Titel: | Bericht über die Warmluft-Maschine des Capitän Ericsson; dem k. französischen Minister der öffentlichen Arbeiten erstattet von Hrn. Combes, General-Bergwerksinspector und Professor an der Bergwerksschule zu Paris. |
Fundstelle: | Band 130, Jahrgang 1853, Nr. XVI., S. 81 |
Download: | XML |
XVI.
Bericht über die Warmluft-Maschine des
Capitän Ericsson; dem k.
französischen Minister der öffentlichen Arbeiten erstattet von Hrn. Combes,
General-Bergwerksinspector und Professor an der Bergwerksschule zu
Paris.
Aus den Annales des mines, fünfte Reihe, 1853, Bd. III S.
775.
Combes, über Ericsson's Warmluft-Maschine.
Herr Minister! Ich habe die auf die neue Maschine des Capitän EricssonWir verweisen auf die im laufenden Jahrgang des polytechn. Journals
befindlichen Mittheilungen über die Ericsson'sche
Maschine, nämlich: Dr. A. Poppe's Beschreibung derselben mit Zeichnungen, in Bd. CXXVII S.
401; ferner die Patentbeschreibung der Maschineneinrichtung des calorischen
Schiffes, in Bd. CXXVIII S. 174; endlich Norton's
Berechnung der Leistungen des calorischen Schiffes im Vergleich mit
Dampfschiffen, in Bd. CXXIX S. 186. A. d. Red. bezüglichen Schriften, welche Ihnen von dem Hrn. Minister der auswärtigen
Angelegenheiten mitgetheilt worden sind, und die Sie mir zur Prüfung übergeben
haben, studirt. Obgleich sie noch sehr unvollständig sind, so liefern sie doch
einige wichtige Beiträge zur Kenntniß dieser neuen Maschine. Man findet in denselben
besonders genaue Bemerkungen über die Dimensionen des Schiffes
„Ericsson“ und der an seinem Bord befindlichen
Triebmaschine, so wie über das Verhalten des Schiffes und der Maschine auf einer
Probereise von New-York bis zur Mündung des Potomac, endlich auch das
Anerbieten des Capitän Ericsson und seiner Compagnons an
den Marine-Secretär der Vereinigten Staaten, Kriegsfregatten für Rechnung der
Regierung der Union zu erbauen.
Der „Ericsson“ ist aus Eichenholz erbaut; er hat auf dem Verdeck
eine Länge von 260 Fuß, 40 Fuß größte Breite, 27 1/2 Fuß Tiefe und 16–17 Fuß Wassertracht.
Er kann etwa 2000 Tonnen tragen, ist mit Rädern von 32 Fuß Durchmesser mit Schaufeln
von 10 1/2 Fuß Breite versehen. Er kann 130 Passagiere und 1300 bis 1400 Tonnen
Fracht wie Baumwolle und Thee aufnehmen; sein Vordertheil ist sehr fein; er hat zwei
Maste und die Takelung einer Brigg.
Der Triebapparat besteht aus vier einfach-wirkenden Maschinen, von denen je
zwei mit einander verbunden sind und die daher zwei doppeltwirkenden Maschinen
entsprechen. Jede einfache Maschine besteht aus einem Arbeitscylinder von 168 Zoll (4,267 Meter) Durchmesser, über welchem ein
Speisecylinder von 137 Zoll (3,480 Meter) Durchmesser
angebracht ist. Der erstere Cylinder ist oben und der zweite unten offen. Die Achsen
beider liegen in einer senkrechten Linie und die Kolben sind durch starke
schmiedeiserne Stangen mit einander verbunden. Ihr gemeinschaftlicher Lauf beträgt 6
Fuß (1,829 Meter). Der Arbeitscylinderkolben, welcher von der erwärmten Luft gepreßt
wird, ist unten mit einem Ansatz aus Eisenblech von 6 Fuß Höhe versehen, der mit
einem Gemenge von Gyps und Kohlenpulver gefüllt ist, welches als ein sehr schlechter
Wärmeleiter die Erhitzung des Kolbens verhindert. Der Cylinderboden ist convex;
seine Dicke beträgt 1 1/2 Zoll. Unter diesem Bodens sind zwei Herde oder Oefen von
mäßigen Dimensionen angebracht, in denen man ein gelindes Anthracitfeuer unterhält.
Die Oberfläche der Brennmaterialschicht auf den Rosten ist 5 Fuß (1,524 Meter) unter
dem Boden.
Der Speisecylinderkolben ist mit 36 Oeffnungen durchbohrt und diese sind mit
Klappenventilen versehen, die sich von Außen nach Innen öffnen und durch welche die
atmosphärische Luft in den Cylinder strömt, wenn der Kolben niedergeht. Geht der
Kolben wieder aufwärts, so wird diese Luft zusammengedrückt und in ein Reservoir
ausgepreßt, mit welchem alle Speisecylinder in Verbindung gesetzt sind, durch weite,
sich auf ihren oberen Böden verzweigende Röhren, die mit Ventilen versehen sind,
welche sich öffnen um die gepreßte Luft durchzulassen. Die Gesammthöhe der Maschine
von dem Boden des unteren Cylinders ab beträgt etwa 30 Fuß (9,144 Meter).
Der Behälter für die zusammengepreßte Luft steht mittelst einer weiten Röhre mit
derjenigen Büchse mit zwei Ventilen in Verbindung, welche der Büchse vorangeht, die
am untern Ende des Arbeitscylinders ausläuft und worin das Pack von Metallgeweben
befindlich ist, welches den Apparat bildet, den Ericsson
sehr unpassend den Regenerator genannt hat. Die Luft
tritt in den Cylinder, nachdem sie sich auf Kosten der Wärme erhitzt hat, die den
Metallgeweben entzogen wurde, drückt den Kolben von unten nach oben, und erlangt
durch die Ofenhitze, welche durch die Cylinderwände drang, eine neue
Temperaturzunahme. Nachdem die Kolben in die Höhe getrieben sind, fallen sie durch
ihr eigenes Gewicht zurück, und die warme Luft wird in die Atmosphäre durch
dieselben Metallgewebe hindurch ausgetrieben, denen sie den größten Theil der Wärme
abgibt, welche sie ihnen entzogen hatte, und die dann ebenso dazu dient, die
Temperatur der eingeführten Luft zu erhöhen, um die folgende
Bewegungs-Periode zu veranlassen.
Die Metallgewebe des Regenerators haben eine länglich-viereckige Form; sie
haben 6 Fuß Länge und 4 Fuß Höhe; die Dicke des Metalldrahtes beträgt 1/16 Zoll (1,6
Millimeter). Es liegen wohl 200 Drähte neben einander und die Stärke des Ganzen
beträgt 1 Fuß (0,305 Met.).
