Titel: | Neues Sicherheitssystem gegen die Explosionen der Dampfkessel; von Hrn. B. Chaussenot, Civilingenieur in Paris. |
Fundstelle: | Band 78, Jahrgang 1840, Nr. L., S. 242 |
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L.
Neues Sicherheitssystem gegen die Explosionen der
Dampfkessel; von Hrn. B.
Chaussenot, Civilingenieur in Paris.
Aus dem Bulletin de la Société
d'encouragement, Jun. 1840, S. 197.
Mit Abbildungen auf Tab.
IV.
Chaussenot, neues Sicherheitssystem gegen die Explosionen der
Dampfkessel.
Man fühlt schon längst das Bedürfniß neuer Sicherheitsmittel gegen
Dampfkesselexplosionen. Hrn. Chaussenot ist es gelungen, nach mehrjährigen Versuchen über die
Wirkungen aller bisher angewendeten Apparate ein vollkommen sicheres System
herzustellen, welches ohne Zweifel die leider nur zu sehr gegründete Furcht, welche
die Anwendung des Dampfes einflößt, verschwinden machen wird.
Vor Allem wollen wir die wahren Ursachen der Explosionen, welche von mehreren
Gelehrten, besonders von den HHrn. Arago und Séguier nachgewiesen wurden, zusammenstellen; sie sind:
1) Zunehmende Spannung des Dampfes, bis er die Gränze der Festigkeit des Kessels
übersteigt;
2) Senkung des Wasserspiegels unter seinen mittleren Stand, wodurch die Seitenwände
einen höheren Hizgrad als denjenigen des eingeschlossenen Wassers annehmen
können;
3) Ueberhizung des Kesselbodens in Folge des angesezten Pfannensteins.
1. Zunehmende Spannung des
Dampfes.
Um die Gefahren, welche durch eine zu große Dampfspannung herbeigeführt werden, zu
beseitigen, wendet man bei den Dampfkesseln Sicherheitsventile an.
Diese sinnreichen Apparate scheinen aber ihrer Bestimmung nicht ganz zu entsprechen,
denn ihre Construction und die Art ihrer Anwendung ist leider sehr unvollkommen, so
daß sie dadurch oft selbst die wahre Ursache von Unfällen werden. Die verschiedenen
beweglichen Theile des Ventils sind Reibungen ausgesezt, welche sie hindern, sich
vollkommen frei zu bewegen. Hiezu kommt noch, daß in Folge der Ausdehnung das Ventil
sich in seinem Size so fest sezt, daß es der Wirkung des Drukes, der es öffnen soll,
nicht mehr nachgeben kann; es wurde deßhalb empfohlen, das Ventil von Zeit zu Zeit
zu öffnen, um sich von seiner Beweglichkeit zu versichern; dadurch wird der Wärter jedoch
nicht verhindert, das Ventil, selbst wenn es unter Schluß ist, willkürlich zu
überlasten, wodurch die Spannung des Dampfes über die geeignete Gränze vermehrt und
die Explosion nothwendig herbeigeführt wird.
Der Zwek, den Hr. Chaussenot
sich bei der Construction seines Sicherheitsventils vorgesezt hatte, war: Reibungen
zu vermeiden, vollkommene Beweglichkeit herzustellen, die Elasticität des Dampfes in
genaue Gränzen einzuschließen, und damit das Ventil in der Genauigkeit seiner
Wirkung nicht durch Bosheit gestört werden kann, es in eine Büchse zu verschließen,
deren Inneres unzugänglich ist.
