Titel: | Bericht über den Apparat der HHrn. Beaumont und Mayer zur Heizung ohne Brennmaterial, oder Wärme-Erzeugung mittelst Reibung; der französischen Akademie der Wissenschaften erstattet von Hrn. Morin. |
Fundstelle: | Band 141, Jahrgang 1856, Nr. L., S. 187 |
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L.
Bericht über den Apparat der HHrn. Beaumont und Mayer zur Heizung ohne
Brennmaterial, oder Wärme-Erzeugung mittelst Reibung; der französischen Akademie
der Wissenschaften erstattet von Hrn. Morin.
Aus den Comptes rendus, April 1856, Nr.
16.
Morin, über Beaumont's Apparat zur Heizung ohne
Brennmaterial mittelst Reibung.
Die von den HHrn. Beaumont und Mayer vorgeschlagenen Apparate, um durch Reibung soviel Wärme
hervorzubringen, daß dieselbe in der Industrie und im Haushalt benutzt werden kann,
sollen durch Kräfte bewegt werden die man nicht verwendet, und welche also verloren
gehen.
Sie erklären von vornherein, daß der in ihren Apparaten erzeugte Dampf nicht bestimmt
sey als Triebkraft zu dienen, sondern nur als Heizmittel, und fügen hinzu, daß sie
zur Hervorbringung der Bewegung nur natürliche, verlorengehende Kräfte anzuwenden
beabsichtigen. Zu den letztern rechnen sie aber, wenn es sich darum handelt, die
Speisen für das Militär zu bereiten, die Muskelkraft der Menschen und Pferde, welche
nach fast stets ermüdenden Märschen bei diesen Apparaten verwendet werden
sollen.
Die Haupttheile der Apparate der HHrn. Beaumont und Mayer sind zwei concentrische Kegel, von denen der eine
mit Flechten von Hanf oder von Baumwolle, die mit Oel geschmiert sind, umwickelt
ist, während der andere, aus Kupferblech bestehende, in Berührung mit der
Flüssigkeit ist, welche erwärmt werden soll. Durch eigentümliche Mittel kann man den
Druck des einen dieser Kegel auf dem andern reguliren und je nach den verschiedenen
Fällen wird der eine oder der andere von diesen Kegeln bewegt.
Die Idee, die durch Reibung entwickelte Wärme zu benutzen, reicht bekanntlich bis in
die entferntesten Zeiten zurück, allein man hat sie nur sehr wenig benutzen können,
weil die mechanische Arbeit welche aufgewendet werden muß, um eine so starke Reibung
hervorzubringen, daß dieselbe eine wesentliche Wärmemenge zu erzeugen vermag, im
Allgemeinen im Verhältniß zu dem erlangten Resultat viel zu bedeutend ist.
Andererseits ist die entwickelte Wärmemenge um so größer, je bedeutender die Reibung
selbst ist und je mehr sich die Körper abnutzen. Wenn sich z.B. Metalle auf Steinen,
z.B. Sandstein, Hölzer und Metalle aufeinander (ohne Ueberzug) reiben, so entsteht
ziemlich viel Wärme, welche manchmal eine Entzündung veranlassen kann. Diese
Wirkungen sind im Allgemeinen um so stärker, je mehr sich die Körper abnutzen; so
erhitzen sich Eisen und Stahl durch ihre Reibung auf Schleifsteinen so stark, daß
sie sich in der Luft entzünden, die Hölzer verkohlen sich, die Metalllegirungen,
z.B. diejenige der Radbüchsen, schmelzen und verlöthen zuweilen die Büchse mit dem
Achsschenkel.
Die Erfahrung zeigt also im Allgemeinen, daß man zur Wärmeerzeugung vermittelst der
Reibung die reibenden Körper bedeutend abnutzen und folglich eine beträchtliche
Triebkraft aufwenden (entwickeln) muß.
Die HHrn. Beaumont und Mayer
bringen die Reibung durch Anwendung einer zusammendrückbaren, fettigen und sich
wenig abnutzenden Substanz hervor, also unter sehr ungünstigen Bedingungen; sie
haben dabei ohne Zweifel den Zweck, das Hauptstück ihres Apparates nicht zu
beschädigen, dessen Wiederersetzung wirklich schwierig seyn würde, und um nun mit einer geringern
Reibung dieselbe Wärmemenge zu erhalten, haben sie die Berührungsflächen
vergrößert.
Abgesehen von dem Constructionsprincip ihres Apparates, kann man aus obigen Angaben
schon entnehmen, daß diese Apparate dem beabsichtigten Zweck bei weitem nicht
entsprechen; dieß ist überdieß schon hinreichend durch Erfahrungsresultate
bewiesen.
Die vorgelegten Apparate sind von zweierlei Art: der eine dient zur Dampferzeugung,
der andere zum directen Erwärmen der Flüssigkeiten, besonders zum Kochen der
Speisen.
Apparat zur Dampferzeugung. – Ein solcher befand
sich auf der Pariser Industrie-Ausstellung; wir haben ihn folgendermaßen
geprüft. Der reibende Kegel wurde mittelst eines Dynamometers in Bewegung gesetzt,
welches dazu diente, die zur Hervorbringung der Reibung und folglich zur Erzeugung
des erhaltenen Dampfes aufgewendete Triebkraft zu messen; dieser Dampf wurde
gesammelt und condensirt, um seine Menge und Temperatur bestimmen zu können. Die
Resultate dieser Versuche sind in nachstehender Tabelle enthalten:
Versuche mit dem Dampfgenerator der HHrn. Beaumont und
Mayer.