Die vier Maschinen sind in der Mitte des Schiffes, zwei vor und zwei hinter der
Radwelle, in derselben der Länge nach sich erstreckenden Linie aufgestellt. Die
Kolben der zwei Maschinen, welche auf derselben Seite dieser Welle liegen, sind
durch einen dreieckigen Balancier verbunden, dessen Zapfen auf Lagern ruhen, welche
fest zwischen den Arbeitscylindern angebracht sind, und der sich in dem freien Raum
bewegt welcher zwischen den Arbeitscylindern und den obern Speisecylindern vorhanden
ist. Die Balanciers sind mit den Kolben durch einen einfachen Ring und ohne
Parallelogramme verbunden. Sie übertragen ihre Bewegung auf die Radwelle durch
schiefe Kurbelstangen, die in ihrer Mittlern Stellung eine Neigung von 45°
haben; die eine derselben liegt vor und die andere hinter der senkrechten Ebene,
welche durch die Achse dieser Welle geht, beide sind folglich senkrecht zu einander
und wirken auf die Warze einer einfachen Kurbel, die sich in der Mitte des Schiffes
und in dem Raum zwischen den Rädern befindet. Die zweiten Enden dieser Kurbelstangen
sind an Punkten der Balanciers befestigt, welche Kreisbogen beschreiben, deren
Sehnen parallel den mittleren Richtungen der Kurbelstangen sind. Daraus folgt, daß
die Radwelle, von den beiden Kurbelstangen mittelst einer einzigen Kurbel bewegt
(wie es der Fall bei zwei doppelt-wirkenden Maschinen seyn würde, deren
Cylinder eine Neigung von 45° zur Horizontalebene hätten), eine sehr
regelmäßige rotirende Bewegung erlangt.
Alle Personen, welche bei der ersten Fahrt des „Ericsson“ in der
Bucht von New-York an Bord desselben waren, stimmen darin überein, daß der
ganze mechanische Apparat weit einfacher sey als bei einem Schiff gleicher Kraft mit
Dampfmaschinen, und daß die Einfachheit und Regelmäßigkeit der den Rädern
mitgetheilten drehenden Bewegung gleich bemerkenswerth sey.
Das Oberdeck des Schiffes ist ganz frei, mit Ausnahme der beiden Masten und der in
der Mitte befindlichen vier 10 bis 12 Fuß hohen und 30 Zoll (0,76 Met.) weiten
Röhren, von denen zwei die Essen der Oefen sind und zwei zum Ausströmen der aus den
Arbeitscylindern getriebenen Luft dienen. Die Kohlenkammern befinden sich zu beiden
Seiten längs des Maschinenraums und sind von den Oefen durch einen Raum getrennt, in
welchem sich der einzige Heizer frei bewegen kann, indem ein solcher zum Schüren der
acht Oefen hinreicht. Der von den Maschinen eingenommene Raum ist, ohnerachtet der
bedeutenden Dimensionen der Cylinder, weit geringer als der Raum, welchen auf
Schiffen von gleicher Kraft die Dampfmaschinen mit ihren Kesseln einnehmen.
Die Mittheilungen, welche Capitän Ericsson den zu der
Probefahrt, welche am 11 Januar 1853 in der Bucht von New-York stattfand,
eingeladenen Personen machte, lassen sich in Folgendem zusammenfassen. Er hatte
anfänglich 16 Fuß (4,877 Met.) weite Cylinder anwenden wollen, da die Maschinenbauer
solche aber nicht liefern wollten, so mußte er sich mit den jetzigen 14 füßigen
begnügen. Jetzt bieten dieselben Constructeure, die HHrn. Hogg und Delamater, auf ihre Gefahr ausgebohrte
Cylinder bis 20 Fuß (6,096 M.) Weite an. Wenn die Sache zu machen sey, so wolle er
nichts an seinen ersten Entwürfen ändern und Cylinder von 16 Fuß anwenden. Der Druck
der erwärmten Luft auf die Triebkolben brauche 12 Pfund auf den Quadratzoll (0,840
Kilogr. auf 1 Quadratcent.), über dem atmosphärischen Druck, nicht zu übersteigen;
es sey sogar besser, sich auf einen geringern Druck von etwa 10 Pfund auf den
Quadratzoll (0,703 Kil. auf 1 Quadratcentimeter) zu beschränken. Bei der Probefahrt
sowie bei der Ueberfahrt von New-York zu der Mündung des Potomac wurde dieser
Druck sogar auf 8 Pfund (0,562 Kilogr. auf den Quadratcentimeter) beschränkt. Will
man die Kraft der Maschinen verstärken, so muß man den Durchmesser der Cylinder
vergrößern und nicht die Temperatur der warmen Luft erhöhen, die nicht weit über
480° Fahrenheit (249° C.) steigen darf. Da die Kraft der Maschinen wie
die Quadrate der Durchmesser steigt, so würde man mit Cylindern von 20 Fuß eine
Kraft erhalten, welche bedeutender wäre als diejenige der größten auf dem Ocean
schwimmenden Schiffe, ohne den Raum für den Triebapparat auf dem Schiffe viel zu
vergrößern. Der Widerstand welchen die Luft beim Durchströmen der Drahtgewebe des
Regenerators erleidet, ist sehr gering und kann zu
1/2 Unze per Quadratzoll angenommen werden. Die durch
die neuen Maschinen, im Verhältniß zu den gewöhnlichen Meeres-Dampfmaschinen
veranlaßte Brennmaterialersparung, muß 80 bis 90 Procent betragen; die Ersparung an den
Löhnen der Maschinisten und Heizer 4/5 und die Leute haben einen weit weniger
beschwerlichen Dienst. Die Anschaffungskosten für die Maschinen würden um ein
Drittel vermindert werden. Die Unterhaltungskosten sind weit geringer als bei den
Dampfmaschinen, deren Kessel in wenigen Jahren unbrauchbar werden. Die der directen
Einwirkung des Feuers ausgesetzten Cylinderböden leiden wenig, weil die Wärme in den
Oefen stets mäßig ist. Die Triebkolben sind gegen die Wärme durch die Räume mit
schlecht leitenden Substanzen, welche unter ihnen angebracht sind, geschützt; sie
bleiben daher stets kalt und die Schmiere wird nicht verbrannt. Die an Bord
befindlichen Personen konnten sich davon überzeugen, indem sie auf die Kolben
stiegen, während die Maschine im Betriebe war, wie es auch von mehreren geschehen
ist. Die Besichtigung aller Maschinentheile und das Schmieren der Kolben ist sehr
leicht, weil die Cylinder ganz offen sind. Jede Möglichkeit einer Explosion fällt
weg, die größten Vernachlässigungen des Heizers oder des Maschinisten können keinen
andern Nachtheil verursachen, als daß sie den Gang der Maschine verzögern oder sie
endlich gänzlich zum Stillstande bringen.
Capitän Ericsson hat erklärt, daß er die Idee, eine
Caloric- oder Warmluft-Maschine zu erbauen, seit zwanzig Jahren
verfolgt habe; daß er bereits im Jahre 1833 zu London ein erstes Modell von fünf
Pferdekräften und seitdem 12 bis 13 Maschinen derselben Art erbaut habe; daß seine
Ideen sogleich von einigen wenigen Männern, unter denen z.B. Faraday und Ure, günstig beurtheilt worden
seyen; besonders interessirte sich Faraday lebhaft dafür
und hielt in der Royal Institution eine Vorlesung darüber vor zahlreichen
Zuhörern.
