe von 6 Zoll im
Durchmessen Mit einer Scheibe von 8 Zoll Durchmesser war die Totalneigung
von 32 Unzen Avoirdup. auf 48 Unzen gestiegen; an Scheiden von 4 1/2 Zoll
Durchmesser und darunter war, wenn die Ausflußmuͤndung dieselbe
blieb, gar nichts mehr von einer solchen Neigung zu bemerken. (Manchester Transactions, Vol. 5. N. S. Franklin Journal, Vol. X. p. 88.) A. d.
O. Wenn aber dem Ventile eigens solche Dimensionen gegeben worden, daß diese
Wirkung in vollem Maaße Statt finden kann, so wird durch eine Vergroͤßerung
seines Flaͤchenraumes doch gaͤnzlich abgeholfen werden. Man schlug
mehrere Mittel zur Verminderung des beim Emporsteigen eines Sicherheitsventils
wirkenden Gewichtes vor; wozu namentlich jenes gehoͤrt, dessen sich die HHrn.
Arago und Dulong bei ihren Versuchen
uͤber die Spannkraft des Dampfes bei verschiedenen Temperaturen bedienten, so
wie auch jenes, welches Hr. L. Hebert empfahl.An diesen Vorrichtungen, von denen man erstere in den Annales de Chimie et de Phys. Vol. XLIII.; leztere hingegen unter
Nr. IX. der Replies to Circular of Committee on
Explosions beschrieben findet, rollt das Gewicht gegen den
Stuͤzpunkt, wenn sich das Ventil oͤffnet. Bei jener der HHrn.
Arago und
Dulong befand sich
an jener Seite des Stuͤzpunktes, die der, an welcher das das Ventil
niederhaltende Gewicht angebracht war, gegenuͤber lag, ein Arm mit
einem Gewichte, welches sich beim Oeffnen des Ventiles von dem
Stuͤzpunkte wegrollte. A. d. O. Die Commission glaubt, daß dieses Mittel, obschon es so lange Alles in guter
Ordnung ist, gute Dienste leisten wird, bei laͤngerem Gebrauche seine
Wirksamkeit verlieren duͤrfte. Sie gibt fuͤr die Praxis einer
Vorrichtung, welche mit der zweiten von Hebert empfohlenen Form
Aehnlichkeit hat, den Vorzug; denn da an dieser der Hebel gebogen ist, so vollbringt
er dieselbe Wirkung, ohne daß das Gewicht beweglich zu seyn braucht. Die Commission
empfiehlt deßhalb einen gehoͤrig geformten Hebel dieser Art. Das
uͤbliche Durchfuhren des Stieles des Sicherheitsventils durch eine
Stopfbuͤchse sollte nie geduldet werden, da es nur die Wirkung des Ventiles
beeintraͤchtigen kann. Je mehr saͤmmtliche Theile des Apparates der
Einsicht offen stehen, desto besser.
9. Es unterliegt keinem Zweifel, daß die Form des Sicherheitsventiles einen
wesentlichen Einfluß auf die Sicherheit seines Spieles hat. Das Scheibenventil ward
schon fruͤhzeitig empfohlen; allein da es sehr genau gearbeitet seyn muß,
wenn es gut schließen soll, so blieb dessen Anwendung beschraͤnkt; vielleicht
duͤrften auch die Versuche Clement's zu seinem Nachtheile gewirkt haben. Der gewoͤhnlich
gebraͤuchliche Kegel laͤßt sich allerdings, wenn er vollkommen in
seinen Siz paßt, leichter dampfdicht machen; allein gerade hieraus folgt ein Einwurf
gegen denselben. Kein Druk kann, wenn die Scheibe und der fuͤr sie bestimmte
Siz rein ist, das Scheibenventil verhindern Dampf auszulassen, ausgenommen beide
sind so abgerieben, daß sie in einander passen. Die Commission nahm bei ihren
Versuchen diese Art von Ventil an, und beobachtete in keinem Falle eine
außerordentliche Adhaͤsion. Waͤhrend dieser Versuche wurde der der
Oeffnung des Ventiles bei seinen verschiedenen Belastungen entsprechende Dampfdruk
durch den Dampfmesser oder durch die Temperatur des im Kessel befindlichen Wassers
angedeutet. Es wurden keine anderen Mittel angewendet als solche, um das Ventil gut
dienstfaͤhig zu erhalten; ließ es wegen Ansammlung von Schmuz aus, so war es
leicht durch dessen Einreibung in seinen Siz seine Diensttauglichkeit wieder
herzustellen. Wir bedienten uns zweier Ventile von einer und derselben Form; aus
einer Vergleichung des berechneten, durch die Belastung des Ventiles bedingten
Drukes mit jenem Druke, bei dem das Ventil entweder ganz aufstieg, oder so stark
ausließ, daß eine groͤßere Belastung desselben erforderlich wurde, ergab sich
stets ein Ueberschuß des ersteren. Das Verhaͤltnis bei den Versuchen war im
Durchschnitte wie 1 zu 1,035, wobei erstere Zahl den beobachteten, leztere dagegen
den berechneten Druk repraͤsentirt.
10. Diese Schluͤsse werden im Allgemeinen durch das bewaͤhrt, was das
englische Parlament zu verordnen fuͤr gut fand, und was auch guͤnstige
Folgen haͤtte. Das von ihm erlassene Gesez verlangt naͤmlich, daß
jeder Kessel zwei Sicherheitsventile, von denen das eine außer dem Bereiche des
Maschinisten gelegen seyn muß, habe. Es verhaͤngt ferner eine Strafe gegen jeden, der es
wagt, das eine oder das andere der Ventile starker zu belasten.Die die Sicherheitsventile der Kessel der Dampfboote betreffenden Regulative
lauten naͤmlich, wie folgt. Jeder Kessel ist mit zwei
genuͤgenden Ventilen, von denen das eine dem Maschinisten
unzugaͤngig, das andere hingegen ihm und den an Bord befindlichen
Personen zugaͤngig seyn soll, zu versehen. Der Inspector hat diese
Ventile zu untersuchen, und in einem Zeugnisse zu bemerken, bei welchem
Druke sich dieselben oͤffnen. Dieser Druk darf weder den dritten
Theil des Probedrukes, den die Kessel aushielten, noch den sechsten Theil
jenes Drukes, den sie der Berechnung nach auszuhalten im Stande sind,
uͤbersteigen. Jedermann, der sich beigehen laͤßt, eines der
Ventile starker zu belasten, wird mit einer Strafe belegt. – Von
zwanzig vor der Parlamentscommission gepruͤften Technikern und
Praktikern erklaͤrten sich 17 fuͤr das zweite, dem
Maschinisten unzugaͤngige Sicherheitsventil. A. d. O.
11. Die in Frankreich hinsichtlich der Dampfmaschinen bestehenden Verordnungen
verlangen außer den beiden Sicherheitsventilen auch noch an jedem Kessel zwei
schmelzbare Scheiben von gehoͤrigem Durchmesser, welche nachzugeben haben,
wenn der Dampf im Kessel eine bestimmte Temperatur erreicht hat. Da diese Scheiben
zugleich auch einem der Temperatur entsprechenden Druke ausgesezt sind, so sind sie,
damit sie, wenn sie sich dem Schmelzpunkte annaͤhern, nicht nachgeben, mit
Drahtgitter oder mit durchbrochenen Scheiben, oder mit einer Art metallenen Rostes
bedekt.
12. Die Commission unterwarf auch dieses Schuzmittel ausgedehnten Versuchen, aus
denen sich als Resultat ergab, daß wenn Legirungen aus Zinn, Blei und Wismuth, wie
man sich ihrer zu den schmelzbaren Scheiben bedient, der gleichzeitigen Einwirkung
von Hize und Druk ausgesezt werden, sich einzelne Theile derselben bei niedrigeren
Temperaturen erweichen, als jene ist, bei der die ganze Platte in Fluß
geraͤth; und daß in Folge des Drukes die fluͤssigen Theile
ausgetrieben werden, wo dann eine minder leichtfluͤssige Masse
zuruͤkbleibt.Schon Gaultier de Claubry scheint diese
Beobachtung, jedoch in einem geringeren Grade gemacht zu haben, ohne daß er
aber einen Schluß daraus zog. Die Versuche der Commission findet man
ausfuͤhrlich im V. Abschnitte des ersten Theiles ihres Berichtes.
(Polyt. Journal Bd. LXI. S.
256–376.) A. d. O. In einem von der Commission beobachteten Falle ging dieß so weit, daß, bevor
die Scheibe nachgab, aus einem bei 254 bis 275° F. fluͤssigen Metalle
eines wurde, welches erst bei 312 bis 345° F. in Fluß gerieth;
waͤhrend sich ein Theil des ausgepreßten Metalles als bei 223, und ein
anderer Theil als bei 233° F. fluͤssig zeigte. Denselben
Einfluͤssen wird auch ein schmelzbarer Pfropf ausgesezt seyn, weßhalb die
Commission der Ansicht ist, daß die schmelzbaren Metalle nicht mit Erfolg angewendet
werden koͤnnen, so lange sie zugleich auch dem im Kessel Statt findenden
Druke ausgesezt sind.
13. Die Commission haͤlt es fuͤr sehr wuͤnschenswert, daß ein
geeigneter, auf
Hochdrukdampfkessel anwendbarer Dampfmesser oder Manometer ausgemittelt werde.Die Commission bedauert, daß das Hydrostatische Sicherheitsventil des Hrn.
Ewbank nicht in
Gebrauch kam. Es wuͤrde mit einer geringen Modification als Maaß
dienen, und seine Anwendbarkeit an stehenden Maschinen kann keinem Zweifel
unterliegen. In wie weit das Schaukeln der Dampfboote dessen Wirksamkeit
beeintraͤchtigen duͤrfte, vermag die Commission nicht zu
entscheiden. Eine Beschreibung dieses Apparates findet man im Franklin Journal Vol. IX. S. 64, und Vol. X. S. 2. A. d. O. Bis dahin findet man einigen Ersaz in einem graduirten Sicherheitsventile,
dessen Zahlen direct in Pfunden den BerstungsdrukWir bedienen uns des Ausdrukes „Berstungsdruk (bursting pressure)“ zur
Bezeichnung des uͤber den atmosphaͤrischen Druk hinausgehenden
Drukes im Kessel, zum Unterschiede von dem arbeitenden Druke, unter welchem
die Gesammtspannkraft des Dampfes verstanden wird. A. d. O. des Dampfes per Quadratzoll angeben, und welches
im Bereiche des Maschinisten gelegen seyn soll. Dieß scheint ein bequemes und
fuͤr die Praxis auch hinlaͤnglich genaues Mittel, zu jederzeit bei dem
gewoͤhnlichen Dienste eines Kessels den Berstungsdruk zu erfahren. Außerdem
muͤßte aber noch ein unter Schloß gebrachtes Ventil vorhanden seyn, welches
urspruͤnglich von einem verantwortlichen Agenten belastet werden
muͤßte, und welches der Maschinist wohl heben, nie aber niederhalten kann.
Ein gehoͤrig graduirter, in den Dampf oder in das Wasser im Kessel
eingesezter Thermometer wuͤrde sich unter gewoͤhnlichen
Umstaͤnden als ein gutes Instrument bewahren, und kann auf die spaͤter
anzugebende Weise angewendet werden.
14. Um den in diesem Abschnitte besprochenen Gefahren zu begegnen, empfiehlt die
Commission folgende Mittel, von denen das vorzuͤglichste durch ein Gesez
vorgeschrieben werden soll:
1) Jeder Kessel ist mit zwei Sicherheitsventilen, von denen jedes den beim
gewoͤhnlichen Gange der Maschine erzeugten Dampf auszulassen im Stande ist,
zu versehen. Das erste dieser Ventile soll von jenem, der die Maschine verfertigte,
graduirt werden; auf den Hebel, womit es belastet wird, soll der Berstungsdruk, bei
welchem sich das Ventil der Berechnung nach oͤffnet, wenn das bewegliche
Gewicht an die einzelnen Einschnitte gebracht wird, gepraͤgt seyn. Der dem
lezten Einschnitte entsprechende Druk soll dem Berstungsdruke, unter welchem die
Maschine zu arbeiten hat, gleichkommen. Auf dem zweiten Ventile soll ein Gewicht,
dessen Druk auf den Siz mit Einschluß des auf das Ventil wirkenden
Atmosphaͤrischen Drukes dem Druke, womit die Maschine arbeitet, gleichkommt,
unbeweglich fixirt werden. Es ist eine Einrichtung zu treffen, gemaͤß welcher
dieses Ventil gehoben, nie aber mit einem staͤrkeren Gewichte belastet werden
kann. Es ist daher unter Verschluß zu bringen, wobei das Gehaͤuse ein den halben
Radius des Ventilsizes betragendes Emporsteigen des Ventiles zu gestatten hat.
2) Die Commission empfiehlt das Scheibenventil, wobei jedoch der Durchmesser der
Scheibe jenen des Ventilsizes nicht um 1 1/2 mal uͤbertreffen soll, indem der
Rand schon bei einem geringeren Verhaͤltnisse genug Breite besizt, und hiebei
die durch den austretenden Luftstrom bedingte Neigung des Ventiles sich zu schließen
sicher beseitigt ist.