Verbessertes großes Ventil. Die in Berührung befindlichen
horizontalen Flächen dieses Ventils (auf welches Hr. Chaussenot den 18. Jan. 1837 ein Privilegium auf
15 Jahre genommen hatte) sind, so wie die der Ventilbüchse, obgleich sie durch
vollkommen genaues Aufeinanderpassen ohne Führung ganz hermetisch schließen, doch so
dünn, daß sie kaum einen Millimeter Stärke haben; es wird dadurch die Adhäsion und
der Einfluß des atmosphärischen Drukes ganz vermieden. Der Hebel desselben spielt
vollkommen frei, und da er sich zwischen Spizen dreht, was ihm eine ausgezeichnete
Beweglichkeit gibt, so ist fast alle Reibung vermieden.
Zu dieser Genauigkeit trägt auch noch bei, daß die sich berührenden Theile des
Ventils und seiner Büchse in derselben Horizontallinie mit dem Stüzpunkte und mit
dem Drehungspunkte des Hebels liegen.
Das Gehäuse, in welchem das Ventil eingeschlossen ist, kann entweder durch ein
Hängeschloß gesperrt werden, dessen Schlüssel man in die Hände der
Sicherheitspolizei gibt, oder auch plombirt werden. Dadurch wird es den Heizern, den
Ingenieuren, und selbst den Eigenthümern der Kessel unmöglich, dieses Ventil zu
überlasten, um die Kraft des Dampfes über das Maximum der geeigneten Spannung zu
vermehren.
Das Aufheben des Ventils, um sich von seinem richtigen Gange zu überzeugen, braucht
auch nicht so oft wiederholt zu werden, da weder eine Adhäsion, noch eine
eintretende Unbeweglichkeit des Hebels zu fürchten ist.
Die Genauigkeit dieses Ventils ist von der Art, daß es sich stets in dem Augenblik
öffnet, wo der Dampf den bestimmten Grad der Spannung erreicht hat.
Wenn die Elasticität des Dampfes unter ihr Maximum sinkt, so hindert die vollkommene
Berührung des Ventils mit seiner Büchse jedes Entweichen von Dampf, welche
Eigenschaft es sehr lange behält, wie häufig es auch gehoben werden mag.
Der Dampf, welchen das Ventil entweichen läßt, geht sogleich durch eine weite, am
Boden des Gehäuses angebrachte Röhre ins Freie, damit er keinen Druk auf den oberen
Theil des Ventils ausüben kann.
Kleine Ventile. Obwohl das große Ventil mit Genauigkeit
die Spannung des Dampfes begränzt, so hat der Erfinder, um der königl. Ordonnanz zu
genügen, doch noch zwei kleinere Ventile zum Gebrauch des Heizers angebracht;
dieselben sind ganz wie das große eingerichtet, nur haben sie eine kleinere
Oberfläche; ihre willkürliche Ueberlastung läßt nichts befürchten, indem das große
Ventil den Dampf alsogleich entweichen läßt, wenn er das Maximum seiner Spannung
erreicht hat.
2. Senkung des
Wasserspiegels.
Die Mittel, welche bisher angewendet wurden, um Explosionen zu vermeiden, welche
durch die Senkung des Wassers unter seinen richtigen Stand im Kessel eintreten
können, sind noch weit entfernt, die gewünschten Bedingungen zu erfüllen.
Die Wasserstandszeiger mit Glasröhren sind nicht allein sehr zerbrechlich, sondern
zeigen auch nicht immer genau den richtigen Wasserstand an; indem entweder bei
beweglichen Kesseln die Schwankungen sehr bedeutend sind, oder bei festen eine
Unbeweglichkeit der Flüssigkeitssäule in der Röhre, durch eine Verstopfung in der
Röhre oder des Verbindungshahnes eintreten kann, endlich auch dadurch, daß das Glas
meistens seine Durchsichtigkeit verliert.