Textabbildung Bd. 141, S. 189
Triebkraft; Tage der Versuche; In
Kilogr. welche in 1 St. 1 Met. hoch gehoben werden; In Pferdekräften; Gewicht
des in der Stunde verdampft. Wassers; Anzahl der Umgänge des Apparates in 1
Secunde; Temperatur des Dampfes in Centesimalgraden; 4. September 1855; 22.
October; Kil.; Mittel
Man begann die verdampfte Wassermenge zu notiren, als die Temperatur constant
geworden war und die in der sechsten Columne angegebene Zahl erreicht hatte. Die
durch die Reibung erzeugten Wärmemengen wurden folglich bloß zur Dampferzeugung
verwendet und lieferten die latente Wärme dieses Dampfes.
Wenn man zur Vergleichung die mittlern Resultate der beiden Versuche nimmt, so findet
man, daß dieser Apparat bei einer Betriebsleistung von 8,50 Pferdekräften stündlich
6,56 Kilogr. Dampf entwickelte.
Eine sehr gute Dampfmaschine mit Expansion und Condensation verbraucht wenigstens 2
Kilogr. Steinkohlen pro stündliche Pferdekraft, daher
sich ihr Verbrauch bei einer Betriebsleistung von 8,50 Pferdekräften auf 8,50
× 2 = 17 Kilogr. Steinkohlen in der Stunde beliefe.
In einem guten Ofen verbrannt, könnte diese Steinkohlenmenge, bei Annahme einer
Verdampfung von 8 Kilogr. Wasser durch 1 Kilogr. Steinkohle, 17 × 8 = 136
Kilogr. Dampf erzeugen, wogegen der vorliegende Apparat nur 6,56 Kilogr. Dampf
entwickelt hat. Der Generator der HHrn. Beaumont und Mayer hat also nur 6,56/136 = 1/21 der auf gewöhnliche
Weise zu erreichenden Wärmemenge nutzbar gemacht.
Dieses Resultat steht weit unter dem von den Erfindern angegebenen, denn in einer an
die Preisrichter der Pariser Ausstellung vertheilten Druckschrift behaupten sie, daß
ihr Apparat nur die Betriebsleistung von 2 Pferdekräften erfordere, um 1 Pferdekraft
hervorzubringen. Es wäre eine Betriebsleistung von 21 Pferdekräften erforderlich, um
mit ihrem Apparat den 1 Pferdekraft entsprechenden Dampf hervorzubringen.
Da 6,56 Kilogr. Dampf in der Stunde 8,5 Pferdekräfte Betriebskraft brauchten und in
der gewöhnlichen Weise 6,56 × 550 = 3608 Wärmeeinheiten geben, so folgt, daß
bei diesem Apparat 1000 Wärmeeinheiten eine Betriebsleistung von 8,5/3,608 = 2,36
Pferdekräften brauchen.
1 Kilogr. Holz entwickelt 2800 Wärmeeinheiten, von welchen die Hälfte nutzbar gemacht
wird, so daß man, um 1000 Wärmeeinheiten zu entwickeln, 1000/1400 = 0,714 Kilogr.
Holz braucht.
350 Kilogr. Holz kosten in den Vogesen, welche als die für den Apparat günstigste
Gegend bezeichnet worden sind, 5 Francs; 0,714 Kilogr. also 0,01 Francs; in 12
Stunden kosten mithin 1000 Wärmeeinheiten, durch Holz erzeugt, 0,12 Francs. Die
hydraulische Umtriebsmaschine würde, um 1000 Wärmeeinheiten durch den vorliegenden
Apparat zu erzeugen, 2,36 Pferdekräfte leisten müssen. Rechnet man nun die
Anlagekosten an Gräben, Gebäuden u.s.w. in den Gebirgsgegenden nur zu 200 Francs für
die Pferdekraft, so ergibt dieß, zu 10 Procent gerechnet, jährlich 50 Francs oder
täglich 0,166 Francs für 1000 Wärmeeinheiten, ungerechnet die Unterhaltungskosten.
Es läßt sich also selbst unter den günstigsten Umständen kein Vortheil von diesem
Apparat hoffen.
Apparat zum Kochen der Speisen. – Der zweite
Apparat war zum Kochen von Gemüse und Fleisch für Armeen bestimmt und war durch
Hand- oder Thiergöpel in Bewegung zu setzen. Bei den Versuchen drehten 8 Mann
den Göpel mit Mühe mit einer Geschwindigkeit von 4 Umdrehungen in der Minute; der
eine Versuch dauerte 4 1/2 Stunden und der andere 8 Stunden. Dabei überstieg die
Temperatur niemals 69° C., war also zum Kochen von Gemüse und Fleisch nicht
hinreichend. Es ist daher der überdieß complicirte und voluminöse Apparat für Armeen
nicht zu gebrauchen, und am wenigsten ist die schwere Arbeit, welche derselbe
verursacht, den ohnehin vom Marsche ermüdeten Soldaten nicht zuzumuthen.
Wir geben jedoch zu, daß die von den Erfindern getroffene Anordnung sich im
Wesentlichen sehr wohl benutzen läßt, um innerhalb enger Gränzen, bis auf einige
Grade über 100° C., die durch die Reibung entwickelte Wärmemenge zu
bestimmen.