3) An dem unter Verschluß gesezten Ventile soll eine Schnur angebracht werden, mit
der es zugleich mit dem freien Ventile aufgezogen werden kann. Wenigstens alle 2
Stunden hat man sich zu uͤberzeugen, daß beide Ventile ihre Dienste
leisten.
4) Jeder Kessel einer jeden Maschine, die mit keinem groͤßeren Druke als einem
von zwei Atmosphaͤren arbeitet, ist mit einem offenen Queksilbermanometer zu
versehen. Die Hoͤhe des Queksilberstandes soll durch einen Schwimmer, der auf
einer graduirten Scala in Zollen den Berstungsdruk richtig angibt, angedeutet
werden. Fuͤr Hochdrukkessel empfehlen wir den Thermometer, welcher so
graduirt seyn muß, daß er die den Temperaturen des gesaͤttigten Dampfes
entsprechenden Drukgrade angibt, als ein zwekmaͤßiges Instrument.
5) Der Hebel des unter Verschluß gesezten Ventiles soll an dem Ende nach
Aufwaͤrts gebogen seyn, damit er beim Emporsteigen das Ventil eines Theiles
der Belastung enthebt. Ein passender Nachlaß dieser Belastung waͤre
ungefaͤhr der zehnte Theil des durch das Gewicht bedingten Drukes, und einer
solchen gemaͤß soll die Hoͤhe der Biegung des Hebels regulirt seyn.
Der Hebel bekaͤme hiedurch die aus Fig. 46 ersichtliche
Gestalt. Der nach Aufwaͤrts gebogene Theil a, g
kann entweder gerade oder anders seyn. d, c soll beinahe
neun Zehntheile von a, c betragen, g ist der Schwerpunkt der Kugel, des Hebels etc., und
soll sich etwas Weniges außerhalb des Mittelpunktes des Gewichtes gegen den
Stuͤzpunkt hin befinden.
6) Da es keinem Zweifel unterliegt, daß der unter den Dampfbooten bestehende
Wettstreit in Hinsicht auf Geschwindigkeit die Maschinisten oder Heizer
hauptsaͤchlich zur Ueberlastung der Ventile verfuͤhrt, so soll eine
Verordnung hiegegen erlassen werden.
II. Von den Explosionen in Folge
uͤberhizter Metalloberflaͤchen im Kessel.
15. An einem gut gebauten Dampfkessel ist kein Theil des Metalles der directen
Einwirkung des Feuers ausgesezt, ohne zugleich auch unmittelbar mit Wasser in
Beruͤhrung zu stehen. Das Metall kann daher keine hoͤhere Temperatur
annehmen als das Wasser, und diese ist durch das auf dem Sicherheitsventile lastende Gewicht bedingt.
Befindet sich das Metall nicht unter derlei Umstaͤnden, so wird es sich
uͤbermaͤßig erhizen, woraus auf zweierlei Weise Gefahr entstehen kann;
1) wird das Metall hiedurch schwaͤcher und mithin minder faͤhig,
selbst einem gewoͤhnlichen Druke zu widerstehen; und 2) wird es zu einem
Waͤrmebehaͤlter, welcher jederzeit, so oft das Wasser Zutritt zu ihm
erhaͤlt, stark gespannten Dampf zu erzeugen vermag.
16. Der erste dieser Punkte beruht auf direkten Versuchen und ist auch allgemein
zugestanden.Hr. John Steel gab vor
der Commission des englischen Parlamentes an, daß Gußeisen bei einer
Temperatur von 300° F. am staͤrksten sey; allein er bezog sich
auf keine in dieser Hinsicht angestellten Versuche. A. d. O. Die von der Commission in Betreff der Staͤrke der Materialien
angestellten Versuche fuͤhrten jedoch in Hinsicht auf die Staͤrke des
Schmiedeisens zu einer sonderbaren Beobachtung. Die Staͤrke desselben
steigert sich naͤmlich anfaͤnglich beim Steigen der Temperatur, und
erreicht ihr Maximum bei einer Temperatur, die uͤber jener sieht, bei welcher
irgend eine der gewoͤhnlichen Dampfmaschinen betrieben wird. Ist dieses
Maximum aber einmal erreicht, so nimmt die Staͤrke aͤußerst rasch ab,
so zwar, daß sie bei der Rothgluͤhhize nur mehr beilaͤufig den
sechsten Theil der bei den gewoͤhnlichen Temperaturen bestehenden
Staͤrke betraͤgt. Kupfer hingegen wird bei jeder Temperatur, die
uͤber der niedrigsten, bei welcher Versuche vorgenommen worden,
naͤmlich uͤber 32° F. steht, schwaͤcher. Diese Thatsache
ist in ihrer Anwendung auf die Probe der Kessel mittelst der hydraulischen Presse
von Wichtigkeit; auch zeigt sie die große und rasch zunehmende Gefahr, die dann
eintritt, wenn das Metall einmal uͤber das Maximum seiner Staͤrke
erhizt worden.
17. Was den zweiten Punkt betrifft, naͤmlich daß erhiztes Metall einen
Hizebehaͤlter bildet, der, so oft das Wasser auf irgend eine Weise mit ihm in
Beruͤhrung kommt, stark gespannten Dampf erzeugt, so war es bisher streitig,
ob stark erhiztes Metall rasch Dampf zu erzeugen im Stande sey. Bei den von Klaproth angestellten Versuchen verdampfte Wasser,
welches man in einen zum Rothgluͤhen erhizten Loͤffel tropfen ließ, um
so rascher, je mehr das Metall an Hize verlor. Bei den von Perkins und anderen vorgenommenen Versuchen verduͤnsteten
groͤßere Wassermengen in stark erhizten metallenen Gefaͤßen sehr
langsam. Beim Einsprizen von Wasser in einen zum Rothgluͤhen
entzuͤndeten eisernen Cylinder beobachtete Perkins
allerdings eine ploͤzliche Zunahme der Elasticitaͤt; allein er schrieb
dieß der Wirkung des heißen, ungesaͤttigten, im Cylinder enthaltenen Dampfes,
durch welchen das
Einsprizwasser stroͤmen mußte, zu. Die Commission fand, daß reines Eisen bei
einer Temperatur von 334° F. darauf getropftes Wasser am schnellsten in Dampf
verwandelte.Man sehe hieruͤber Abschnitt VI des ersten Theiles des Berichtes.
(Polyt. Journ. Vol. LXI, S. 409.) A. d. O. Ueber dieser Temperatur war die Repulsivkraft, die das Metall
ausuͤbte, so bedeutend, daß Wassertropfen, welche bei ihr in einer Secunde
verdampft waren, bei 395° F. volle 152 Secunden dazu brauchten. Der achte
Theil einer Unze Wasser verdampfte in einem eisernen Schaͤlchen von 3/16 Zoll
Dike, welches mittelst eines Oehlbades auf 546° F. erhalten wurde, in 15
Secunden, waͤhrend bei 507° F., bei welcher Temperatur unter diesen
Umstaͤnden die Verdampfung am raschesten ging, nur 13 Secunden hiezu
erforderlich waren. Die abkuͤhlende Wirkung, welche das Wasser auf das Metall
ausuͤbt, erhellt hier offenbar aus der hoͤheren Temperatur, auf die
das Metall am Anfange des Experimentes erhizt werden mußte, um die rascheste
Verdampfung zu erzielen. Zu einer weiteren derartigen Erlaͤuterung gelangt
man durch Vergleichung der die rascheste Verdampfung bedingenden Temperaturen, wenn
das Metallschaͤlchen durch einen guten oder schlechten Waͤrmeleiter
oder einen unvollkommenen Circulator, wie z.B. durch ein Zinn- und Oehlbad
erhizt wird. Ein eisernes Schaͤlchen von 1/4 Zoll Dike und mit rauher
Oberflaͤche verdampfte eine Unze Wasser am schnellsten, wenn das Metall durch
ein Oehlbad auf einer Temperatur von 555° F. erhalten wurde; bei Anwendung
eines Zinnbades dagegen betrug die Temperatur der raschesten Verdampfung 508°
F.
18. Dieß weiter ausgefuͤhrt, gibt einen Leitfaden in Betreff der Wirkung,
welche stattfindet, wenn man Wasser in groͤßeren Mengen auf erhiztes Metall
bringt. Es ergab sich, daß bei Vermehrung des Wassers um das Sechzehnfache, d.h. bei
Vermehrung desselben von 1/8 Unze auf 2 Unzen, die Temperatur der raschesten
Verdampfung von 460 auf 606° F. stieg, wenn das Metall eine rauhe
Oberflaͤche haͤtte und mittelst eines Zinnbades erhizt wurde. Wenn nun
auch diese Temperaturen durch die verschiedene Art und Weise, wie das Metall erhizt
erhalten wird, Veraͤnderungen erleiden, so ist doch soviel klar, daß sie mit
der Quantitaͤt des auf das Metall gegossenen Wassers rasch steigen. In dem
Falle, wo soviel Wasser in das Schaͤlchen gegossen wurde, als es fassen
konnte, ohne beim Sieden uͤberzufließen, war die Temperatur der raschesten
Verdampfung bei glatter Oberflaͤche 600° F. oder beilaͤufig
200° unter der Rothgluͤhhize; bei rauher oder oxydirter
Oberflaͤche hingegen wuͤrde sie der Analogie nach hoͤher
gewesen seyn.Man sehe hieruͤber Abschnitt IV des ersten Theiles des Berichtes.
(Polyt. Journ. Bd. LXI, S. 355.) A.
d. O.
19. Diese Bemerkungen erklaͤren, warum wir durch Einsprizen von Wasser in
einen bis zum hellen Rothgluͤhen erhizten Kessel stets Dampf von hoher
Spannkraft erhielten. In einem Falle ward durch die Einsprizung von 10 Unzen Wasser
die Spannkraft des Dampfes in weniger dann zwei Minuten bis auf 12
Atmosphaͤren gesteigert und eine Miniatur-Explosion erzeugt. Bei
diesem Versuche ward auch beobachtet, daß jene Stellen des Kesselbodens,
uͤber welche das Wasser hinglitt, augenbliklich in Folge der
ploͤzlichen Temperaturverminderung schwarz wurden, obschon die eingesprizte
Wassermenge nur, gering war. Der Kesselboden war hiebei rein, aber nicht blank. Die
Zeit, welche unter diesen Umstaͤnden zur Erzeugung von
explosionsfaͤhigem Daͤmpfe erforderlich ist, ist nicht zu berechnen;
nur soviel laͤßt sich mit Bestimmtheit behaupten, daß ein Sicherheitsventil,
welches dem unter gewoͤhnlichen Umstaͤnden in einem Kessel erzeugten
uͤberschuͤssigen Daͤmpfe entsprechenden Ausgang gestattet, in
einem Falle der eben beschriebenen Art sich als gaͤnzlich ungenuͤgend
bewaͤhren wird.
20. Diese Versuche finden volle Bestaͤtigung in mehreren ganz authentischen
Faͤllen von Kessel-Explosionen. Nach Hrn. Bakewell's Angabe haͤtte vor der
Explosion des Dampfbootes Grampus, auf welchem 6
cylindrische Kessel von je 38 Zoll Durchmesser gleichzeitig barsten, der Maschinist
gefunden, daß die Kessel sehr wenig Wasser enthielten, wo er dann
ungluͤklicher Weise ploͤzlich eine groͤßere Menge Wasser
einließ. Ebenso ist bezuͤglich der Explosion des Dampfbootes Car of Commerce notorisch, daß die Pumpen keine
hinreichende Menge Wasser lieferten, und daß eines der Kesselhaͤupter
wegflog, unmittelbar nachdem man diesen Uebelstand abzustellen gesucht
haͤtte. Der Kessel, welcher nachgab, war anders gebaut, als die
uͤbrigen, welche nicht nachgaben, und mit denen er in Verbindung stand. Gegen
beide hier angefuͤhrte Faͤlle kann kein Zweifel obwalten.
21. Es folgt jedoch hieraus keineswegs, daß die Gegenwart eines uͤberhizten
Metalles nothwendig eine Explosion erzeugen muͤsse; es ist im Gegentheil noch
das Zusammentreffen mehrerer anderer Umstaͤnde hiezu erforderlich. Es lassen
sich Beweise dafuͤr auffinden, daß diese Umstaͤnde in gewissen
Faͤllen nicht vorhanden waren, oder gluͤklicher Weise beseitigt
wurden. Oberst Long sah z.B. Holz, welches sich oben auf
cylindrischen Kesseln befand, in Brand gerathen, obschon es eine bedeutende Streke von
jedem Feuerzuge entfernt war. Bakewell beobachtete Dampf,
der selbst, nachdem er den Kessel bereits verlassen, noch so heiß war, daß er die
haͤnfene Liederung des Dampfcylinders verbrannte, und ebenso sah er Holz,
welches mit dem Kessel in Beruͤhrung stand, in Flammen aufgehen. Aehnliche
Ereignisse kamen an den Gruben von Cornwallis vor, ohne daß Explosionen daraus
entstanden waͤren.Hr. Perkins versichert
auf die Autoritaͤt des Hrn. Moyle gestuͤzt, daß eine Leiter,
welche zufaͤllig auf einem Kessel stehen geblieben war, in Flammen
aufging. A. d. O.