Die Visirhähne, welche man gewöhnlich bei den Kesseln der Dampfschiffe und der
Locomotiven anwendet, verdienen ebenfalls kein größeres Vertrauen; denn die Anzeige
dieser Hähne hängt nur von der Willkür des Heizers und der größeren oder geringeren
Sorgfalt, welche er darauf verwendet, ab, und er kann es vernachlässigen, sie zur
rechten Zeit zu öffnen. Die durch diese Höhne beim Oeffnen gegebene Anzeige ist auch
oft unrichtig; denn wenn Dampf bei hoher Spannung erzeugt wird, so kann es
geschehen, daß im Augenblik, wo das wahre Niveau sich unter dem geöffneten Hahne
befindet, durch das Steigen von Wasser gegen die Hahnöffnung ein künstliches Niveau
angezeigt wird, wobei durch den Hahn Wasser und Dampf austreten wird. Der
entgegengesezte Effect findet manchmal bei Kesseln von niederem Druke statt; wenn
nämlich der atmosphärische Druk zufällig größer als die Elasticität des Dampfes ist,
so drükt die Luft auf das über der Oeffnung des Hahnes stehende Wasser, und läßt
weder Wasser noch Dampf ausströmen. Die Oscillation geben ebenfalls Anlaß zu
Irrthümern, bei diesen Hähnen sowohl, als bei allen Apparaten, welche an den
Kesselenden angebracht sind.
Auch die Schwimmer, welche man gewöhnlich an feststehenden Kesseln anbringt, sind
sehr unvollkommen und verleiten häufig zu Irrthümern. Der Draht, an welchem der
Schwimmer angehängt ist, muß stark genug seyn, um dem Gewichte und den beständigen
Schwingungen, die ihm das aufwallende Wasser mittheilt, Widerstand zu leisten;
dieser Draht geht durch eine öhlige Stopfbüchse, in welcher er ziemlich eingepreßt
wird, um so viel wie möglich Dampfverlust zu vermeiden; der verhältnismäßige
Widerstand, welchen er dabei findet, hindert den Schwimmer, leicht dem Steigen und Fallen des Wassers zu folgen; um sich von der
Beweglichkeit des Schwimmers zu überzeugen, ist der Heizer genöthigt, den Balancier
desselben mit der Hand zu bewegen, und die Anzeige ist also jeden Augenblik
zweifelhaft. Die Anwendung dieses Apparates bei Schiffsdampfkesseln ist fast
unmöglich, indem die Schwingungen in allen Richtungen den Aufhängedraht des
Schwimmers bald brechen und so den Kessel plözlich seines wesentlichsten Apparates
berauben müssen. – Außer diesen Schwimmern hat man auch solche angegeben,
welche mit einem Ventil und einer Pfeife versehen sind; allein diese Apparate dienen
nur, durch ein Getöse anzuzeigen, daß das Niveau des Wassers zu tief steht, und
bieten keinerlei Genauigkeit dar. In Folge ihrer Unvollkommenheit werden diese
Schwimmer selten angewendet, obwohl Hr. Siebe das erstemal im Jahre 1824 Gebrauch davon machte, und seit der
Zeit von andern solche vorgeschlagen wurden, doch ohne größere Genauigkeit
darzubieten. Gleichwohl ist es möglich, durch einen auf dem Wasser schwimmenden
Körper das Niveau desselben mit völlig gutem Erfolge anzuzeigen.
Verbesserter Wasserstandszeiger mit Schwimmer. Wenn man
die Construction dieses Apparates prüft, so wird man leicht sehen, daß er eine große
Beweglichkeit besizt, und daß er die Höhe des Wasserstandes immer mit größter
Genauigkeit auf einer Tafel anzeigt. An dieser festen Tafel befindet sich eine in
Ganze und Bruchtheile getheilte Scale mit dem Maximum und Minimum des Niveau's; sie
ist hoch über dem Kessel angebracht, damit der Heizer, ohne die Thüre des Ofens zu
verlassen, jeden Augenblik den Stand des Wassers erkennen kann. Wenn man sie bei
Dampfkesseln auf Schiffen anwendet, so kann man sie auf das Verdek des Schiffes
sezen, damit sie Jedermann den Zustand der Bewegung des Wassers zeigt, und dadurch
eine bestimmte Garantie gegen Vernachlässigung darbietet.