Einige Tage nach der ersten Probefahrt am 11. Januar, machten der Capitän Ericsson und sein Associé, der Großhändler Kitching zu New-York, dem Marine-Secretär
der Vereinigten Staaten, Hrn. Kennedy das Anerbieten, auf
Kosten der Regierung zwei oder mehrere Kriegsschiffe von etwa 2500 Tonnen
Tragfähigkeit und mit Maschinen von dem neuen System versehen, zu erbauen. Jedes
Schiff sollte zwei Maschinen haben, die ihm eine Geschwindigkeit von 10 Meilen in
der Stunde ertheilen und dabei nicht mehr als 8 Tonnen Steinkohlen in 24 Stunden
verbrauchen. Achtzehn Monate nach Abschluß des Contracts sollten zwei solche Schiffe
abgeliefert werden. Das Marine-Departement solle hinreichende Sicherheit, daß
alle Bedingungen gehörig erfüllt würden, erhalten.
Am 15. Februar 1853 verließ das Schiff der „Ericsson“, auf
Veranlassung des Marine-Secretärs New-York, um nach Washington zu
fahren und so nahe an die Stadt heranzugehen, als es sein Tiefgang gestattete. Ein
Marine-Officier der Union, der Commandeur Joshua Sands, befand sich an Bord. Am 23. Februar richteten die HHrn. Ericsson und Sands an den
Marine-Secretär nachstehendes Schreiben:
Brief des Capitän Ericsson.
Washington, den 23 Februar 1853
„Nachdem die Besitzer des Caloric-Schiffes ihre Zustimmung ertheilt
hatten, daß ich dasselbe zum Regierungssitz führe, verließ es unter dem Commando
des Capitän Lowber in der Frühe des letzten Mittwochs
Sandy-Hook.“
„Genannter Capitän mußte in Folge schriftlicher Instructionen das Schiff
einer vollständigen Probe unterwerfen, indem es sich längere Zeit im Meere
aufhielt. Von Sandy-Hook aus schlug er daher die Richtung gegen Osten ein
und fuhr einem starken Winde entgegen, der schnell stärker wurde und in eine
starke Brise aus S. O. nach O. umschlug. Er hielt dieselbe Richtung ein, bis er
etwa 80 Meilen von der Küste entfernt war. Da sich der Wind dann nach N. W.
gedreht hatte, so veränderten wir unsere Richtung und steuerten, gegen die
Brise, dem Lande zu, und zwar nach Norfolk. Indem wir den Chesapeake aufwärts
fuhren, trafen wir einen starken Schneesturm und die Dunkelheit nöthigte uns in
der Potomac-Mündung Anker zu werfen. Die Maschinen waren 73 Stunden
ununterbrochen im Betriebe gewesen, und zwar mit einer Regelmäßigkeit, wie man
sie nur selten bei den bestconstruirten Dampfschiffen antrifft. Die Bewegung der
Räder war nämlich weit gleichartiger, was dem wirksamen Moment (powerful moment) der doppelten Kolben zugeschrieben
werden muß, die ein so wesentliches Element der Caloric-Maschine sind.
Ich muß bemerken, daß während das Bugspriet des Schiffes sich zuweilen unter dem
Wasser befand und obgleich das unter dem Winde liegende Rad zuweilen bis an die
Achse unter dem Wasser war, nicht die geringste Erschütterung statt fand und
eben so wenig eine merkliche Bewegung in dem Maschinengerüst und den
übertragenden Maschinentheilen, daß aus dem Schlingern keine Seitenwirkung und
kein Greifen der Kolben erfolgte. Alle Ventile der Speisecylinder wirkten frei
und regelmäßig, unerachtet der schiefen Stellung ihrer Sitze, welche eine
nothwendige Folge der schiefen Lage des Schiffes war. Nach der Fahrt des ersten
Tages war der Brennmaterialverbrauch um eine ganze Tonne in 24 Stunden geringer,
als der bei meinen ersten Versuchen gefundene. Es wurden jedesmal 65 Pfd.
Steinkohlen in einem jeden der acht Oefen eingeschürt, und der ganze
Brennmaterialverbrauch in 24 Stunden betrug etwas weniger als 4 1/4 Tonnen. Die
entsprechende mittlere Geschwindigkeit bei diesem geringen Verbrauch belief sich
bei mäßigem Winde auf 7 Knoten in der Stunde.“
„Die Gründe, welche ich Ihnen bei unserer Zusammenkunft diesen Morgen
mitzutheilen die Ehre hatte, haben mich bestimmt, den Druck der Maschine während
der ganzen Ueberfahrt auf 8 Pfd. per Quadratzoll zu
beschränken.“
„Hiernach muß ich erklären, daß das Resultat dieser ersten Probereise
meine Erwartungen weit übertroffen hat, und daß der praktische Erfolg der
Caloric-Maschine keine Frage mehr, sondern eine Thatsache
ist.“
„Bei dem Bau der Maschine habe ich mich auf Cylinder von 14 Fuß
Durchmesser beschränken müssen, weil die Constructeure mir keine größern liefern
wollten. Jetzt sind sie in den Stand gesetzt, Cylinder von allen Dimensionen zu
gießen; es ist daher möglich, den in der Folge zu construirenden
Caloric-Maschinen jede beliebige Kraft zu geben.“
Brief des Commandeur Joshua Sands.
Washington, den 23 Februar 1833
„Indem ich mich beehre Ihnen den Empfang Ihres Schreibens vom 22. d. M.