22. Man sollte meinen, daß man sich bei der Gegenwart von stark gespanntem
Daͤmpfe, der, wie erwiesen ist, durch uͤberhiztes Metall sehr rasch
erzeugt werden kann, nicht nach anderen Erklaͤrungsweisen der Explosionen
umgesehen. Dem ist jedoch nicht so, und die Commission sieht sich daher veranlaßt,
von ihrem Gange abzugehen, um in Kuͤrze jene Theorie zu beleuchten,
gemaͤß welcher in der Erzeugung von Wasserstoffgas die Ursache einiger
Explosionen zu suchen waͤre. Nach dieser Ansicht wuͤrde das auf das
Metall gelangende Wasser zersezt, oder eine aͤhnliche Zersezung wuͤrde
mit dem Daͤmpfe vorgehen. Das hiedurch entbundene Wasserstoffgas
wuͤrde sich mit Sauerstoffgas vermischen, in dieser Mischung durch das
rothgluͤhende Metall zersezt werden und die Explosion bewirken. Perkins hat auf eine mehr genuͤgende Weise, als
alle seine Vorgaͤnger erklaͤrt, wie dem Wasserstoffgase das hiezu
noͤthige Sauerstoffgas geliefert werden soll. Er versichert naͤmlich,
daß bei dem Spiele der Drukpumpe haͤufig Luft eingezogen wird, und daß sich
diese Luft im Kessel ansammle. Da die Grundhypothese bezuͤglich der Erzeugung
von Wasserstoffgas durch die von der Commission angestellten Versuche vollkommen
widerlegt ist, so haben wir die untergeordneteren Vermuthungen nicht naͤher
zu pruͤfen. Doch muͤssen wir bemerken, daß, wenn Luft in einen stark
erhizten Kessel, in welchem mehr Wasserstoffgas enthalten ist, als daß sich ein
explodirbares Gemisch bilden koͤnnte, eintritt, dieses Element von dem
erhizten Metalle aufgenommen werden wuͤrde; und daß Gase nicht in den Kessel
eindringen und in demselben verbleiben koͤnnen, ohne sich mit dem Dampfe zu
vermischen und mit demselben auszutreten. Bei den angezogenen VersuchenDa ein negatives Resultat stets weit groͤßere Vorsicht erheischt als
ein positives, so verwendete die Commission auf die einschlaͤgigen
Versuche, welche man im ersten Theile des Berichtes nachlesen kann, weit
mehr Zeit, als dieser Gegenstand seiner Wichtigkeit halber erfordert
haͤtte. A. d. O. wurde Wasser auf den Boden eines Kessels, welcher bis zum orangefarbigen
Gluͤhen erhizt worden, gegossen, ohne daß dadurch eine Zersezung erfolgt
waͤre. Die auf dem Boden befindliche Schichte Metalloxyd verhuͤtete, indem durch sie die
Affinitaͤt geschwaͤcht wurde, die Zersezung. Der Kessel war
uͤbrigens gereinigt worden, und befand sich in gutem arbeitsfaͤhigen
Zustande, in welchem, wie kaum erinnert werden darf, der Kessel eine blanke
Metalloberflaͤche darbietet.
23. Es unterliegt keinem Zweifel, daß in Folge der Zersezung der Oehle oder der
sonstigen vegetabilischen Stoffe, welche man in den Kessel bringt, um Aussikerungen
zu verhindern oder der Bildung von Niederschlaͤgen vorzubeugen, in den
Kesseln zu verschiedenen Zeiten verschiedene Mengen gekohltes Wasserstoffgas
enthalten sind; allein die Idee, daß sich dasselbe anhaͤufen und in solchem
Maaße mit Luft vermischen koͤnnte, daß eine Gefahr daraus erwuͤchse,
ist ganz unbegruͤndet. In Oefen, welche mit Steinkohlen geheizt werden, kann
sich Gas, wenn dessen Entweichen durch Schließen eines Registers verhindert wird,
allerdings ansammeln und moͤglicher Weise selbst in einem Gefahr bringenden
Grade.Man sehe die von John Taylor im Philosophical Magazine Vol. I beschriebene, in
den Goldminen vorgefallene Explosion. A. d. O. Es ist hergestellt, daß die Entzuͤndung eines aus Steinkohlengas und
LuftArago gibt dieß auf die Autoritaͤt
Gay-Lussac's gestuͤzt, an; ein Kessel im Arsenale
zu Paris soll auf diese Weise zerstoͤrt worden seyn. Siehe Annuaire du Bureau des longitudes 1830, S. 197.
A. d. O., oder eines aus harzigem Holze erzeugten Gases und Luft bestehenden
Gemisches einen Kessel zerstoͤren kann; doch sind dieß Faͤlle, welche
ganz außer dem Bereiche unserer Discussion liegen.Man sehe den von Hare erlaͤuterten Fall der
Explosion einer mit einem Anthracitofen in Verbindung stehenden Trommel aus
Eisenblech im Franklin Journal Vol. VI, S. 337.
Man haͤtte Foͤhrenspane zum Aufzuͤnden des Feuers
genommen und das aus diesen entwikelte Gas bildete mit der in den
Roͤhren und der Trommel enthaltenen Luft ein explodirbares
Gasgemenge. – Man sehe auch die Erzaͤhlung der Explosion eines
Schmiedegeblaͤses in Silliman's Journal Bd.
XXIV, S. 192. A. d. O.
24. Es wird angegeben, daß das Dampfboot Enterprise auf dem Flusse Savannah in dem
Augenblike explodirte, wo dasselbe vom Blize getroffen wurde, und wollte hierin
einen Beweis fuͤr die Bildung von Wasserstoffgas im Kessel finden. Es kann
jedoch nicht gestattet seyn, aus einem. Zufalle, dessen naͤhere
Umstaͤnde so wenig bekannt sind, Schlußfolgerungen zu ziehen. War
Wasserstoffgas zugegen, so mußte auch uͤberhiztes Metall zugegen gewesen
seyn, und durch die directe Einwirkung der Elektricitaͤt auf die um den
Kessel herum befindlichen Nichtleiter mußte Wasser auf das erhizte Metall
geschleudert worden seyn. Alles dieß ist jedoch reine Hypothese; und es ist der
Analogie ebenso zuwider, daß ein elektrischer Funke durch einen Raum, der, wie es an
dem Kessel der Fall ist, mit einem guten Leiter umgeben ist, schlagen und dadurch das in diesem
Raume befindliche Gemisch aus Wasserstoff- und Sauerstoffgas zur Explosion
bringen sollte, als daß durch die directe Einwirkung des Funkens der ausgedehnte
Leiter zertruͤmmert werden sollte. Die Commission erklaͤrt daher den
fraglichen Fall fuͤr zu verworren und schlecht beobachtet, als daß daraus ein
Schluß gezogen werden duͤrfte, der mit der nuͤchternen, aus
zahlreichen genau beobachteten Thatsachen gezogenen Theorie im Widerspruche
steht.
25. Man fuͤhrte noch einen anderen Fall an, der mehr Wahrscheinlichkeit
fuͤr sich hat. An einem Walzwerke zu Pittsburgh berstete ein Kessel unter
ungeheurer Explosion, bei der ein Cylinder mit einem seiner Haͤupter hoch in
die Luft geschleudert wurde und in einer Entfernung von 200 Yards von seinem
urspruͤnglichen Plaze niederfiel. Jemand, der Zeuge hievon war, gibt an, er
habe ruͤkwaͤrts einen Feuerstrom aus dem Kessel entweichen sehen, und
dieser Feuerstrom sollte der fraglichen Hypothese gemaͤß aus
entzuͤndetem Wasserstoffgase bestanden haben. Es braucht hiegegen wohl kaum
erinnert zu werden, daß, wenn die Explosion durch Wasserstoffgas erzeugt worden
waͤre, dieses gewiß nicht beim Emporstiegen des Kessels in Gestalt eines
Feuerstromes aus dem leeren Kessel entwichen waͤre. Dr. Jones erklaͤrte diese Erscheinung ganz richtig dadurch, daß
jeder leuchtende Koͤrper, wenn er sich mit einer bedeutenden Geschwindigkeit
bewegt, wegen des laͤnger in dem Auge zuruͤkbleibenden Lichtreizes das
Bild eines Lichtstromes erzeugt.Siehe Franklin Journal
Bd. III, S. 70 und 74. A. d. O. Daß der Kessel wirklich rothgluͤhend gewesen, daruͤber scheint
kein Zweifel obzuwalten.
26. Von dieser Abschweifung zuruͤkkehrend, glaubt die Commission sich dahin
aussprechen zu muͤssen, daß die Gegenwart von uͤberhiztem Metalle
jedenfalls mit Gefahr verbunden ist, theils weil das Metall hiebei an Staͤrke
verliert, theils weil die Moͤglichkeit der Erzeugung von stark gespanntem
Daͤmpfe dadurch gegeben ist. Sie geht demnach auf die wahrscheinlichen, zu
diesem Resultate fuͤhrenden Ursachen, welche in den ihr gemachten
Mittheilungen oder in anderen Documenten angegeben wurden, und auf die verschiedenen
in Vorschlag gebrachten Schuzmittel uͤber.
27. Ueberhizung des Metalles kann erstlich durch Wassermangel
im Kessel entstehen. Dieß ist eine allgemein anerkannte und wie es scheint
haͤufige Ursache der Explosionen. Die Speisungspumpe geraͤth, wie gut
sie auch anfaͤnglich adjustirt seyn mag, allmaͤhlich in Unordnung; das Spiel ihrer
Ventile kann beeintraͤchtigt werden, und die an sie oder von ihr
wegfuͤhrenden Canaͤle koͤnnen sich durch erdige oder salzige
Ablagerungen verlegen. Ebenso kann in einigen Faͤllen eine solche Erhizung
derselben stattfinden, daß sie Dampf anstatt Wasser einsprizt. Jedes derlei Ereigniß
wird die gehoͤrige Speisung des Kessels mit Wasser beeintraͤchtigen,
so daß also der Stand des Wassers im Kessel mehr oder minder rasch sinken wird. Es
gilt dieß sowohl von den selbstthaͤtigen, als auch von den
gewoͤhnlichen Vorrichtungen zur Speisung der Kessel; denn keine von allen
bisher angegebenen ist vollkommen zuverlaͤssig. Es kommen aber außerdem auch
noch Faͤlle vor, in denen die Drukpumpe nicht in Thaͤtigkeit ist,
waͤhrend die Erzeugung und der Verbrauch des Dampfes von Statten geht. An
einigen stehenden Maschinen wird der Kessel nur zeitweise gespeist, so daß die
Speisung also von der Aufmerksamkeit des Heizers abhaͤngt. Eben dieß ist auch
auf vielen Dampfbooten waͤhrend des Landens der Fall, und deßhalb wird auch
das Ungluͤk haͤufig durch das kuͤnstliche Oeffnen des
Sicherheitsventiles, und dadurch, daß man den Dampf und mithin auch das Wasser
verzehren laͤßt, noch erhoͤht. Nach einer approximativen Berechnung
wird man finden, daß, um das Wasser in einem cylindrischen Kessel mit einem in
dessen Innerem angebrachten Ofen, oder in einem Kessel von gleicher Form, an welchem
aber das Feuer direct auf dessen aͤußere Oberflaͤche wirkt und der
zugleich mit einem inneren Feuerzuge versehen ist, um einen Zoll fallen zu machen,
nur 5 bis 9 Minuten Zeit erforderlich sind.Wenn man an einem cylindrischen Kessel mit innerer Feuerstelle und innerem
Feuerzuge die Laͤnge der Heizoberflaͤche mit l, den Durchmesser des Ofens mit d und das Verhaͤltniß, in welchem der
Umfang eines Kreises zu dem Durchmesser desselben steht, mit π bezeichnet, so ist πdl = der Ausdehnung der
Heizoberflaͤche. Da nun an einem Kessel dieser Art ein Quadratfuß
(144 Quadratzoll) Heizoberflaͤche in einer Secunde 0,356 Cubikzoll
Wasser in Dampf verwandeln kann, so ist πdl × 356/144 = der Zahl der in einer Secunde
verdampften Cubikzoll Wasser. – Bezeichnet man ferner das Sinken des
Wasserstandes in einer Secunde mit x und die
Breite der Wasserflaͤche mit c; und nimmt
man an, daß der Kessel und der innere Cylinder einander an Laͤnge
gleichkommen, so ist xcl eine
approximative Schaͤzung der Menge des verdampften Wassers. Bildet man
aus diesen beiden aufgefundenen Werthen eine Gleichung und schafft man l weg, so erhaͤlt man πd × 0,356/144 = xc. Da die Tiefe des Wassers zu 2/3 des
Durchmessers des aͤußeren Cylinders angeschlagen werden kann, so gibt
dieß, wenn D dieser Durchmesser ist, c = 0,98 D, und πd × 0,356/144 = 0,98 xD. Das Verhaͤltniß von d zu D wechselt in
der Praxis von 0,4 bis zu 0,6 und selbst 0,7. Nimmt man das Niedrigste oder
d = 0,4 D, so
ist 0,4 πD × 0,356/144 =
0,98 xD, und mithin x = 0,003 Zoll in der Secunde. Um das Niveau des Wassers um
einen Zoll fallen zu machen, braucht es daher, angenommen, daß das Wasser
nicht bis zu dem inneren Feuerzuge hinauf reicht, nur 5 Minuten 16 Secunden
Zeit. Fuͤr einen Cylinder mit innerem Feuerzuge, auf welchen jedoch
das Feuer von Außen wirkt, wird, wenn die effektive Heizoberflaͤche
halb so groß ist als jene des Kessels, das Sinken des Wasserstandes nicht
weniger als 2/1000 Zoll betragen. A. d. O. Wird durch dieses Fallen ein innerer Feuerzug von 18 Zollen in einer
Hoͤhe von einem Zolle troken gelegt, so werden auf jeden Fuß der
Laͤnge des Feuerzuges zwischen 102 und 103 Quadratzoll Oberflaͤche der
Einwirkung des Feuers ausgesezt.