Die Spannung des Dampfes wird ebenfalls durch einen Manometer angezeigt, der vor der
Säule angebracht ist, an welcher sich die Scale befindet (siehe Fig. 12).
Der Schwimmer soll bei beweglichen Kesseln immer so viel als möglich in der Mitte
angebracht seyn, damit die Schwingungen, welche an den Enden der Kessel immer sehr
bedeutend, in der Mitte ihrer Länge aber weniger beträchtlich sind, geringeren
Einfluß auf ihn ausüben. Uebrigens könnten diese Schwingungen den Schwimmer nie
veranlassen, von seiner verticalen Stellung zu dem Metalldraht, welcher seine
Bewegungen an der Scale anzeigt, abzuweichen.
Dieser Draht hat einen so kleinen Durchmesser, daß sein Widerstand in der Stopfbüchse
fast unmerklich ist, und da sich die Achse des Balanciers, woran der Schwimmer
befestigt ist, frei zwischen den Seiten der Gabel dreht, woran er im Dampfkessel
aufgehängt ist, so hat dieser Apparat jede wünschenswerthe Beweglichkeit; auch sieht
man, wenn er in Thätigkeit ist, die geringsten Bewegungen der Wasseroberfläche,
welche stets genau an der Scale der Tafel angezeigt und gemessen werden.
Dieser Apparat kann mit gleichem Erfolge an Kesseln mit hohem sowohl als niederem
Druke, sie mögen feststehende oder bewegliche seyn, angewendet werden, ohne daß eine
Modification desselben nöthig ist.
Verbesserter Sicherheitsschwimmer. Die genauen
Verrichtungen des Wasserstandzeigers würden genügen, um die Kessel vor Explosionen
zu schüzen, welche durch außergewöhnliches Sinken des Wasserspiegels herbeigeführt
wurden. Da jedoch diese Senkung die größte Gefahr, welche man zu fürchten hat,
erzeugt, so kann man nie zu vorsichtig seyn, um die Unfälle, welche dadurch
herbeigeführt werden können, zu vermeiden.
Die Dampfkessel, wenigstens die feststehenden, werden nicht selten von ihren Heizern
verlassen, um irgend eine andere Arbeit zu verrichten oder um zu schlafen; in diesen
Fällen kann, wenn eine augenblikliche Unordnung in dem Speiseapparat eintritt, oder
durch einen Dampfaufwand, der beträchtlicher als das zugeführte Wasser ist, eine
Senkung des Wasserspiegels unter seinen mittleren Stand erfolgen, und so eine
Explosion vorbereitet werden. Dieß veranlaßt Hrn. Chaussenot, an den Dampfkesseln einen zweiten
Apparat anzubringen, welchen er Sicherheitsschwimmer
nennt, und der in dem Falle, wo der Wasserstandszeiger nicht beobachtet würde, den
Zwek hat, durch einen großen Lärm die Senkung des Wasserspiegels unter seine
äußerste Gränze anzuzeigen, und überdieß noch das Feuer auf dem Herde auszulöschen,
ehe diese Senkung gefährlich wird.
Um diese verschiedenen Wirkungen richtig hervorzubringen, ist es jedoch nöthig, daß
der Apparat unter allen Umständen mit der größten Genauigkeit functionirt, sonst würde seine
Anwendung gefährlich; denn wenn aus irgend einer Ursache die Wirkung desselben
verspätet würde, so würde nichts mehr die drohende Gefahr anzeigen, wie dieses bei
dem Schwimmer mit der Pfeife, wovon wir oben sprachen, eintreten kann.