anzuzeigen, lege ich Ihnen, in Folge Ihrer Aufforderung, den nachstehenden
Bericht vor:“
„Als ich um die Erlaubniß nachsuchte, mich an Bord des Schiffes
„Ericsson“ begeben und die neue Reise mitmachen zu
dürfen, hatte ich den Zweck zu sehen, wie sich die neue Triebmaschine in der
Praxis verhalte. Da es stürmisch war, so konnte ich mich glücklicherweise über
die mir zweifelhaft gebliebenen Punkte belehren. Ich fürchtete nämlich, daß es
mit der neuen Maschine unmöglich seyn würde, auf einer Meeresfahrt eine so
ununterbrochene Wirkung zu erlangen, wie sie die Dampfmaschine gewährt. Zu
meinem großen Erstaunen fand ich aber, daß während einer unausgesetzten Fahrt
von siebenzig und einigen Stunden die Maschine nicht ein einzigesmal still
stand, und daß sich die Stabilität der Bewegung der
Ruderräder niemals im Geringsten veränderte, obgleich das eine Rad oft gänzlich
aus dem Wasser hervorstand und das Schiff sehr stark stampfte. Auch fürchtete
ich, daß der so bedeutende Querschnitt des Treibkolbens und die hohe Stellung
des obern Cylinders, beim Rollen und Stampfen des Fahrzeuges einzelne
Maschinentheile in Unordnung bringen könnte. Mit der größten Sorgfalt habe ich
alle diese Theile untersucht und gefunden, daß sie sich in derselben Ordnung
befanden, als wenn das Schiff das Dock nicht verlassen hätte.“
„Beim Rollen und Stampfen des Schiffes blieb die Bewegung der Kolben eine
stabile und sanfte.“
„Ich hatte erwartet, daß man sich über die große Wärme beklagen würde,
welche bei der Maschine angewendet wird; auch habe ich die Heizkammer sehr
häufig besucht, aber zu meiner Ueberraschung sie so kühl wie einen Keller
gefunden. Zu meinem Erstaunen war zum Schüren aller Oefen Ein Heizer
ausreichend, welcher von Zeit zu Zeit eine geringe Quantität Steinkohlen auf die
Roste warf. Man sagte mir, daß es Regel sey, alle 80 Minuten in jeden der acht
Oefen etwa 65 Pfund Steinkohlen zu werfen.“
„Das Fahrzeug hatte wechselsweise mit starken Brisen und mit conträrem
Winde zu kämpfen, und zwar fast während der ganzen Zeit, seitdem es am letzten
Mittwoch um 9 oder 10 Uhr Morgens Sandy-Hook verlassen hatte und bis es
Sonnabend Morgens in der Nähe der Potomac-Mündung die Anker warf, da ein
Schneesturm den Lootsen am Weitersegeln hinderte.“
„Der Sturm war während der ganzen Ueberfahrt so stark, daß man die Segel
niemals mit Vortheil anwenden konnte.“
„Meine Aufmerksamkeit war auch besonders auf den Druck gerichtet, der in
den Maschinen unterhalten wurde und welchen Capitän Ericsson auf 8 Pfund beschränkt hat. Während der Brise betrug die
Geschwindigkeit der Räder 6 1/2 Umgänge in der Minute; als sich aber der Wind
etwas gelegt hatte, gab das Lock 6 bis 7 Knoten an.“
„Es würde unnütz seyn, wenn man über die Geschwindigkeit mehr sagen
wollte, da – wie schon bemerkt – der Druck auf eine sehr niedrige
Gränze beschränkt blieb. Jedoch muß ich gestehen, daß das Resultat ein
vollkommen genügendes war.“
„Kurz, ich betrachte die Probefahrt als einen genügenden Beweis für den
guten Erfolg des Princips, und ich hoffe daher, daß der Tag nicht fern seyn
wird, an welchem durch seine Annahme bei unserer Marine unsere Schiffe gegen
jede Explosion gesichert seyn werden, die selbst im Augenblick des Siegs durch
eine feindliche, einen Kessel treffende Kugel veranlaßt werden kann.“
Am 24. Februar hat Hr. Ericsson sein Anerbieten, zwei mit
Caloric-Maschinen versehene Kriegsschiffe, jedes von 2000 Tonnen
Tragfähigkeit, mit 10 Meilen Geschwindigkeit in der Stunde und einem Verbrauch von
bloß 8 Tonnen Steinkohlen in 24 Stunden, erbauen zu wollen, wiederholt.
Am 25. Februar übersandte der Marine-Secretär dieses Anerbieten nebst den
obigen Documenten dem Ausschuß für Marine-Angelegenheiten in der
Repräsentantenkammer mit der Bitte, dem Congreß den Vorschlag zu machen, daß er
diese große Erfindung für die National-Marine ankaufe, und daß derselbe den
Marine-Secretär ermächtige, mit dem Capitän Ericsson einen Contract über den Bau einer Fregatte mit der Tragfähigkeit
von wenigstens 2000 Tonnen abzuschließen, und dazu die Summe von 500,000 Dollars zu
bewilligen.
Hr. Graf v. Sartiges bemerkt in einer Depesche, datirt aus
Washington vom 6. März d. J. an den Hrn. Minister der auswärtigen Angelegenheiten
(zu Paris), daß der Senats-Ausschuß den Beschluß gefaßt habe, die Sache
später in Ueberlegung zu ziehen und das Ericsson'sche
System erst dann bei der Kriegs-Marine anwenden zu wollen, nachdem durch eine
längere Reise bewiesen worden ist, daß die neue Maschine die jetzigen Dampfmaschinen
mit Vortheil ersetzen kann. Hr. Ericsson hat Hrn. v. Sartiges gesagt, daß er seitdem Bestellungen auf 400
Maschinen, hauptsächlich für Fabriken, erhalten habe.
Die Prüfung der erwähnten Documente veranlaßt mich zu nachstehenden Bemerkungen:
Jeder Arbeitscylinder des Schiffs „Ericsson“ hat 4,267 Meter im
Durchmesser; der Kolbenlauf beträgt 1,829 Meter. Daraus folgt, daß die Oberfläche, auf welche der
Druck der warmen Luft wirkt, 143,000 Quadratcentimeter beträgt, und das Luftvolum
welches den Cylinder ausfüllt, wenn der Kolben seinen höchsten Stand erreicht hat,
26 oder genau 26,154709 Kubikmeter, nach Abzug des Raums zwischen dem
Admissionsventil und dem Kolben welcher seinen niedrigsten Stand erreicht hat.
Andererseits folgt aus den Dimensionen des Speisecylinders und aus dem Lauf seines
Kolbens, daß das bei jedem Kolbenspiel in das Reservoir gedrückte Luftvolum 17 oder
genau 17,396533 Kubikmeter beträgt, ebenfalls nach Abzug des schädlichen Raums. Der Commandeur Sands und Hr.
Ericsson bemerken, daß der Druck in den Maschinen auf
0,562 Kilogr. per Quadratcentimeter über dem
atmosphärischen Druck beschränkt worden sey; sie geben aber nicht an, in welchem
Theile der Maschine und durch welche Mittel dieser Druck gemessen wurde. Geschah
dieß mittelst Ventilen oder Manometern, welche an dem Behälter der zusammengepreßten
Luft, zwischen den Arbeits- und den Speisecylindern angebracht wurden, oder
etwa mittelst Apparaten, welche mit dem Innern dieser letztern Cylinder in
Verbindung gebracht wurden? Sie sagen ferner nicht, ob die Luft in die
Arbeitscylinder während des ganzen Aufgangs der Kolben eingelassen wurde, oder ob
man die Admission vor der Beendigung des Kolbenlaufs abschloß. Wahrscheinlich ist
das zweite der Fall. Denn in den meisten Beschreibungen von Ericsson's Maschine wird bemerkt, daß er die Expansion der heißen Luft
benutzt; auch hat der Erfinder dieß in seinem Patente erklärt. Uebrigens hat Hr. Ericsson mehrmals wiederholt, daß er die Temperatur der
Luft in den Arbeitscylindern nicht über 480° F. oder 249° C. erhöhe.