28. Es ergibt sich demnach, daß sowohl durch Unfall als auch bei dem
gewoͤhnlichen Spiele der Dampfmaschine Mangel an Wasser im Kessel und mithin
Ueberhizung des Metalles entstehen kann. Zahlreiche beobachtete Falle liefern den
wirklichen Beweis hiefuͤr.
29. Das durch die Hize geschwaͤchte Metall kann jenem Druke, unter dem der
Kessel gewoͤhnlich arbeitet, nachgeben. In welchem Maaße dieß geschieht,
haͤngt von dem Grade des Drukes und von der Hize, welche das Metall
erreichte, ab. Das haͤufige Bersten der Kessel in der Nahe der
gewoͤhnlichen Wasserlinie und in einer horizontalen, sehr verschiedene
Metalldiken umfassenden Flaͤche, fuͤhrt zu der Vermuthung, daß dieß
mit Ueberhizung des Metalles, welche, wenn an den Theilen des Kessels durchaus
gleiche Umstaͤnde obwalten, gleichmaͤßig und in gleichen Entfernungen
von der Wasserlinie eintreten muß, in Zusammenhang steht. Es ist der Commission
jedoch kein authentischer Fall bekannt, in welchem ein Kessel ohne innere
Feuerzuͤge bei Ueberhizung des Metalles lediglich durch den
gewoͤhnlichen Druk des Dampfes zersprengt worden waͤre. Eine Ausnahme
hievon duͤrfte bloß die Explosion eines cylindrischen Kessels in der Gießerei
des Hrn. M'Queen zu
New-York machen, bei welcher der niedere Stand des Wassers wohl sehr
wahrscheinlich, aber doch nicht ganz ausgemacht ist.Aus dem Berichte, welchen Th. Ewbank im Franklin Journal Vol. X, S. 3 hieruͤber
gab, geht hervor, daß der Druk ungewoͤhnlich groß, und mit oder ohne
Ueberhizung unstreitig die Ursache der Explosion abgab. Bei der ebendaselbst
erzaͤhlten Explosion des Dampfbootes Aetna
war der Kessel uͤberhizt; unbestimmt aber ist, ob die Explosion durch
den Druk allein erzeugt wurde, oder ob das Wasser mit dem uͤberhizten
Metalle in Beruͤhrung kam. A. d. O. Der kupferne Kessel, welcher bei den von der Commission vorgenommenen
Versuchen sprang, kann uͤbrigens als ein Beweis fuͤr die
Moͤglichkeit einer solchen Vorkommniß betrachtet werden. Die Explosionen,
welche unter diesen Umstaͤnden an Kesseln mit inneren Feuerzuͤgen
vorkamen, zeigten ihre Wirkung an diesen Feuerzuͤgen, welche einsinken
(collabiren, nachgeben und sich haͤufig von den Kesseln abloͤsen. Die
im J. 1828 auf dem Ohio vorgefallene Explosion des Dampfbootes Patriot gibt ein Beispiel hiefuͤr.Ein zweites Beispiel hiefuͤr liefert die Explosion des Dampfbootes Tricolour. A. d. O. Es wurde in diesem Falle die Maschine in Gang gehalten, obwohl man bereits wußte, daß das
Wasser bis unter die Feuerzuͤge gesunken war: eine Unbesonnenheit, welche das
Einsinken des einen der Feuerzuͤge zur Folge haͤtte.
30. Es ist, wie spaͤter gezeigt werden wird, sehr wahrscheinlich, daß in jenen
Faͤllen, wo unmittelbar vor der Explosion die Maschine in Gang gesezt oder
das Sicherheitsventil geoͤffnet wurde, Wasser auf das uͤberhizte
Metall geschleudert ward.
31. Einen ganz authentischen Fall, in welchem der Druk nicht zur Bewirkung der
Explosion hinreichte, oder in welchem das Metall durch die Veraͤnderung
seiner Form abgekuͤhlt wurde, liefert der Kessel des Dampfbootes Legislator. In diesem wurde naͤmlich ein ovaler
Feuerzug, welcher uͤberhizt worden, durch den Druk des Dampfes abgeplattet.
Der Explosion ward dadurch vorgebeugt, daß man das Feuer ausloͤschte, als man
von dem Mangel an Wasser im Kessel Kenntniß erhielt.
32. Es wurden verschiedene Weisen, auf welche das Wasser mit uͤberhiztem
Metalle in Beruͤhrung kommen kann, angegeben. Dieß kann naͤmlich durch
absichtliche oder zufaͤllige Beseitigung des in der Speisungspumpe gelegenen
Hindernisses, oder durch Einsprizen von Wasser mittelst einer Handpumpe geschehen.
Wenn man bedenkt, daß ein Cubikzoll 621 Cubikzoll Dampf von drei Atmosphaͤren
oder 189 Zoll Dampf von eilf Atmosphaͤren entwikelt, und daß diese
Dampferzeugung viel rascher von Statten geht, als bei dem gewoͤhnlichen
Spiele des Kessels, so wird man sich erklaͤren, wie unter diesen
Umstaͤnden ein gewoͤhnliches Sicherheitsventil nicht ausreicht. Die an
Bord des Grampus, der Constitution und auf anderen Dampfbooten vorgefallenen
Explosionen geben Warnungen gegen das Einleiten von Wasser in Kessel, welche sich in
solchen Umstaͤnden befinden; dagegen ist das obige von dem Maschinisten des
Legislator eingeschlagene Verfahren zu empfehlen; denn hier wurde die Explosion
offenbar nur dadurch verhuͤtet, daß man den Kessel abkuͤhlen ließ,
bevor man Wasser in ihn einleitete. Man sollte sich nicht erlauben, von diesem
Verfahren leicht abzugehen.
33. Eine zweite Weise, nach welcher das Wasser mit dem uͤberhizten Metalle in
Beruͤhrung kommen kann, ist durch das Ausschaͤumen des Wassers,
welches durch das Oeffnen eines Sicherheitsventiles oder beim gewoͤhnlichen
Spiele der Maschine stattfindet, bedingt. Dieses Aufschaͤumen ist durch die
im ersten Theile unseres Berichtes beschriebenen Versuche genuͤgend
erwiesen.Man sehe hieruͤber den ersten Abschnitt des ersten Theiles unseres
Berichtes. (Polyt. Journal Bd. LXI, S.
334–245.) A. d. O. Da dasselbe dadurch, daß eine Oeffnung in den Kessel gemacht wird, erzeugt
wird, so kann man annehmen, daß seine Wirkung nicht wohl eine groͤßere seyn
kann, als Erzeugung von Dampf als Ersaz fuͤr jenen, welcher austrat. Diese
Ansicht findet einige Unterstuͤzung in den von Arago angestellten Versuchen, sowie auch in den eigenen Versuchen der
Commission; widersprochen dagegen wird ihr durch die Beobachtungen von Tabareau und Rey.Man sehe hieruͤber das Annuaire du Bureau des
Longitudes 1830, S. 148 und 180. A. d. O. Bei jenen Arago's
waren die Kessel nicht uͤberhizt; bei den unserigen war eine bedeutende Menge
erhizten Metalles vorhanden; bei den zulezt erwaͤhnten, bei denen an einem
kleinen Kessel durch Oeffnen eines Sicherheitsventiles eine Steigerung der
Spannkraft des Dampfes eintrat, war der Kessel mit einem Holzkohlenfeuer umgeben. Es
kann daher kaum zweifelhaft seyn, daß das Resultat durch die obwaltenden
Umstaͤnde bedingt ist, und daß, wenn bei niederem Wasserstande eine Oeffnung
in den Kessel gemacht wird, allerdings Gefahr entstehen kann, obwohl eine solche nicht nothwendig daraus folgt. Die Wirkung des
Aufschaͤumens wird erhoͤht, wenn bei der Bewegung, die eintritt, wenn
die Maschine, nachdem sie stillgestanden, wieder zu arbeiten beginnt, auch noch das
Sicherheitsventil geoͤffnet wird. Dieß war auf den Dampfbooten des Hudson vor
einigen Jahren allgemeiner Gebrauch; denn man oͤffnete, wenn das Boot,
nachdem es angelandet war wieder abfuhr, dieses Ventil stets mit der Hand.
34. Die auf einander folgenden Explosionen verbundener Kessel, wie sie an den Gruben
von Polgooth und auf dem Dampfboot Rhone vorkamenMan findet die naͤheren Angaben hieruͤber von Taylor im London Philos.
Magaz. Vol. I. 1827 und im erwaͤhnten Annuaire von 1830. A. d. O., lassen sich leicht durch das Aufschaͤumen erklaͤren,
waͤhrend sie auf irgend eine andere Weise nur schwer begreiflich werden. Der
Grund scheint darin zu liegen, daß unmittelbar vor der Explosion des zweiten Kessels
eine große Oeffnung in demselben gemacht wurde.Dieselbe Ansicht aͤußert Arago am
angefuͤhrten Orte S. 184. Die anderen daselbst von ihm erzahlten
Faͤlle, naͤmlich die Explosion, welche zu Lyon auf das Oeffnen
eines Sperrhahnes erfolgte, und jene, welche zu Essonne auf die durch den
Dampf bewirkte Eroͤffnung des Sicherheitsventiles eintrat, lassen
sich erklaͤren, wenn man annimmt, daß die Oeffnungen bei denen der
unter den fraglichen Umstaͤnden im Kessel erzeugte Dampf entweichen
konnte, nicht groß genug waren. A. d. O.
35. Perkins hat in seiner in Betreff der
Dampfkessel-Explosionen aufgestellten Hypothese angenommen, daß der durch
uͤberhiztes Metall entstehende heiße Dampf die eigentliche Quelle der Gefahr
ist. Diese Annahme
zeigte sich jedoch als unvertraͤglich mit den aus einer richtigen Theorie
ableitbaren FolgerungenSiehe Dulong's
Abhandlung in den Annales de Chim. et de Phys. Vol.
XLVIII (polyt. Journal Bd. XXXVI,
S. 337). A. d. O.; denn das Einsprizen von Wasser in heißen oder ungesaͤttigten Dampf
sollte dessen Spannkraft vermindern, anstatt sie zu erhoͤhen. Die Commission
stellte, um sich zu uͤberzeugen, ob bei der Anwendung der Theorie auf das
fragliche Problem allenfalls einige Umstaͤnde unberuͤksichtigt
blieben, mehrere direct hierauf bezuͤgliche Versuche an. Das Wasser ward
sowohl in vollem Strahle, als auch durch kleine Oeffnungen eingesprizt; aber in
keinem Falle ward in der Spannkraft des heißen und ungesaͤttigten Dampfes
eine Zunahme, wohl aber eine merkliche Abnahme beobachtet. 14 Unzen Wasser, welche
in Dampf von 533° F. eingesprizt wurden, verminderten dessen Druk um 0,34
einer Atmosphaͤre.Fuͤr einen gewissen theoretischen Fall, d.h. wenn alle zur Verdampfung
des Einsprizwassers bestimmte Hize dem heißen Daͤmpfe entnommen, und
wenn soviel Wasser eingesprizt wird, als dieser Dampf verduͤnsten
kann, ohne daß seine Temperatur unter jene des gesaͤttigten Dampfes
von gleicher Spannkraft herab: sinkt, berechnete Dulong genau die Verminderung der Spannkraft. Vergleicht Ann. d. Chim. et d. Phys. Vol. XLVIII, S. 378.
A. d. O. Der Dampf haͤtte bei diesem Versuche eine Temperatur, welche einem
Druke von 60 AtmosphaͤrenNach der von Arago und Dulong angegebenen Formel berechnet. A. d. O. entsprach, und eine wirkliche Spannkraft von nicht mehr als 6,82
Atmosphaͤren. Außerdem lieferte ein Feuer in dem Maaße Hize, als diese durch
Verdampfung des eingesprizten Wassers absorbirt wurde.
36. Ein Correspondent gab an, daß, wenn ein Dampfboot in Bewegung zu kommen beginnt,
dasselbe durch die Traͤgheit des Wassers an dem einen Ende des Kessels
emporgehoben und zu Schwingungen veranlaßt wird, wodurch Wasser auf die allenfalls
uͤberhizten Theile des Kessels geschleudert werden kann. Dieß laͤßt
sich allerdings nicht bestreiten; allein es laͤßt sich auch nicht wohl sagen,
wie weit die Wirkung hievon geht. – Die weitere Behauptung, daß das Wasser
eine Quantitaͤt latenter Waͤrme, welche dann durch mechanische Mittel
frei gemacht werden kann, aufzunehmen vermag, scheint der Commission nicht
stichhaltig. Die als Beweise hiefuͤr geltend gemachten Versuche lassen sich
eben so gut auch nach anderen allgemein als guͤltig angenommenen Principien
erklaͤren.