Die Länge des Hebels, an dessen Ende der Schwimmer befestigt ist, gestattet ihm das
Ventil, welches sich in der Nähe des Drehungspunktes dieses Hebels befindet, leicht
zu öffnen und zu schließen. Die Form des Ventils und der Ventilbüchse bietet der
Berührung so dünne Flächen dar, daß selbst die geringste Adhäsion bei ihnen
unmöglich wird. Endlich beseitigt die außerordentliche Beweglichkeit des Hebels,
welcher sich auf Spizen dreht, alle Reibung.
Dieser Apparat bietet eine Genauigkeit dar, welche durch nichts gestört werden kann,
so daß seine Wirkungen sicher und zu rechter Zeit erfolgen.
Wenn der Wasserstand seine gehörige Höhe hat, wie er in dem Kessel Fig. 1 angezeigt ist, so
wird der Schwimmer durch das Wasser von Unten nach Oben gedrükt, und also das Ventil
an seinen Siz stark andrüken, um es hermetisch zu schließen; wenn aber das Niveau
bis zur Linie Y niedergesunken ist, dem Punkte, wo der
Schwimmer mit dem von ihm verdrängten Wasservolum im Gleichgewicht ist, so wird er
der ferneren Senkung des Wasserspiegels folgen und das Ventil öffnen, um den Dampf
entweichen zu lassen; dieser wird dann gegen die Oeffnungen mehrerer Pfeifen
geleitet, welche einen Lärm erzeugen, der immer stärker wird, und daher auf eine
große Entfernung benachrichtigt, daß der Wasserspiegel die Gränzen, worin er sich
halten sollte, überschritten hat.
Wenn troz dieser Warnung willkürliche oder zufällige Ursachen die schleunige
Wiederherstellung der richtigen Höhe des Wasserspiegels verhindern sollten und ihn
noch mehr sinken lassen, dann wird das Uebermaaß des Dampfes, welcher nicht mehr
durch die Pfeifen entweichen kann, auf den Feuerherd sowohl als in die Feuercanäle
strömen, und zwar in einer der Luftströmung entgegengesezten Richtung, so daß das
Feuer vermindert wird und endlich ganz auslöschen müßte, wenn der Wasserspiegel bis
zur Linie W des Feuerzuges sinken würde. Um die
Verbrennung auf dem Herde wieder zu beleben, muß nothwendig das Zuströmen des
Dampfes verhindert werden, welches nicht eher statthaben wird, als bis die richtige
Höhe des Wasserspiegels wieder hergestellt ist, was sogleich ohne alle Gefahr
geschehen kann, weil die Kesselwände dieselbe Temperatur wie das Wasser beibehalten
haben. Durch das Steigen des Wassers wird der Schwimmer wieder gehoben, wo er nach
und nach die Ventilöffnung vermindert und endlich ganz schließt; dadurch vermindert
sich der Dampfstrom und hört endlich ganz auf, so daß die Verbrennung wieder wie
gewöhnlich erfolgt.
Der Dampf könnte auch, während er die Pfeifen in Thätigkeit sezt, zu gleicher Zeit
von Außen in den Feuerraum treten, um die Heizer zu benachrichtigen, daß das Niveau
ungewöhnlich gesunken ist, und es ihnen zugleich unmöglich zu machen, mit der
Unterhaltung des Feuers fortzufahren, ehe der richtige Wasserstand wieder
hergestellt ist.
Leztere Einrichtungen können besonders auf Schiffen mit Nuzen angewendet werden; denn
da hier die Heizer sich niemals entfernen dürfen, so genügt dieses Warnungszeichen,
welches durch nichts verhindert werden kann, jeden Unfall zu vermeiden.
Bei den Kesseln der Locomotiven läßt der Erfinder den Dampf nur durch die Pfeifen
gehen (siehe Fig.
19). So wie das Niveau bis zur Linie Z
gesunken ist, öffnet sich das kleine Ventil und verursacht ein starkes Getöse,
welches so lange andauert, bis das richtige Niveau wieder hergestellt ist.