Wenn aber die warme Luft während des ganzen Kolbenlaufs einströmte, so hätte man
sie, wegen der relativen Dimensionen der Speise- und Arbeits-Cylinder,
weit über diese Gränze hinaus erhitzen müssen, um eine höhere Spannung als 8 Pfd.
per Quadratzoll, über den Druck der Atmosphäre, zu
erlangen. Setzt man voraus, daß die Temperatur der atmosphärischen Luft 10°
C. betrug, und nimmt man als Ausdehnungs-Coefficient der Luft die aus den
Versuchen Regnault's hervorgehende Zahl 0,003665 an, so
findet man, daß man die Temperatur der warmen Luft auf 391° C. oder
736° F. erhöhen müßte, damit die 17,396533 Kubikmeter atmosphärischer Luft,
welche ein Volum von 26,154709 Kubikmeter einnehmen, einen Druck von 8 Pfd. per Quadratzoll, oder von 0,562 Kilogr. per Quadratcentimeter, über den atmosphärischen,
ausüben. Es ist daher fast gewiß, daß die Admission der Luft in den
Arbeits-Cylinder abgesperrt wurde, ehe der Kolben die Gränze seines
Aufsteigens erreichte. Wenn man die Ausdehnung des Kolbenlaufs, welche der Admission
der Luft entspricht,
kennen würde, und auch der Druck der warmen Luft bekannt wäre, so könnte man daraus
die Temperatur der warmen Luft ableiten. Umgekehrt, wenn man die Temperatur und den
Druck in dem Augenblick wo das Einströmen abgeschlossen wird, kennen würde, so
könnte man bestimmen, welcher Theil des Cylinders in diesem Zeitpunkt von dem Kolben
schon durchlaufen ist. In dem einen wie in dem andern Falle würde sich die auf den
Kolben während seines Aufganges übertragene Triebkraft leicht berechnen lassen.
Beim Mangel genauer Daten über die Ausdehnung der Admissionsperiode, scheint es mir
natürlich, gemäß den wiederholten Erklärungen des Capitän Ericsson, die Temperatur der Luft in dem Arbeitscylinder nicht höher als
249° C. und den Druck, im Augenblick des Abschlusses der Admission, zu 0,562
Kil. per Quadratcentimeter, über den atmosphärischen
Druck anzunehmen. Wenn in diesem Falle die aus der AtmosphäreAtmospäre geschöpfte Luft 10° C. hat, so hat die im Arbeitscylinder
befindliche 259° C. Wenn der Durchmesser des Speisecylinder-Kolbens
137 Zoll und der Lauf 6 Fuß ist; ferner der Durchmesser des Arbeitscylinders 168
Zoll beträgt und wir den Theil des Kolbenlaufs, welcher der Admission entspricht,
mit x bezeichnen, so werden die Volume der kalten und
der erhitzten Luft, in dem Augenblick wo die Admission abgeschlossen ist, in dem
Verhältniß von
Textabbildung Bd. 130, S. 90
stehen. Die Pressionen per
Quadratcentimeter sind übrigens respect. 1 Kil. und 1,562 Kil. Zur Bestimmung von
x dient daher folgende Gleichung:
Textabbildung Bd. 130, S. 90
woraus sich ergibt:
x = 4,8 Fuß oder 1,464 Meter,
d.h. die Admission fände während 8/10 des Kolbenaufganges
statt.
Während der beiden letzten Zehntel seines Laufs wird der Kolben von Luft gedrückt,
deren Spannkraft im umgekehrten Verhältniß ihres Volums steht, wenn die Wärme des
Ofens und der Wände die Temperatur während der Expansion constant erhält. Bei dieser
Hypothese wird die Spannkraft der Luft, am Ende des Kolbenaufganges, 8/10 von 1,562
Kil., d.h. 1,2496 Kil. oder 1,25 Kil. per
Quadratcentimeter betragen, und der effective Druck auf den Triebkolben wird auf
0,25 Kil. per Quadratcentimeter vermindert werden.
Die dem Triebkolben unter den angegebenen Bedingungen mitgetheilte Kraft besteht aus
derjenigen welche der Admission der Luft entspricht und die ausgedrückt wird
durch:
143000 × 0,562 × 1,464 = 117656 Kil. auf 1 Meter
gehoben
und aus der Kraft welche der Expansion der Luft entspricht und
ausgedrückt wird durch:
26,154709 (12500 log. hyp. 1,562/1,25
– 10000 × 0,2) = 20573 Kil.
1 Meter hoch gehoben.
(10,000 ist der Druck der Atmosphäre in Kilogrammen auf 1
Quadratmeter Oberfläche, und 12,500 der Druck der warmen Luft, unter dem endlichen
Volum von 26,154709 Kubikmeter, auf dieselbe Oberfläche). Die dem Kolben bei einem
vollständigen Lauf mitgetheilte Triebkraft ist folglich gleich:
117656 + 20573 = 138229 Kil., 1 Meter hoch gehoben.
Man muß davon die Kraft abziehen, welche erforderlich ist zur Zusammendrückung und
Eindrückung der Luft in den Behälter, worin der Druck 1,562 Kil. per Quadratcentim. der 17,395633 Kubikmeter
atmosphärischer Luft beträgt – eine Kraft, welche entspricht:
17,396533 × 10000 log. hyp.
1,562/1 = 77600 Kil.
1 Meter hoch gehoben.
Es bleibt daher für die Leistung der Kräfte, welche auf die beiden Kolben während
eines vollständigen Hubes einwirken:
138229 – 77600 = 60629 Kil. 1 Met. hoch gehoben.
Die ganze Maschine besteht aus vier einfachen Maschinen und der Kolben einer jeden
macht bei jedem Radumlauf, deren, wie gesagt, 6 1/2 in der Minute erfolgen, einen
vollständigen Lauf. Demnach beträgt die sämmtlichen Kolben per Minute mitgetheilte Kraft 26 × 60629 = 1,576,354 Kil., 1 Meter
hoch gehoben, was 350 Dampfpferden von 75 Kilogr., in der Secunde 1 Meter hoch
gehoben, entspricht.
Diese Bestimmung bezieht sich auf die Leistung, welche man die theoretische nennen
könnte; sie müßte sogar wegen des Einflusses der schädlichen Räume noch corrigirt werden. Die der Radwelle mitgetheilte
Kraft vermindert sich um diejenige, welche absorbirt wird durch die Reibung der
festen Theile des Apparats und durch den Widerstand beim Durchgange der Luft durch
die Ventile des Speisecylinders, die Maschine selbst, und durch die Metallgewebe
welche den Regenerator bilden. Wir sahen, daß Hr. Ericsson diesen
letzteren Widerstand nur zu 1/2 Unze per englischen
Quadratzoll Druckabnahme schätzt, und wissen nicht auf welche Versuche er diese
Meinung stützt. Unseres Erachtens kann dieser Widerstand jedenfalls nur gering seyn.