37. Die Wirkung, welche das Umlegen eines Bootes, namentlich eines solchen mit
verbundenen Kesseln hervorbringt, sowie auch die Wirkungen des ploͤzlichen
Zerspringens des Bodensazes, unter dem das Metall uͤberhizt seyn kann, werden, obschon sie
auch in diesen Abschnitt gehoͤren, weiter unten eigens abgehandelt
werden.
38. Die Schuzmittel, welche gegen die unter diesem Abschnitte begriffenen Gefahren
vorgeschlagen wurden, beziehen sich hauptsaͤchlich auf die Hauptquelle der
Gefahr: naͤmlich auf den Wassermangel im Kessel. Hieher gehoͤren: 1)
verschiedene sich selbst regulirende Speisungsapparate; 2) verschiedene Methoden zur
Bestimmung des Wasserstandes im Kessel oder zur Andeutung des Sinkens desselben bis
auf einen gewissen Grad; 3) verschiedene Methoden zur Bestimmung der Temperatur des
Kessels oder einzelner Theile desselben.
39. 1) Eine der gewoͤhnlichsten Methoden zur Regulirung der Speisung eines
Kessels mit Wasser beruht auf der Anwendung eines sogenannten Schwimmers. An dem
Kessel mit niederem Druke ward bekanntlich mit dem guͤnstigsten Erfolge ein
Schwimmer zum Heben eines Ventiles verwendet, welches den Wasserbehaͤlter mit
dem Kessel in Verbindung sezte. Charles Pott legte dem
Franklin-Institute ein sehr zierliches Modell vor, an welchem das Wasser
mittelst eines sich selbst regulirenden Speisungsapparates, zu welchem auch ein
Schwimmer gehoͤrte, bestaͤndig auf gleicher Hoͤhe erhalten
wurde. An kleinen Hochdruk-Dampfkesseln mit inneren Feuerzuͤgen ist
jedoch die Anwendung einer derlei Vorrichtung mit großen Schwierigkeiten
verbunden.
40. Man ist uͤber das in den Schwimmer zu sezende Vertrauen unter den
Ingenieurs sehr verschiedener Ansicht. Jene, die seine Thaͤtigkeit aus dem
großen Kessel einer Maschine von niederem Druke beobachteten, schenken ihm
unbedingtes Vertrauen; andere, die ihn nur an kleinen Hochdruk-Dampfkesseln
probirten, halten seine Wirkung fuͤr zu unsicher, als daß selbst unter seiner
besten Form ein guter Zwek damit erreicht werden koͤnnte. Wenn die gegen den
Schwimmer gemachten Einwuͤrfe nicht Stich halten, und wir glauben, daß dieß
nur zum Theile der Fall seyn duͤrfte, so liegt die Schwierigkeit in Dingen,
welche im Allgemeinen allen sich selbst regulirenden Apparaten zum Vorwurfe gemacht
werden koͤnnen. Der Haupteinwurf ist offenbar der, daß diese Vorrichtungen
leicht in Unordnung gerathen; und daß, da sie zwischen dem Inneren des Kessels und
dem Aeußeren eine Communication herstellen, eine mit einer Liederung versehene
Oeffnung erforderlich wird, welche, wenn der Stiel des Schwimmers nicht in
bestaͤndiger Bewegung ist, leicht zu einem so festen Schlusse kommen kann,
daß die Schwimmkraft des Schwimmers nicht mehr ausreicht, um ihn in Bewegung zu
sezen.
41. Auf eine sehr sinnreiche Speisungsmethode nahm Hr. Eve im Jahr 1825 ein Patent.Man findet diese Vorrichtung im Franklin Journal
Bd. VI, S. 42 und S. 327 beschrieben. A. d. O. Sie beruhte auf der Anwendung eines zum Theile durchbohrten, sich drehenden
HahnesMan sehe hieruͤber das London Journal of arts
Vol. XII, S. 230, das Repertory of
Patent-Inventions Vol. III, S. 70, das Mechanics' Magazine Vol. VII, S. 244. (Polyt.
Journal Bd. XXII, S. 17.) Auf ein zu
demselben Zweke dienendes sich drehendes Rad ward von Jesse Fox ein Patent genommen, welches man im Franklin Journal
Bd. X, S. 161 findet. A. d. O., welcher abwechselnd in dem Kessel und in einer Wasserkammer spielte. Man
hoffte, daß dieser Hahn, wenn er auf gehoͤriger Hoͤhe am Kessel
angebracht wuͤrde, so lange das Wasser auf gehoͤriger Hoͤhe
stuͤnde, nur Wasser abgeben und wieder zuruͤkleiten wuͤrde,
waͤhrend er, wenn das Wasser zu tief gesunken waͤre, Dampf auslassen
und dafuͤr Wasser in den Kessel leiten muͤßte. Die Schwierigkeit, den
ausgelassenen Dampf zu verdichten, und den Einfluß des Wassers bei den zu diesem
Zweke gemachten Oeffnungen zu bewirken, scheint sowohl diesen als andere viel
versprechende Plane derselben Art vereitelt zu haben.I. G. William's
patentirte Speisungsmethode (Franklin Journal
Vol. VII, S. 183) trifft, obwohl das Spiel bei derselben etwas
abweicht, derselbe Vorwurf in noch hoͤherem Grade. Man vergleiche
uͤbrigens auch Walker's Speisungspfropf in den Transactions of the Society of Arts Vol. L, P. I, S. 60 und die im Mechanics' Magazine
Vol. XXI, S. 376 angegebene Vorrichtung. A. d. O. Hr. Charles Potts hat
neuerlich ein auf einem aͤhnlichen Principe beruhendes System in Vorschlag
gebracht, dem gleichfalls das im Wege stehen duͤrfte, daß Wasser aus
Oeffnungen von maͤßiger Groͤße nur schwer ausfließt, wenn der Druk auf
die beiden Enden der Wassersaͤule gleich ist; und daß der sich drehende, als
Speiser dienende Pfropf sammt einem Theile seines Inhaltes abwechselnd erhizt und
abgekuͤhlt werden muß. Die Commission stimmt uͤbrigens mit dem von der
Committee of Science and the arts erstatteten
Berichte wenigstens darin uͤberein, daß dieses Princip weiter erprobt werden
sollte.Franklin Journal Vol. XVIII, S. 3. A. d. O.
42. Die Commission ist entschieden der Ansicht, daß es keinen selbstthaͤtigen
Speisungsapparat gibt, und daß auch wahrscheinlich keiner erfunden werden
duͤrfte, welcher die Sorgfalt und Aufmerksamkeit von Seite des Maschinisten
entbehrlich macht; sie betrachtet vielmehr die Sorglosigkeit, welche aus der
Anwendung dieser Apparate erwachsen duͤrfte, fuͤr einen sehr
ernstlichen, wiewohl nicht unuͤberwindlichen Einwurf gegen dieselben.
43. 2) Was die Methoden betrifft, nach welchen man sich von der Hoͤhe des
Wasserstandes in einem Kessel uͤberzeugen kann, oder durch welche angedeutet
werden soll, wenn das Wasser bis auf ein bestimmtes Niveau gefallen ist, so ist die
Unvollkommenheit der gewoͤhnlich gebraͤuchlichen Aichhaͤhne
allgemein bekannt und anerkannt. Sie datiren von der Zeit Savery's her, wo die Dampfmaschine noch in ihrer
Kindheit war, und sind bei dem jezigen ausgebildeteren Zustande derselben eine wahre
Makel. Im besten Falle, naͤmlich wenn das Wasser im Kessel ruhig ist, deuten
sie nur beim Beilaͤufigen die Hoͤhe des Wasserstandes anVon den folgenden Bemerkungen, mit Ausnahme der Wirkung des
Aufschaͤumens, ist nur der von Tyler im
Franklin Journal Vol. XV, S. 178
beschriebene Hahn auszunehmen. A. d. O.; und wenn das Wasser uͤber dem obersten und unter dem tiefsten Hahne
steht, versagen sie ihre Dienste gaͤnzlich; auch kann man sie nicht in
groͤßerer Entfernung von einander anbringen, ohne ihre Angaben selbst
innerhalb der erwaͤhnten Graͤnzen zu unbestimmt zu machen. Wenn ein
Kessel arbeitet, namentlich wenn er klein ist und Dampf von hohem Druke
enthaͤlt, findet das Aufschaͤumen in so hohem Grade Statt, daß es
deren Dienst beeintraͤchtigt, wie dieß aus dem ersten Theile unseres
Berichtes zur Genuͤge hervorgeht. Als Beispiel verweisen wir auf den Fall, in
welchem an unserem kleinen Experimentirkessel beim Aufheben des Sicherheitsventils
einer der Haͤhne einen Wasserstand andeutete, welcher beinahe 2 Zoll unter
dem wirklichen Niveau war.Man sehe hieruͤber den ersten Abschnitt des ersten Theiles unseres
Berichtes, und Peale's
Aufsaz uͤber die Hoͤhe des Wasserstandes in den Kesseln der
Lokomotiven im Franklin Journal Vol. VIII. A. d.
O.
44. Gegen die Andeutung des Wasserstandes mittelst eines Schwimmers laͤßt sich
alles das vorbringen, was oben bei den Speisungsmethoden gesagt wurde. In Amerika
bediente man sich seiner bisher nur in sehr wenigen Faͤllen. Die Commission
probirte einen laͤrmgebenden Schwimmer, gegen den sich die auf die
Stopfbuͤchse bezuͤgliche Einwendung nicht machen laͤßt, da er
sich gaͤnzlich innerhalb des Kessels befindet. Diese Vorrichtung, welche von
Hrn. D.H. Mason angegeben
ward, die aber nichts weniger als eine neue Erfindung ist, laͤßt einen
kleinen Dampfstrahl entweichen, so oft das Wasser uͤber ein bestimmtes Niveau
steigt, oder unter dieses herabfaͤllt.Dieser Schwimmer ist in dem ersten Theile unseres Berichtes beschrieben und
abgebildet. (Polyt. Journal Bd. LXI, S.
342.) Man kann ihm den leichten Vorwurf machen, daß der Druk des
Dampfes die Scheiben gegen die Oeffnungen anzudruͤken strebt; diese
Oeffnungen sind jedoch ganz klein und die Drukoberflaͤchen der
Scheiben lassen sich darnach reguliren. Man sehe hieruͤber auch den
Laͤrmschwimmer von Siebe im London Journal
Bd. XIII, S. 273; jene von I. L. Sullivan in Silliman's Journal Bd. XX, P. I, S. 1; und jenen von Ewbank, auf den im ersten Theile unseres Berichtes hingewiesen
wurde und der gleichfalls eine umfassende Probe verdient. A. d. O. Jene Vorrichtung, bei welcher der Dampf durch eine Trompetenroͤhre
austritt und dadurch
Laͤrm verursacht, bedarf hier keiner besonderen Erwaͤhnung, indem sie
bloß auf Maschinen, welche mit sehr niederem Druke arbeiten, anwendbar ist.
45. Neben gehoͤriger Sorgfalt von Seite des Maschinisten, – und
fuͤr diese gibt es, wie die Commission uͤberzeugt ist, auch hier kein
Ersazmittel, – ist die Glasroͤhre immer noch das beste Mittel, sich
von der Hoͤhe des Wasserstandes im Kessel zu uͤberzeugen. Es ist
wirklich sonderbar, daß diese vortreffliche Vorrichtung, welche sich sowohl bei
damit angestellten Versuchen, als auch in der Praxis bewaͤhrte, nur so wenig
in Gunst kam. Bei den großen Fortschritten, welche die Locomotion in neuester Zeit
machte, hat sich so deutlich erwiesen, daß man die Maschinisten und ihre
Gehuͤlfen zur Anwendung einer jeden als nuͤzlich erkannten Vorrichtung
bringen kann, daß die Schwierigkeit diese Leute zur Annahme von Neuerungen zu
bestimmen nicht mehr zu hoch angeschlagen werden darf. An den Locomotiven nun, an
denen die Glasroͤhre doch gewiß weit mehr den Bruͤchen ausgesezt ist,
bedient man sich ihrer wirklich. Dem Brechen der Glasroͤhre in Folge
ungleicher Ausdehnung und Zusammenziehung des Glases und des damit in Verbindung
stehenden Metalles wurde dadurch gesteuert, daß man die Enden der Glasroͤhre
durch Stopfbuͤchsen fuͤhrte. Dem Brechen in Folge der
Erschuͤtterungen suchte man dadurch abzuhelfen, daß man dem Glase
groͤßere Dike gab. Dem Zerspringen bei ploͤzlichem Temperaturwechsel
endlich beugte man dadurch vor, daß man nur gut angelassenes Glas waͤhlte.
Die Schwierigkeit endlich, die daraus erwaͤchst, daß das Glas, wenn man mit
Dampf von hohem Druke arbeitet, durch die Einwirkung des Dampfes auf das Alkali
truͤb wird, laͤßt sich durch Anwendung von gruͤnem Glase heben.
Kurz, die Versuche, welche die Commission mit dieser Vorrichtung anstellte, fielen
so guͤnstig aus, daß sie deren Anwendung allen Praktikern vertrauensvoll
empfehlen kann.Man findet sie im ersten Theile des Berichtes (Polyt. Journ. Bd. LXI, S. 338) beschrieben und
abgebildet. A. d. O.
46. 3) Da die Gefahr, welche aus einer mangelhaften Speisung des Kessels mit Wasser
erwaͤchst, durch die daraus folgende Ueberhizung einiger Theile des Kessels
bedingt ist, so schlug man auch vor, von dem Steigen der Temperatur Kunde zu geben,
bevor sie noch einen gefaͤhrlichen Grad erreicht hat. Die schmelzbaren
Scheiben, welche man oben an den Kesseln anbrachte, koͤnnen im Allgemeinen
die Temperatur des Dampfes, er mag mit Feuchtigkeit gesaͤttigt seyn oder
nicht, oder die locale Temperatur, welche durch das Emporsteigen von heißem und
ungesaͤttigtem, durch uͤberhiztes Metall erzeugtem Dampf hervorgebracht
wird, andeuten. In dem einen wie in dem anderen Falle sind sie aber dem Druke
ausgesezt, obwohl im zweiten Falle weniger als im ersten. Die bereits oben
erwaͤhnten, aus Versuchen entnommenen Einwuͤrfe gegen dieselben gelten
auch hier in beiden Faͤllen. Ohne uͤbrigens hierauf Ruͤksicht
zu nehmen, scheint es, daß die die Temperatur andeutende Vorrichtung an der
eigentlichen Quelle der Gefahr, naͤmlich an dem erhizten Metalle, direct
angebracht werden soll.
47. Von den verschiedenen hiezu in Vorschlag gebrachten Instrumenten oder
Vorrichtungen ist der gewoͤhnliche Thermometer die einfachste. Die Kugel und
soviel von der Roͤhre als noͤthig ist, wird in eine Roͤhre
eingesenkt, welche mit ihrem geschlossenen Ende in den Kessel eingesezt ist, und
welche Queksilber enthalten muß, damit durch dieses die Hize auf den Thermometer
uͤbergetragen werde. Diese Roͤhre soll sich auf dem Niveau des Wassers
oder in dessen Nahe, an dem Heizende eines Feuerzuges, oder uͤberhaupt an
einer Stelle befinden, an welcher sie im Falle eintretenden Wassermangels der
staͤrksten Hize ausgesezt ist, – und dergleichen Stellen gibt es je
nach der Form des Kessels eine oder mehrere genau bestimmte. An der Scala des
Thermometers waͤre durch ein Zeichen die Temperatur anzudeuten, uͤber
welche hinaus das Metall sich weder in Folge einer gesteigerten Spannkraft des
Dampfes, noch wegen Wassermangels erhizen soll. Die Zerbrechlichkeit dieses
Instrumentes, in manchen Faͤllen das Unbequeme seiner Laͤnge und
seiner Stellung, und der Umstand, daß es durch kein Geraͤusch aufmerksam
macht, sind die Haupteinwuͤrfe, die man gegen dasselbe machen kann.Eine ausfuͤhrliche Beschreibung der Anwendung des Thermometers findet
man im ersten Theile unseres Berichtes. (Polyt. Journal Bd. LXI, S. 331.) A. d. O.
48. Die von Cadwallader Evans in Vorschlag gebrachten
Expansionsstaͤbe sind sehr sinnreich; sie geben jedoch nicht die
oͤrtliche Temperatur, sondern nur im Allgemeinen die Temperatur des Kessels
laͤngs der Linien, in welchen sie angebracht sind, an. Viel
zwekmaͤßiger scheint das von dem eben Genannten empfohlene schmelzbare
Metall, welches die gewoͤhnlichen schmelzbaren Scheiben ersezen, und die
einem urspruͤnglichen, spaͤter aber beseitigten Mangel derselben,
naͤmlich dem nach dem Schmelzen noͤthigen Auswechseln, abhelfen
soll.Das auf diese Erfindung ertheilte Patent vom Mai 1834 findet man im Franklin Journal Vol. XIV, S. 391. Die
Commission zieht dieselbe dem vermoͤge der Expansion des Queksilbers
wirkenden Apparate vor. Man vergleiche hieruͤber auch die von Hall angegebene Methode die schmelzbare Scheibe
anzuwenden. A. d. O. An dem Apparate, der der Commission von ihrem Vorsizer vorgelegt wurde und der
der Gegenstand mehrerer Versuche war, befand sich das schmelzbare Metall an dem der
Hize am meisten ausgesezten Theile des Kessels angebracht, und zwar in so geringer
Quantitaͤt, daß es zur Andeutung einer localen Temperatur diente,
waͤhrend die die Schmelzung andeutende Bewegung von der Quantitaͤt des
schmelzbaren Metalles unabhaͤngig war. Diese Instrumente geben es schon an,
wenn der Dampf oder das Kesselmetall auf eine Temperatur geraͤth, die noch
weit unter jener steht, bei welcher Gefahr eintritt. Beide koͤnnen, nachdem
sie Laͤrm gemacht, sogleich wieder diensttauglich gemacht werden, wenn die
Temperatur im Inneren ermaͤßigt worden.Man findet den von unserem Vorsizer, Hrn. A. D. Bache vorgeschlagenen Apparat im
ersten Abschnitte des ersten Theiles unseres Berichtes beschrieben. A. d.
O. Das schmelzbare Metall kann mit sehr geringen Abaͤnderungen auch an
den Kesseln der Locomotiven angewendet werden.
49. Ueberhizung einzelner Theile eines Kessels kann zweitens
durch die Bildung von Niederschlaͤgen oder Bodensaͤzen
erfolgen. Keine Ursache der Ueberhizung ist besser ermittelt als diese, und
das Mittel dagegen ist von der einfachsten Art. Alles Fluß- und Brunnenwasser
enthaͤlt erdige und salzige Theile, und diese bilden bei der Verdampfung des
Wassers einen Bodensaz, der je nach der Natur des Wassers sehr verschieden ist. Laßt
man diesen Niederschlag laͤnger im Kessel verweilen, so nimmt er an Dike und
Dichtheit zu, und die Waͤrme, die sonst rasch von dem Metalle an das Wasser
uͤberging, findet nunmehr ein Hinderniß in einer schleimigen oder festen
Substanz, die ein schlechter Waͤrmeleiter ist, und die nach und nach
gewoͤhnlich zu einer den Boden des Kessels auskleidenden Kruste wird. Diese
Kruste bekommt ihrer Natur nach leicht Spruͤnge, wo dann das Wasser zu dem
unter ihr befindlichen Metalle, welches bei Der geringen
Waͤrmeleitungsfaͤhigkeit der Kruste nothwendig uͤberhizt wird,
Zutritt erhaͤlt, und eine Explosion erfolgt. Dieß ist aber nicht einmal
noͤthig, sondern der Bodensaz wirkt vielmehr gewoͤhnlich auf folgende
Weise. Wenn der Bodensaz eine solche Dike erreicht hat, daß das Metall eine
Temperatur erlangen kann, bei der es dem Druke nicht laͤnger mehr widerstehen
kann, so gibt es nach, und bei immer groͤßerer und groͤßerer
Verduͤnnung kommt es endlich zum Bersten. Es scheint, daß durch das erste
Nachgeben Wasser mit dem Metalle in Beruͤhrung kommt, wo dann dieses
abgekuͤhlt wird, wenn der erzeugte Dampf keine wesentliche Erhoͤhung
des Drukes im Kessel erzeugt. Die Verduͤnnung des Metalles kann demnach eine
lange Zeit uͤber und allmaͤhlich zunehmen, bis endlich das Bersten
keinen weiteren Nachtheil bringt, als daß die Maschine zum Stillstehen kommt.
Zufaͤllige Formen, verschiedene Wirkungen der Hize etc. scheinen
haͤufig die Stellen, an denen sich der Bodensaz ansammelt, zu bestimmen; doch
beobachtet man denselben hauptsaͤchlich am Heizende des Kessels, wo sein
Bestehen gerade am gefaͤhrlichsten ist.
50. Die Commission erhielt uͤber diesen Gegenstand sehr mannigfache
Mittheilungen, und obschon sie ihr von gaͤnzlich verschiedenen Staaten her,
in denen das Wasser in Betreff seiner Beschaffenheit große Verschiedenheiten bietet,
zukamen, so stimmten die Details doch merkwuͤrdig zusammen. Obrist S. H. Long beschreibt einen Bodensaz, der sich auf der im J.
1818 unternommenen Entdekungsreise in einem der Kessel des Western Engineer in
weniger dann zwei Tagen in zwei Zoll Dike ansammelte, und zwar gerade an
Kesselstellen, an denen die Hize am staͤrksten war. Da nur mit Schwierigkeit
soviel Dampf, als die Maschine bedurfte, erzeugt werden konnte, so untersuchte man
einen der Kessel an einer Stelle, an welcher er um anderthalb Zoll ausgebaucht
worden. In diesem Falle wurden also nur durch fruͤhzeitige Vorsicht weitere
uͤble Folgen verhuͤtet.
51. Das sogenannte Ausblasen der unteren Theile der in dem Kessel befindlichen
Fluͤssigkeit, welches auf den truͤben Stroͤmen im Westen
allgemein gebraͤuchlich ist, ist, so lange das Boot sich bewegt, unstreitig
von großem Nuzen; nie sollte man deßhalb aber die vollkommene Reinigung des Kessels
unterlassen, wenn sich eine schikliche Gelegenheit hiezu bietet. Es muß in der That
auch mit großer Sorgfalt geschehen; denn wenn die Feuerzuͤge dadurch troken
gelegt werden, so kann der auf ihnen befindliche Bodensaz erhaͤrten, bevor
noch der Kessel mit Wasser gefuͤllt worden.
52. Erasmus Benton, Ingenieur zu New-Albany, gibt
an, daß er in den Kesseln der auf den westlichen Stroͤmen der Vereinigten
Staaten fahrenden Boote Niederschlaͤge fand, welche beinahe so hart waren,
wie das Eisen selbst, und die aus einer mit dem gewoͤhnlichen Flußschlamme
vermengten kalkartigen Substanz bestanden. – Die Explosion der Caledonia auf
dem Missisippi ward wenigstens zum Theile durch den im Kessel entstandenen Bodensaz
veranlaßt. Das Boot haͤtte verbundene, schmiedeiserne, cylindrische Kessel
fuͤr Dampf von hohem Druke, die bei 20 Fuß Laͤnge 30 Zoll Durchmesser
und innere Feuerzuͤge hatten. Die Maschine haͤtte vor dem
Unfaͤlle 7 Tage hindurch gearbeitet, und war unmittelbar vorher zum Behufe
der Ausbesserung der Maschinerie 8 Stunden lang angehalten worden. Waͤhrend
des Anhaltens waren die Kessel nicht ausgeblasen worden, und schon nach
zweistuͤndiger Arbeit erfolgte die Explosion. Bei genauer Untersuchung zeigte
sich, daß sie an einem Fleke Statt gefunden, welcher vor einem Jahre mit kupfernen Nieten aufgenietet worden war. Der Bodensaz im
Kessel zeigte sich erhizt und sehr hart. Der Sprung begann in der Nahe der
Feuerlinie und erstrekte sich von da nach Aufwaͤrts. Der Bodensaz
haͤtte eine Ueberhizung der kupfernen Nieten, und der Druk des Dampfes
wahrscheinlich das Weitere erzeugt.
53. Die Wirkung eines gaͤnzlich verschiedenen Bodensazes, welcher sich in
einem Kessel in Richmond erzeugte, beschreibt Hr. Burr.Franklin Journal Vol. VI, S. 334. A. d. O. Der Kessel bestand aus Schmiedeisen von 5/16 Zoll Dike; das zu seiner
Speisung verwendete Wasser gehoͤrte zu den Stahlwassern, war aber nicht so
stark, als daß es nicht als gewoͤhnliches Getraͤnk benuzt worden
waͤre. Nach einigen Wochen Dienst bemerkte man an dem Kessel unmittelbar
uͤber dem Feuer einen Sprung, und bei naͤherer Untersuchung zeigte
sich an dieser Stelle im Inneren ein Niederschlag von Eisenoxyd. Man sezte
fuͤr die gesprungene Platte eine neue Platte aus Schmiedeisen ein; allein
schon nach 4 bis 5 Wochen bemerkte man an dieser eine Auftreibung, welche immer
groͤßer wurde, und am 10ten Tage nach ihrem Entstehen zum Bersten kam. Die
Explosion that keinen großen Schaden, und das Metall zeigte sich da, wo es
nachgegeben haͤtte, bis auf 1/8 Zoll verduͤnnt.
54. Die Niederschlaͤge, welche sich bilden, wenn die Kessel mit Salzwasser
gespeist werden, sind nicht minder gefaͤhrlich. Hr. Lester
Siehe Franklin Journal Vol. VII. S. 289. A. d.