Die Oberfläche eines jeden Gewebes beträgt 24 engl. Quadratfuß oder 2,23
Quadratmeter. Sie haben eben so viele leere Räume als massives Metall, so daß die
Summe der Oeffnungen in jedem Blatt 1,115 Quadratmet. beträgt. Da die Drähte 1/16
Zoll stark sind, so müssen die durch die Maschen gebildeten Oeffnungen Quadrate von
3/20 engl. Zoll Seite seyn, d.h. von 3,8 Millimeter oder in runder Zahl 4 Millimet.,
und auf 1 engl. Quadratzoll müssen 21 bis 22 Maschen vorhanden seyn. Es scheint
sogar, daß die Oeffnungen noch größer sind, da eine amerikanische Zeitung, die New-York
daily Times, nach Angabe des Hrn. Ericsson berichtet, daß die Anzahl der Maschen ungefähr 5 bis 6 auf den
Quadratzoll ist. Dieß läßt sich aber nicht mit der andern Thatsache zusammenreimen,
daß die Gewebe aus 1/16 Zoll starkem Draht bestehen und eben so viele leere als
volle Theile enthalten. Indem ich mich an diese letztere Versicherung halte, nehme
ich an, daß die Oeffnungen oder Maschen etwa 4 Millimet. Seitenlänge haben, und da
die aneinander gelegten Metallgewebe zusammen nur 1 engl. Fuß (0,305 Meter) dick
sind, so scheint es mir, daß der Regenerator dem Durchgange der Luft nur einen
geringen Widerstand entgegensetzen könne. Ich glaube daher die passiven Widerstände
aller Art recht hoch anzuschlagen, wenn ich annehme, daß durch sie die auf die
Kolben übertragene Kraft um 50 Procent vermindert wird, wornach die auf die Radwelle
wirkende Kraft etwa 175 Dampfpferde betrüge.
Der von dem Capitän Ericsson angebene und von dem
Commandeur Sands bestätigte
Brennmaterial-Verbrauch bestand in 65 Pfund Steinkohlen per 80 Minut. und für jeden von den acht Oefen, was für
die ganze Maschine und per Stunde 390 Pfd. oder 177 Kil.
ausmacht. Wenn unsere vorhergehenden Schätzungen der Wahrheit nahe kommen, so würde
der Kohlenverbrauch für die theoretische Dampf-Pferdekraft 1/2 Kil. betragen,
und für die der Radwelle in der Stunde mitgetheilte Dampf-Pferdekraft etwa 1
Kilogr. Dieß wäre eine Ersparung von 3/4 bis 4/5 gegen den Verbrauch der allgemein
gebräuchlichen Schiffs-Dampfmaschinen mit Niederdruck.
Man kann noch folgende Vergleichung machen: Die Dampfschiffe von fast gleicher
Tonnenzahl und von fast gleichen Dimensionen wie der „Ericsson“
sind meines Wissens mit Maschinen von 450 Pferdekräften versehen, die ihnen eine
Geschwindigkeit von etwa 10 Knoten geben und 50 Tonnen Steinkohlen in 24 Stunden verbrauchen. Der
„Ericsson“ hat, nach dem Zeugniß des Commandeur Sands, nur eine Geschwindigkeit von 6 bis 7 Knoten
während eines mäßigen Windes gehabt. Unter übrigens gleichen Umständen steht die
durch den Motor entwickelte Kraft im geraden Verhältniß zu den Kubikzahlen der dem
Schiff ertheilten Geschwindigkeiten. Nimmt man an, daß der Kohlenverbrauch mit der
Geschwindigkeit in demselben Verhältniß abnimmt, wie die Kraft, welche der Motor
entwickeln muß, um diese Geschwindigkeit hervorzubringen, so würde eine
Geschwindigkeit von 6 Knoten einen Verbrauch von 50 × 216/1000 = 10,8 Tonnen
Steinkohlen in 24 Stunden erheischen; eine Geschwindigkeit von 7 Knoten aber einen
Verbrauch von 50 × 343/1000 = 17,15 Ton. in 24 Stunden veranlassen. Der
„Ericsson“ hat nur 4 1/4 Tonnen in demselben Zeitraum
verbraucht. Sein Brennmaterialverbrauch verhielt sich daher zu demjenigen eines
Dampfschiffes von gleicher Kraft, bei einer Geschwindigkeit von 6 Knoten = 1 : 2,5,
und bei einer Geschwindigkeit von 7 Knoten = 1 : 4. Man sieht also, daß einestheils
der neue Apparat auf Schiffen nicht dieselbe Kraft entwickeln kann, wie die
gewöhnlichen Dampfmaschinen, was der Erfinder der unzulänglichen Weite der
Arbeitscylinder zuschreibt und auch andern Ursachen, die er nicht erklärt hat und
welche ihn veranlaßt haben, den Druck der Luft auf 8 Pfd. per Quadratzoll zu beschränken, statt 10 oder 12 Pfd., auf die er
gerechnet hatte; anderntheils ist aber, selbst unter diesen Umständen, der Verbrauch
der Maschinen des „Ericsson“, bei gleicher, auf die Räder
übertragenen Kraft, viel geringer als bei den in der Regel gebräuchlichen
Schiffs-Dampfmaschinen. Endlich zeigt das Anerbieten, welches Hr. Ericsson dem Marine-Secretär der Vereinigten
Staaten machte, daß er überzeugt ist, den Brennmaterialverbrauch auf etwa 1/6 von
demjenigen vermindern zu können, welcher an Bord der jetzigen Dampfschiffe
stattfindet.
Der Gang der Maschinen des „Ericsson“ veranlaßt mich noch zu
folgenden Betrachtungen: jeder Lauf von einem der Kolben erfordert etwa 17,396533
Kubikmeter atmosphärische Luft, deren Gewicht, wenn man annimmt daß diese Luft eine
Temperatur von 10° C. hat, fast 21 Kilogr. beträgt, da der Kubikmeter Luft
1,25 Kilogr. wiegt. Die Luftmenge welche die ganze Maschine, bei 6 1/2 Radumgängen
per Minute, verbrauchte, ist daher:
21 × 26 × 60 = 32760 Kil. per Stunde.
Wenn die Temperatur dieser Luft auf 249° C. erhöht wird, so erfordert dieß
eine Wärmemenge von
32760 × 249 × 0,237 = 1933266 Einheiten. (a)
(0,237 ist nach den neuesten Versuchen von Regnault die specifische Wärme der Luft).
Nun entwickelt aber die Verbrennung von 1 Kilogr. Steinkohlen, nach den
verläßlichsten Versuchen, nicht mehr als 7,000 Wärmeeinheiten, von denen wenigstens
ein Drittel durch den Strom heißer Gase, die aus der Esse ausströmen, fortgerissen
wird oder auf andere Weise verloren geht, was die in den besten Dampfkesselöfen
wirklich benutzte Wärme auf 4,700 Wärmeeinheiten reducirt. Die per Stunde in den Oefen verbrannten 177 Kilogr.
Steinkohlen, können daher der Luft durch die Wände der Arbeitscylinder höchstens nur
831,900 Wärmeeinheiten mittheilen (b).
Die Vergleichung der Zahlen (a) und (b) überzeugt uns von der Wirksamkeit des Ericsson'schen Regenerators, um die Wärme der
ausströmenden Luft zu sammeln und sie der beim folgenden Kolbenzuge in den Cylinder
einströmenden Luft mitzutheilen.
Das Gewicht der Metallgewebe, die einen Regenerator bilden, ist im Verhältniß zum
Gewicht der bei jedem Kolbenzuge verbrauchten Luft sehr bedeutend. Man kann sich
davon einen Begriff machen, wenn man die angegebenen Dimensionen berücksichtigt. Die
nebeneinander liegenden Metallgewebe nehmen zusammen einen Raum von 24 engl.