O. erzaͤhlt, daß die Kessel des Dampfbootes Eagle von Boston schon nach
2 bis 3 woͤchentlichem Dienste Wasser ausließen, und daß sich bei deren
Pruͤfung ein Bodensaz von 2 bis 3 Zoll Dike und von solcher Haͤrte
zeigte, daß er nur mit dem Hammer und Meißel weggeschafft werden konnte.Ein Bostoner Correspondent des Franklin Journal
gibt an, daß sich in weniger als 20 Tagen in einem mit Salzwasser gespeisten
Kessel ein Niederschlag von mehr dann 2 Zoll Dike bildete. Hr. West spricht davon, daß sich
in den Dampfkesseln in Manchester nach ein bis sechswoͤchentlichem
Dienste Niederschlage bilden, welche hauptsaͤchlich aus Gyps
bestehen. Journal Royal Institution. Vol. I. S.
42. A. d. O.
55. Die wenigen, von den vielen uͤber die Wirkung der Niederschlaͤge
bekannten Faͤllen, die wir hier anfuͤhrten, enthalten beinahe Alles,
was zu wissen noͤthig ist. Sie zeigen, daß sich in Hinsicht auf die Reinigung
der Kessel keine bestimmte Zeit als allgemeine Regel aufstellen laͤßt, und
daß die groͤßte Sorgfalt hierauf zu verwenden ist. Mehlige Substanzen, welche man in den
Kessel bringt, koͤnnen allerdings das Reinigen seltener nothwendig machen;
nie wird man die Reinigung aber auch bei deren Anwendung umgehen
duͤrfen.Ferrari (Franklin Journal
Vol. IX. S. 420) behauptet, daß grobe Holzkohle die Bildung von
Bodensaz in den Kesseln verhuͤtet. – Die Society of arts in London ertheilte im Jahre
1833 dem von Hrn. James
Bedford angegebenen Mittel, wodurch das Wegschaffen der
Niederschlaͤge erleichtert werden soll, und welches darauf beruht,
daß man Wallrathoͤhl in den Kessel bringt, einen Preis. (Transact. of the Society of arts Vol. XLIX. P. II. S. 88.) Die Commission weiß jedoch nicht,
in wie weit dieses Mittel sich bewaͤhrte. – Im Mechanics' Magazine Bd. VI. S. 308 wird zu
demselben Zweke Fett empfohlen; und Bd. II. S. 206 dieser Zeitschrift findet
man angegeben, daß die beim Malzen erzeugten Gerstenkeime die Ansammlung der
Niederschlage verhindern. Wahrscheinlich bewirken leztere nur eine
spaͤtere Bildung des Niederschlages, waͤhrend sie dadurch, daß
sie die Fluͤssigkeit klebrig machen, am Ende unstreitig die
Dampferzeugung beeintraͤchtigen muͤssen. A. d. O. Wenn man hartes oder schlammiges Wasser zur Kesselspeisung benuzt, so
gebietet sowohl eine richtig verstandene Sparsamkeit als auch die Sicherheit ein
haͤufiges Reinigen des Kessels. Im besten Falle leidet der Kessel durch die
Ansammlung von Bodensaz Schaden; leicht kann aber ein Riß oder selbst eine Explosion
dadurch veranlaßt werden. Zwei heftige Explosionen, welche in Pittsburgh vorfielen,
sind sicher der Ansammlung von Bodensaz zuzuschreiben, und es scheint nicht, daß in
einem dieser Faͤlle zur Zeit der Explosion ein Wassermangel im Kessel Statt
gefunden habe.
56. Schlechte Waͤrmeleiter, welche zufaͤllig in die Kessel gelangen,
koͤnnen gleichfalls die angegebene Wirkung der Niederschlaͤge
hervorbringen. Hr. Benton gibt
an, daß zuweilen etwas von der losen Liederung des Dampfcylinders durch die Pumpe in
den Kessel gelangt, und indem es sich unter den Feuerzuͤgen ansammelt, deren
Ueberhizung veranlassen kann. Arago erzaͤhlt, daß
der zum Heizen der Pariser Boͤrse verwendete Kessel nachgab, weil auf dessen
Boden ein Lumpen liegen geblieben war.
57. Haͤufiges Reinigen der Kessel oder haͤufiges Ausblasen der
untersten Theile in kleinen Quantitaͤten auf einmal sind die einzigen wahren
Schuzmittel gegen die durch Ansammlung von Bodensaz entstehenden Unfaͤlle.
Man hat wohl vorgeschlagen, kalkhaltiges Wasser durch Zusaz von chemischen
Reagentien, und schlammiges Wasser durch Filtration zu verbessern; allein erstere
werden ihren Zwek nur zum Theil erfuͤllen und koͤnnen in ungeschikten
Haͤnden selbst gefaͤhrlich werden, waͤhrend das Filtriren zu
große Kosten veranlassen duͤrfte. Dieß wuͤrde besonders dann der Fall
seyn, wenn man den austretenden Dampf davon gehen ließe.
58. Man hat eigene Behaͤlter, in denen sich der Bodensaz anzusammeln
haͤtte, empfohlen; die Commission verspricht sich jedoch von solchen keine ganz
guͤnstigen Resultate, obschon sie allerdings das Reinigen des Kessels
einigermaßen erleichtern duͤrften.
59. Drittens koͤnnen durch das Umlegen eines Dampfbootes
Theile des Kessels, die nicht mit Wasser bedekt sind, uͤberhizt werden,
wo dann, wenn das Boot wieder in seine waagerechte Stellung zuruͤkkehrt,
das Wasser mit uͤberhiztem Metalle in Beruͤhrung kommt.
Die Commission wuͤßte nicht, daß das Umlegen eines Bootes je einen Unfall
erzeugt haͤtte, ausgenommen an den kleinen verbundenen, cylindrischen
Kesseln, welche auf den Dampfbooten der westlichen Stroͤme so haͤufig
gebraͤuchlich sind. Diese Kessel communiciren unter dem gewoͤhnlichen
Niveau des Wassers durch Roͤhren mit einander, und werden von einer und
derselben Pumpe mit Wasser gespeist. Sie werden von Außen geheizt und haben außerdem
auch noch im Inneren Feuerzuͤge. Da sie neben einander und so angebracht
sind, daß ihre Laͤngenrichtung in der Richtung des Kieles liegt, so nehmen
sie je nach ihrer Groͤße und Anzahl einen mehr oder minder
betraͤchtlichen Theil der Breite des Bootes ein. Die 6 Kessel des Helen
M'Gregor und die 8 der Caledonia nahmen bestimmt nicht weniger als 22 Fuß der Breite
des Bootes ein. Die Dimensionen der Kessel des erstgenannten Bootes zu Grund gelegt
und die Umstaͤnde, unter denen das Wasser Zutritt zu dem erhizten Metall
erhielt, in Anschlag gebracht, ergibt sich, daß, wenn an dem aͤußersten
Kessel das Wasser um 9 Zoll sinkt, eine Kessel- und
Feuerzugoberflaͤche der Erhizung ausgesezt wird, die, wenn das Wasser auf sie
zuruͤkkehrt, um ein Drittheil mehr Dampf erzeugt, als bei dem
gewoͤhnlichen Betriebe des Kessels erzeugt wird. Der hieraus erwachsenden
Gefahr ließe sich wohl dadurch steuern, daß man dem Sicherheitsventile einen
groͤßeren Flaͤchenraum gaͤbe, wenn je das gewoͤhnliche
Sicherheitsventil dem im Ueberschusse erzeugten Daͤmpfe nicht
hinlaͤnglichen Ausgang gestatten sollte. Allein bei der Verminderung der
Staͤrke, welche das Metall bei der Ueberhizung erleidet, bringt schon der
Druk, unter dem die Maschine gewoͤhnlich arbeitet, Gefahr, und diese Gefahr
wird auf die angegebene Weise nicht gesteuert. Das Umlegen des Bootes tritt leicht
bei jedem Anlanden ein, wo es dann eine betraͤchtliche Zeit uͤber
waͤhrt; und außerdem kommt das Schiff beinahe immer aus dem Gleichgewichte,
wenn sich die Passagiere wegen eines voruͤberfahrenden Bootes, einer
schoͤnen Ansicht, oder bei irgend einer Veranlassung an die eine Seite des
Bootes begeben.
60. Auf den kleinen Dampfbooten unserer, in den atlantischen Ocean sich ergießenden
Fluͤsse bedient man sich schwerer Wagen, um das Verdek waagerecht zu
erhalten. Auch auf den englischen, segelfuͤhrenden Dampfpaketbooten sind
solche gebraͤuchlich. Auf den Booten der westlichen Stroͤme Amerika's
ist dieß unseres Wissens nicht der Fall.
61. Man hat verschiedene Mittel empfohlen, welche dem eben besprochenen Uebel
abhelfen, und an den Kesseln selbst angebracht werden sollen. Das erste, welches zu
unserer Kenntniß kam, ist das von James I. Rush
angegebene. Man soll naͤmlich diesem gemaͤß in den Feuerzuͤgen
an einem von der Feuerstelle am weitesten entfernten Punkte Thuͤren
anbringen, die, wenn sie geoͤffnet werden, den Zug durch den Ofen und die
Feuerzuͤge hemmen und folglich einer Ueberhizung derselben vorbeugen. Diese
Thuͤren, welche bei jedesmaligem Anlanden des Bootes geoͤffnet werden
sollen, bleiben jedoch bei dem zufaͤlligen Umlegen des Bootes unwirksam,
ausgenommen man macht sie, wie es denn auch Hr. Rush vorschlug, durch Expansionsstaͤbe
selbstthaͤtig. Sie sezen uͤberdies die Feuerzuͤge der
Einwirkung der noch mit ihrem ganzen Gehalte an Sauerstoff versehenen
atmosphaͤrischen Luft aus, und werden also diese noch rascher oxydiren, als
es bei dem gewoͤhnlichen Maschinenbetriebe zu geschehen pflegt.
62. Weitere Methoden wurden von C. Evans und I. S. Williams angegeben. Nach ersterem soll man die
Muͤndung der Speisungsroͤhre unmittelbar unter dem Niveau, auf dem das
Wasser im Kessel stehen soll, anbringen, so daß sie bei einer Veraͤnderung
des Niveau's troken gelegt wird, und kein Wasser aus den hoͤheren Kesseln
austreten kann.Man sehe hieruͤber das Franklin Journal
Bd. VIII. S. 289. Nach einer von
Hrn. W. C. Redfield
empfohlenen Methode soll man die Speisungsmittel einzeln oder in Verbindung
mit einander unter die Controle des Maschinisten stellen. A. d. O. Dadurch wuͤrde allerdings abgeholfen, ausgenommen das Umlegen dauerte
so lange, daß die oberen Kessel bei dem gewoͤhnlichen Gange der Maschine an
Wasser erschoͤpft wuͤrden; denn jene Kessel, deren
Speisungsroͤhren troken gelegt worden, werden nicht wohl von der Pumpe her
einen Zufluß erhalten. Hr. Williams will die Speisungsroͤhren unter den Kesseln
angebracht wissen, und die Speisung durch Ventile, welche sich nach Aufwaͤrts
oͤffnen, geschehen lassen, wodurch also das Zuruͤkfließen des Wassers
verhindert waͤre. Sowohl gegen die Ventile dieser Maschine als gegen jene,
welche Hr. Evans angewendet
wissen will, damit kein Wasser aus den hoͤher gelegenen Kesseln entweichen
kann, lassen sich Einwendungen erheben. Dafuͤr ist die von Hrn. Evans angegebene Methode zur
Reinigung der Roͤhren sehr sinnreich.
63. Die Commission ist nach reiflicher Erwaͤgung der Ansicht, daß alle diese
Mittel den Nebeln, gegen welche sie gerichtet sind, nur zum Theil abhelfen; und daß
sich uͤberhaupt kein Mittel als wirksam bewaͤhren wird, es sey denn,
daß man die Kessel von einander trenne und sie einzeln oder hoͤchstens
paarweise speise. Sie empfiehlt daher allen Schiffsbaumeistern und Schiffseignern
dringend sich hieran zu halten.
64. Gibt es, viertens, Faͤlle, in welchen das
Kesselmetall uͤberhizt werden kann, auch wenn es mit Wasser in
Beruͤhrung steht? Diese Frage muß die Commission nach reiflicher
Erwaͤgung mit Ja beantworten. Sie glaubt, daß solche Faͤlle
allerdings, obwohl selten vorkamen, daß aber bei der gewoͤhnlichen Dike des
Eisens und Kupfers der Kessel, und bei der uͤblichen Einrichtung der
Heizstellen fuͤr derlei Vorkommnisse nur wenig Wahrscheinlichkeit vorhanden
ist. Jeden Falls duͤrfte es gut seyn, die Moͤglichkeit zu bedenken,
damit man bei der Anwendung einer neuen Art von Kessel oder bei der
Einfuͤhrung einer neuen Heizmethode sich gehoͤrig in Acht zu nehmen
und zu schuͤzen wisse.
65. Hr. F. Graff
erwaͤhnt namentlich eines Falles, in welchem die Koͤpfe der Bolzen
uͤber der Feuerstelle verbrannten und die Gefuͤge aus einander wichen,
so daß siedendes Wasser in das Aschenloch floß. Bei der bekannten Sorgfalt dieses
Mannes laͤßt sich nicht wohl vermuthen, daß sich in dem Kessel, welcher einer
von niederem Druke war, und dessen man sich an Wasserwerken in Philadelphia
bediente, ein Niederschlag gebildet haͤtte.
66. Hr. Hebert fuͤhrt
zwei Faͤlle auf. In dem einen entstanden an einem eisernen Kessel an
derselben Stelle zu verschiedenen Zeiten drei verschiedene Risse. Vor dem ersten
Risse bemerkte man eine Ausbauchung des Metalles, die sich allmaͤhlich bis
zur Form einer Halbkugel steigerte, wo sie dann berstete und das Wasser in das Feuer
ausfloß. Der Kessel wurde ausgebessert, indem man eine dike Platte aus Schmiedeisen
auf das entstandene Loch sezte. Nach sechswoͤchentlichem Dienste zeigte sich
jedoch schon wieder eine aͤhnliche Ausbauchung, die abermals zum Bersten kam.
Mit einem dritten Flek, der aufgesezt wurde, erging es nach Verlauf einer gleichen
Zeit ebenso. Als Grund dieser Vorfalle gibt Hebert eine
theilweise und sehr intensive Hize, welcher die fragliche Stelle ausgesezt gewesen,
an. Waͤren den hieruͤber mitgetheilten Details Beweise beigegeben, daß
der erste Riß nicht durch einen Bodensaz veranlaßt wurde, und daß das Metall keinen
Fehler haͤtte, so bliebe kein Zweifel uͤbrig. Da jedoch die zweite und
dritte Platte sich ebenso ausbauchten, wie die erste, so ist es nicht
wahrscheinlich, daß die Ursache in einem Fehler im Metalle oder in der Ansammlung von Bodensaz zu
suchen ist, indem man lezteren doch nicht drei mal hinter einander haͤtte
uͤbersehen koͤnnen. Der Fehler im Metalle, auf den wir hingewiesen
haben, beruht in einer mangelhaften Verbindung der Theile der Platte, die von einer
unvollkommenen Schweißung derselben vor dem Auswalzen herruͤhrt, und in Folge
deren sich die Platten bisweilen in einer bedeutenden Ausdehnung in mehrere
Schichten oder Lagen trennen. Hr. Martineau schrieb die mehrmalige Wiederkehr der angefuͤhrten
Erscheinung dem zu, daß ein Luftstrom gegen die fragliche Kesselstelle gespielt
haben mußte.
67. Ein Fall, der sich anfaͤnglich unter dieselbe Rubrik reihen ließ, der
aber, wie sich spaͤter zeigte, von einer unvollkommenen Verbindung der Theile
des Metallbleches herruͤhrte, ist folgender. An einem den HHrn. Merrick und Agnew angehoͤrigen Kessel bauchte sich
das Metall auf die von Hebert beschriebene Weise aus. Da
man einen Bodensaz vermuthete, so untersuchte man den Kessel, wobei man ihn jedoch
rein fand. Der Kessel haͤtte die Cylinderform, war aus Schmiedeisen gebaut;
das Feuer wirkte von Außen und an dem einen Ende auf ihn; in seinem Inneren befanden
sich keine Feuerzuͤge; die Heizung geschah mit Anthracit. Man schrieb diese
Wirkung zunaͤchst der intensiven oͤrtlichen Hize zu, welche der
Anthracit erzeugte, und als man die Roststangen tiefer legte, machte die Ausbauchung
auch wirklich keine weiteren Fortschritte. Seither uͤberzeugte man sich, daß
sich an dieser Stelle die Eisenlamellen von einander geloͤst hatten, so daß
das Blech zum Theil ausgewechselt werden mußte.
68. Obschon nun in dem lezten Falle wenigstens die Sache zweifelhaft ist, so glaubt
die Commission der Sicherheit halber doch annehmen zu muͤssen, daß wenigstens
fuͤr den Maschinisten und den Heizer aus den Eigenthuͤmlichkeiten des
Baues eines Kessels oder seiner Heizung Gefahr erwachsen koͤnne.
69. Bei diesen Bemerkungen ward angenommen, daß sich eine bedeutende
Wassersaͤule uͤber dem Metalle befinde; waͤre dieß aber nicht
der Fall, so koͤnnte es gar wohl geschehen, daß sich auf dem Eisen oder in
dessen Naͤhe so zahlreiche Dampfblasen erzeugten, daß waͤhrend diese
Blaͤschen bestehen, das Metall eine hoͤhere Temperatur erreicht, als
es erreichen koͤnnte, so lange es in absoluter Beruͤhrung mit dem
Wasser steht. Dieß koͤnnte besonders dann eintreten, wenn die
Fluͤssigkeit sehr klebrig ist, wenn sie viel Kochsalz oder auch viel
schwebenden Bodensaz enthaͤlt.
70. Aus dem unter diesem Abschnitte Abgehandelten ergibt sich nun Folgendes:
1) Die Speisung der Kessel der Dampfboote soll nicht zeitweise, sondern
waͤhrend der ganzen Dauer des Spieles der Maschine von Statten gehen. Wenn
die Maschine still steht, wie z.B. waͤhrend des Anlandens oder beim Einnehmen
von Passagieren, soll das Wasser von der Maschine selbst, oder von einer
Huͤlfsmaschine oder von einer Handmaschine geliefert werden. In diesem Falle
muß das freie Sicherheitsventil geluͤftet seyn. Der Verbrauch des Wassers
durch Oeffnen eines Ventiles, waͤhrend die Drukpumpe sich nicht in
Thaͤtigkeit befindet, ist als gefaͤhrlich zu betrachten.
2) Wenn das Wasser aus irgend einer Veranlassung so weit sinken sollte, daß ein oder
mehrere Feuerzuͤge troken gelegt werden, so hat man das Feuer zum Theil
auszuthun, damit der Kessel sich abkuͤhle, bevor man neuerdings Wasser in ihn
eintreten laͤßt. Sollte die Maschine unter derlei Umstaͤnden still
stehen, so duͤrfte man sie nicht in Bewegung sezen; waͤre sie in
Thaͤtigkeit, so sollte man diese vermindern oder ganz unterbrechen, die
Ofenthuͤrchen oͤffnen und die Hize ermaͤßigen, bevor man Wasser
einlaͤßt. Das Oeffnen des Sicherheitsventils ist in einem solchen Falle zu
vermeiden; und der Maschinist sollte, da sein Leben zuerst in Gefahr ist, nie
vergessen, daß er nie besonnen genug seyn kann. Nie soll man aber solche
Umstaͤnde eintreten lassen, in Betreff deren die Verantwortlichkeit auf den
Schiffsmeister, den Maschinisten und dessen Gehuͤlfen faͤllt.
3) Wenn die Speisung des Kessels mittelst eines sich selbst regulirenden Apparates
geschieht, so ist dieser sorgfaͤltig zu beaufsichtigen, da man niemals
unbedingtes Vertrauen in ihn sezen darf; und da er, welche Bequemlichkeit er auch
bietet, doch nie die menschliche Sorgfalt zu ersezen im Stande ist.
4) Zur Ermittelung der Hoͤhe des Wasserstandes im Kessel empfiehlt die
Commission das oben beschriebene Aichmaaß mit Glasroͤhre.
5) Die Commission empfiehlt an jedem Kessel einen Apparat mit schmelzbarem Metalle,
an welchem das Metall in einer Roͤhre so eingeschlossen ist, daß es keinem
Druke ausgesezt ist, anzubringen. An den Kesseln ohne Feuerzuͤge waͤre
dieser Apparat auf der Wasserlinie; an jenen mit Feuerzuͤgen an dem
hoͤchsten Theile dieser lezteren oder im Falle sie horizontal gestellt
waͤren, an jener Stelle unterzubringen, die sich am schnellsten erhizt, wie
z.B. da, wo sich mehrere Feuerzuͤge in einen einzigen vereinigen, wo sie
ploͤzlich ihre Richtung veraͤndern, oder wo die Verbrennung am
lebhaftesten von Statten geht. Die in dem Berichte beschriebene Form desselben
scheint zwekmaͤßig, und der Hebel soll auf eine Gloke und einen kleinen Hahn
wirken. Der Apparat ist unter einen Verschluß zu sezen, zu welchem nur der
Schiffsmeister Zugang hat, und der ihn zugleich gegen die
Witterungseinfluͤsse schuͤzt. Die Quantitaͤt des Metalles soll
nicht groͤßer seyn, als eben noͤthig ist, um die Stange in ihrer
Stellung zu erhalten; und das Metall soll so zusammengesezt seyn, daß es bei einer
Temperatur schmilzt, die um 15 Grad F. uͤber der dem arbeitenden Druke
entsprechenden steht.Diese Differenz in der Temperatur entspricht bei einem Druke von zwei
Atmosphaͤren einer halben Atmosphaͤre oder dem halben
Berstungdruke; bei 11 Atmosphaͤren dagegen einem Druke von mehr dann
zwei Atmosphaͤren oder dem Fuͤnftheile des Berstungdrukes. Die
Differenz ist bei niederen Drukgraden nicht zu groß, weil man an den Kesseln
von niederem Druke, so wie sie gegenwaͤrtig gebaut werden, eher einen
Ueberschuß an Staͤrke erwarten kann, und weil die wismuthhaltigen
Legirungen nur langsam durch die verschiedenen Grade von Starrheit in den
fluͤssigen Zustand uͤbergehen. A. d. O. Eine zu diesem Behufs dienende Tabelle wird man am Schluͤsse dieses
Abschnittes angebracht finden. Wenn das Metall in Fluß gerathen ist, so lassen sich
die erhizten Theile durch Einsprizen von Wasser oder durch Oeffnen der
Ofenthuͤren abkuͤhlen, oder man kann auch den Druk des Dampfes
ermaͤßigen, wenn dieser zu hoch gewesen seyn sollte, und die
Sicherheitsventile in Unordnung gerathen waͤren. Durch Sondiren mit dem Stabe
laͤßt sich ermitteln, wann das Metall so weit abgekuͤhlt ist, daß es
eine halbweiche Masse bildet, in welche man den Stab eindruͤken kann. Sollte
das Metall zufaͤllig abkuͤhlen, ohne den Stab hiebei fest zu rammen,
so brauchte man diesen nur an dem einen Ende zu erhizen, und ihn dann mit diesem
Ende in die schmelzbare Metallmasse einzudruͤken. Wenn die Sicherheitsventile
ihre Schuldigkeit thun, so wird das Metall nie in Folge einer Temperaturzunahme,
welche durch gesteigerte Spannkraft des Dampfes bedingt ist, in Fluß gerathen.
6) Das sicherste Mittel gegen Ueberhizung der Kessel in Folge von
Niederschlaͤgen liegt im haͤufigen Reinigen derselben. Waͤre
dieß unthunlich, so soll man zum Ausblasen seine Zuflucht nehmen, was jedoch mit
Vorsicht zu geschehen hat, damit die Feuerzuͤge dadurch nicht troken gelegt
werden. Die aus diesen Niederschlaͤgen erwachsende Gefahr ist besonders dann
groß, wenn die Kessel mit Salzwasser oder mit Wasser gespeist werden, in welchem
schlammige Theile mit kalkigen Theilen gemischt enthalten sind. Man soll, um sich
dagegen zu verwahren, die Zeit zu ermitteln suchen, innerhalb welcher das in
Anwendung gebrachte Speisungswasser einen merklichen Bodensaz ansezt. Es ist dieß
durchaus noͤthig, da sich selbst fuͤr Quellwasser in dieser Hinsicht
keine allgemeine Regel aufstellen laͤßt. Nachlaͤssigkeit in dieser
Hinsicht fuͤhrt stets zu rascher Zerstoͤrung der Kessel und selbst zum
Bersten und Explodiren derselben. Keines der bisher angegebenen Mittel vermag die Aufmerksamkeit von
Seite der Betheiligten zu ersezen.
7) Folgende Tabelle der Legirungen, welche in geschlossenen Roͤhren und mit
einem metallenen Stabe verbunden benuzt werden sollen, und welche auf Kessel, die
mit einem Druke von einer bis zu 13 Atmosphaͤren arbeiten, anwendbar sind,
ist aus den Versuchen der Commission entnommen. Approximativ kommen diese Legirungen
bei Temperaturen, welche um 15° F. uͤber dem arbeitenden Druke stehen,
so weit in Fluß, daß der Metallstab aus der Masse ausgezogen werden kann. Die
Principien, nach denen die Commission bei ihren Versuchen verfuhr, ergeben sich aus
dem ersten Theile ihres Berichtes,Man sehe hieruͤber das polyt, Journal Bd. LXI. S. 372–376. A. d.
R. Die Verhaͤltnisse sind in der Tabelle in Gewichtstheilen
angedeutet.
Arbeitender Druk
inAtmosphaͤren.
Zinn.
Blei.
Wismuth.
Arbeitender Druk
inAtmosphaͤren.
Zinn.
Blei.
Wismuth.
1
1/2
8
8
7,5
7
8
8
0,5
2
8
8
6,2
8
8
8
–
2
1/2
8
8
5,3
9
8
9,8
–
3
8
8
4,6
10
8
10,6
–
4
8
8
3,4
11
8
11,4
–
5
8
8
2,2
12
8
12,3
–
6
8
8
1,2
13
8
13,2
–
(Der Beschluß folgt im naͤchsten Hefte.)