Kubikfuß oder 0,67954 Kubikmeter ein. Nehmen wir nun an, daß 3/4 leere Räume und 1/4
volles Metall vorhanden ist (wahrscheinlich Kupfer), so wird das Volum des Metalls
0,169885 Kubikmeter und sein Gewicht 1,520 Kilogr. betragen, da 1 Kubikmeter 8,950
Kilogr. wiegt. Es ist dieß fast das 72fache Gewicht der durch einen Kolbenzug
verbrauchten Luft. Wenn nun, wie gesagt, die Temperatur der Luft bei ihrem Austritt
aus der Maschine nur 30° F. oder 17° C. höher ist als diejenige der
einströmenden Luft, so muß die Luft welche in dem Arbeitscylinder bis etwa
249° über die ursprüngliche Temperatur erhitzt wird, den Metallgeweben, indem
sie dieselben durchströmt, eine hinreichende Wärmemenge abtreten, daß ihre
Temperatur um 232° C. erniedrigt wird. Setzen wir voraus, daß die kupfernen
Metallgewebe 72mal soviel wiegen als die Luft, und nehmen wir für die specifische
Wärme der Luft und des Kupfers, nach den Versuchen von Regnault, die respectiven Zahlen 0,237 und 0,095, so finden wir, daß das
Durchströmen der aus dem Cylinder kommenden heißen Luft die mittlere Temperatur des
Regenerators nur um 8°,04 erhöhen kann. Man hat nämlich:
1 × 232 × 0,237 = 72 × 0,095 ×
8,04.
Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß die mir von dem Hrn. Minister der auswärtigen
Angelegenheiten mitgetheilten Documente noch nicht vollständig genug sind, um daraus
das genaue Maaß der von dem Triebapparat des Schiffs „Ericsson“
entwickelten Kraft und den für eine bestimmte Leistung erforderlichen
Brennmaterialverbrauch ableiten zu können. Gewiß ist jedoch, daß die Kraft dieses
Apparates geringer als diejenige der Dampfmaschinen ist, welche gewöhnlich auf den
Schiffen von gleicher Tonnenzahl und von gleichen Dimensionen angewendet werden;
Capitän Ericsson schreibt dieß der zu geringen Weite der
Arbeitscylinder und andern von ihm nicht bezeichneten Ursachen zu, die ihn genöthigt
haben, den Druck der erwärmten Luft, während der Probefahrt, auf 0,562 Kil. per Quadratcentimeter (über den atmosphärischen Druck)
zu beschränken.
Nach den Dimensionen der Maschinen, den Erklärungen des Capitän Ericsson und sämmtlichen Thatsachen, welche die Fahrt seines Schiffs am
Ende Februar von Sandy-Hook bis zum Ausfluß des Potomac betreffen, scheint
es, daß der Triebapparat dieses Fahrzeugs eine vollkommen regelmäßige und
ununterbrochene Leistung zu liefern vermag, welche derjenigen einer
Schiffsdampfmaschine von 150 bis 175 nominellen Pferdekräften gleichkommt, wobei er
nur 177 Kil. Steinkohlen per Stunde verbraucht, d.h. 1/4
der Kohlen, welche die Dampfmaschine erfordern würde. Bei den ungünstigsten Annahmen
wäre der Warmluft-Apparat wenigstens einer Dampfmaschine von der Nominalkraft
von 97 Pferden äquivalent, und sein Brennmaterialverbrauch hätte auch dann nur 2/5
desjenigen einer Dampfmaschine von letzterer Kraft betragen. Die erlangte
Brennmaterialersparung ist daher jedenfalls sehr bedeutend im Vergleich mit den
gewöhnlich auf Schiffen angewendeten Dampfmaschinen.
Der Capitän Ericsson und seine Associés haben dem
Marine-Secretär der Vereinigten Staaten das Anerbieten gemacht, auf Kosten
der Regierung zwei Kriegsfregatten von wenigstens 2000 Tonnen Tragfähigkeit zu
erbauen, die mit Maschinen nach dem neuen Princip versehen sind, welche in der
Stunde 10 Meilen zurücklegen und in 24 Stunden nicht mehr als 8 Tonnen Steinkohlen
verbrauchen. Wenn die Meilen, von denen es sich in der Submission handelt, Seemeilen
sind, worüber nichts bemerkt ist, so würde die Brennmaterial-Ersparung, wozu
sich Capitän Ericsson verbindlich macht, mehr als 5/6 von
dem Verbrauch der gewöhnlichen Schiffsdampfmaschinen betragen. Sind aber nur
(englische) Landmeilen gemeint, so beträgt die Ersparung immer noch über 3/4.
Die Warmluftmaschinen werden im Fall eines endlichen Erfolgs, den ich als ziemlich
gewiß betrachte, gegen die jetzigen Dampfmaschinen außer der Brennmaterialersparung
den Vortheil gewähren, daß die Kessel wegbleiben und keine ExplosionenEplosionen zu befürchten sind, welche durch Nachlässigkeit der Heizer veranlaßt
werden. Es ist daher von größter Wichtigkeit, daß die Regierung sich mit allen ihr
zu Gebote stehenden Mitteln beeilt, diese Maschinen nicht allein bei der
Kriegs-Marine des Staates und bei der Handelsmarine, sondern auch bei der
Industrie im Allgemeinen in Aufnahme zu bringen.
Die Einrichtung der Ericsson'schen Maschinen ist sehr
einfach; sie sind hauptsächlich beim Absinken von Schächten in sehr wasserreichem
Gebirge und zur Wasserhaltung in tiefen Gruben anwendbar, welche häufig sehr starke
Kraftmaschinen erfordern. Die gewöhnlich bei diesen Arbeiten angewendeten Motoren
sind einfach-wirkende Dampfmaschinen, mit oder ohne Expansion und mit oder
ohne Kondensator, deren Ersetzung durch die ebenfalls einfach – wirkenden
Maschinen Ericsson's keine ernstlichen Schwierigkeiten
darzubieten scheint.
Das schnellste und wirksamste Mittel, um in Frankreich die Warmluftmaschinen zu
verbreiten, besteht ohne Zweifel darin, eine solche der allgemeinen Untersuchung der
Ingenieure und der sich mit Mechanik beschäftigenden Gelehrten zu unterstellen. Ich
bin der Meinung, daß einige Bergwerksbesitzer oder größere Fabrikanten aufgefordert
werden sollten, mit dem Erfinder und seinen Compagnons wegen Lieferung einer oder
mehrerer Caloric-Maschinen in Verbindung zu treten, und daß man denselben die
Eingangssteuer erlassen oder ihnen sogar eine Prämie gewähren sollte. Diese
Maschinen müßten bestimmte Zwecke haben, und es müßten von Ihnen, Hr. Minister,
Ingenieure beauftragt werden bei der Aufstellung der Maschinen zugegen zu seyn und
während deren Betriebes (ohne denselben zu unterbrechen) die erforderlichen Versuche
und Untersuchungen anzustellen. Die wichtigsten zu erörternden Punkte würden
nachstehende seyn:
A. Die genauen Dimensionen der Maschinen, von denen
vollständige Zeichnungen gemacht werden müßten; Details über die Construction der
Kolben, ihre Liederung etc.
B. Die Betriebsverhältnisse der Maschinen und namentlich
die folgenden Punkte:
1. Der Theil des Kolbenaufganges, welcher der Luftadmission entspricht; – die
Details der Vertheilung; – die Stellungen, welche der Oeffnung und dem
Verschluß der Einlaß – und Auslaß – Ventile für die Luft
entsprechen.
2. Der Druck in dem Behälter zwischen den Speise- und den
Arbeitscylindern.
3. Die veränderlichen Pressionen der Luft sowohl in den Speiseals in den
Arbeitscylindern, welche den successiven Stellungen der Kolben während ihres
Aufganges und ihres Falles entsprechen.
4. Die gleichzeitigen Temperaturen der atmosphärischen Luft, der in dem
Speisecylinder zusammengedrückten Luft, der Luft unmittelbar vor ihrem Durchgange
durch die Metallgewebe, um zu dem Arbeitscylinder zu gelangen, und beim Ausströmen
durch dieselben Metallgewebe, um in die Atmosphäre zu entweichen.
5. Der Brennmaterial-Verbrauch während eines ununterbrochenen und
regelmäßigen, langdauernden Betriebes.
6. Messung der Kraft der Maschine mittelst des Prony'schen
Zaums, wenn sie eine Welle in drehende Bewegung setzt, oder durch andere geeignete
Mittel, falls sie Pumpen- oder Gebläse-Kolben etc. bewegt.
Alle erwähnten Bestimmungen können durch die den Ingenieuren wohlbekannten
Verfahrungsarten erlangt werden; die erforderlichen Instrumente sind lediglich
Manometer und Thermometer, Watt'sche Indicatoren, ein Prony'scher
Zaum; der Gebrauch dieser Apparate ist allen Mechanikern bekannt.
C. Es würde bezüglich der Theorie und der Verbesserung
der Warmluft-Maschinen sehr zweckmäßig seyn, durch directe Versuche die
veränderlichen oder constanten Temperaturen der Luft im Arbeitscylinder während des
Aufgangs und des Niedergangs seines Kolbens zu bestimmen, sowie die Vertheilung und
die Veränderungen der Temperaturen in den successiven Schichten der Metallgewebe,
woraus der Regenerator besteht, während des Eintritts und des Austritts der Luft.
Die hiefür anzustellenden Versuche sind sehr schwierig, sie erfordern eigenthümliche
Apparate und die Beihülfe von Physikern.
––––––––––
Nachdem dieser Bericht geschrieben war, ist in Frankreich eine nach dem System des
Capitän Ericsson construirte Maschine angekommen; der Hr.
Minister für Ackerbau, Handel und öffentliche Arbeiten hat mich beauftragt, sie zu
untersuchen und Versuche damit anzustellen. Leider ist diese Maschine sehr
unvollkommen und, wie ich glaube, eine von den erstem welche der Erfinder ausgeführt
hat. Sie wurde, wie man mir sagte, zum Betriebe von Buchdruckerpressen angewendet.
Die damit begonnenen Versuche werden später veröffentlicht werden. Bis jetzt
bestätigt ihr Resultat das in obigem Bericht über die Wirksamkeit des Regenerators
Gesagte und den schwachen Widerstand, welchen der Regenerator
dem Durchgange der Luft entgegensetzt. Die Metallgewebe bestehen aus Eisendraht und
nicht, wie ich oben bei der Beschreibung des Schiffes annahm, aus Kupferdraht. Ihr
Gesammtgewicht ist fast 54 Kilogr., ohne die eisernen Traversen und Bolzen, welche
sie in einem Packet zusammenhalten und welche zusammen 10 Kilogr. wiegen. Die
nutzbare Räumlichkeit des Speisecylinders, d.h. das durch
den Kolbenlauf in diesem Cylinder erzeugte Volum, beträgt nur 0,277,755 Kubikmeter,
so daß das Gewicht der bei jedem Kolbenzug eingeführten Luft höchstens 0,35 Kilogr.
ist. Das Gewicht der Metallgewebe ist daher über 154mal größer als dasjenige der von
den Kolben ausgedrückten Luft. Die specifische Wärme des Eisens ist übrigens größer
als diejenige des Kupfers (0,115 statt 0,095).
Die nutzbare Räumlichkeit des Arbeitscylinders, d.h. das
durch den Lauf des Triebkolbens erzeugte Volum, ist 1 1/2mal so groß als dasjenige
des Speisecylinders, und das Einströmen der Luft unter den Kolben findet während
8/10 seines Aufganges statt.
Paris, am 29. April 1853.
Zusatz.
Die amerikanischen Zeitungen bringen uns endlich nähere Angaben über die
Veränderungen, welche Hr. Ericsson an der
Warmluftmaschine seines Schiffes ausführtWir verweisen auf ein betreffendes Schreiben von Ericsson im polytechn. Journal Bd. CXXIX S. 234., das sich in der Docke der Maschinenfabrik der HHrn. Hogg und Delamater zu New-York
befindet.
Die bisherigen Arbeits- und Speisecylinder wurden mit ihren Kolben, Heizern
und Regeneratoren beseitigt. Anstatt dieser vier sehr weiten Arbeitscylinder, welche
mit vier Speisecylindern senkrecht zur Achse des Schiffs standen, werden jetzt zwei Arbeitscylinder von mäßiger Größe auf der Linie des
Kiels angebracht, welche gegen einander geneigt sind und mit dem Kiel einen Winkel
von beiläufig 45° bilden. Es werden vier Speisecylinder von gleichem Hub
angebracht werden, nämlich einer an jeder Seite jedes Arbeitscylinders.
Wie man sieht, wird Ericsson's neuer Apparat aus sechs
Cylindern bestehen, nämlich aus zwei Arbeitscylindern und
vier Speisecylindern. Von den Arbeitscylindern hat
jeder 6 Fuß Durchmesser und 8 Fuß. Kolbenhub. Es ist anzunehmen, daß die jetzigen
zwei doppeltwirkenden Arbeitscylinder von mäßiger Größe dieselbe mechanische
Leistung hervorbringen
werden, wie die früher angewandten ungeheuer weiten vier einfach-wirkenden
Arbeitscylinder, da die neuen Cylinder mit höherem Druck arbeiten. Bei dem neuen
Apparat wird ferner dieselbe Luft wiederholt angewandt werden und wie gesagt, mit
Hochdruck. Dieß ist der Hauptunterschied zwischen der alten und der neuen Maschine
von Ericsson.
Der neue Regenerator hat zwar eine andere Form, beruht aber auf denselben Principien
wie der bisherige. Der Regenerator bleibt das Hauptorgan, welches die
Brennmaterial-Ersparniß der Ericsson'schen
Maschine im Vergleich mit den Dampfmaschinen bedingt.
Die Redaction d. p. J.