Sollte wegen einer starken Derangirung des Speiseapparates das fortschreitende Sinken
des Niveau's nicht mehr verhindert werden können, so kann man das Feuer mäßigen oder
die Verbrennung ganz verhindern, indem man den Hahn j
öffnet und einen Dampfstrom in den Feuerherd treten läßt.
3. Ueberhizung des
Kesselbodens.
Eine Ueberhizung des Kesselbodens in Folge angesezten Pfannensteins ist gefährlich,
indem eine zu dike Schichte die leichte Uebertragung der Wärme an das zu
verdampfende Wasser hindert; dieser Umstand kann vollkommen vermieden werden, wenn
man die Kessel zur rechten Zeit auspuzt. Uebrigens ist es leicht, ohne alle
mechanische Mittel dem Ansezen dieser Salze durch Anwendung von Thon oder
Stärkmehlsyrup vorzubeugen.
Ueber die Anwendung leichtflüssiger
Metall-Legirungen.
Vor längerer Zeit wandte Trevithick schmelzbare Pfropfe
an, mit welchen er im Boden von Hochdrukkesseln angebrachte Oeffnungen verschloß,
damit sie im Augenblik ihres Schmelzens dem Wasser einen Ausweg in den Feuerherd
gestatten und das Feuer auslöschen. Später vervollkommnete Hr. Galy-Cazalat dieses Verfahren auf eine
sinnreiche Weise, indem er den schmelzbaren Pfropf in eine senkrechte Röhre sezte,
deren oberer, mit einem Hahne verschlossener Theil durch die obere Kesselwand ging,
und deren unteres Ende im Kesselboden befestigt war, so daß der Pfropf, welcher die Oeffnung der
Röhre verschloß, nicht in Berührung mit dem Wasser kam. Der Dampf hingegen ist durch
seitwärts in der Wand der Röhre über dem Niveau des Wassers angebrachte Oeffnungen
mit dem Inneren der Röhre in Verbindung gebracht, so daß er, wenn der Pfropf
schmilzt, in den Feuerherd strömt und dem Verbrennen Einhalt thut. Bei diesem
Apparat ist auszusezen, daß das Ausströmen des Dampfes fortdauert, bis der Pfropf
durch einen neuen ersezt ist, welchen der Dampfstrom gewöhnlich an seinen Plaz
hinzieht; wenn er aber aus irgend einer Ursache den Ausweg des Dampfes nicht
sogleich ganz verschließt, entweder weil ein fremder Körper zwischen den Pfropf und
die Röhre kam, oder die Kraft des Dampfes ihn nicht hinreichend anzog, um einen
dampfdichten Schluß herzustellen, so wird der Dampf fortfahren auszuströmen, und es
bleibt nichts übrig, als den Kessel erkalten zu lassen, um dann den Pfropf wieder
dampfdicht anzubringen.
Diese Uebelstände werden vollkommen beseitiget, wenn man die seitlichen Oeffnungen
dieser Röhre wegläßt, wodurch jede Verstopfung derselben durch erdige oder salzige
Theile beim Aufwallen des Wassers vermieden wird.
Bei dem neuen Apparat, wie er an dem Kessel einer Locomotive, Fig. 15 und 16, angebracht
ist, kann man, wenn der Pfropf geschmolzen ist, den Dampfstrom, welcher nach dem
Feuerherde gerichtet ist, aufheben, indem man den Hahn f
schließt. Von diesem Augenblike an ist die Röhre völlig unabhängig, und man kann,
während der Kessel wie gewöhnlich fortfährt Dampf zu erzeugen, die den Obertheil der
Röhre verschließende Schraube abschrauben und einen anderen Pfropf einsezen, durch
welchen man die konische Oeffnung, worin er sizt, hermetisch verschließt, indem man
mit einem Stängelchen, welches man in die Röhre einführt, darauf stößt; hierauf
verschraubt man die Röhre wieder, und stellt durch Oeffnen des Hahnes f die Communication wieder her.
Man sieht, daß dieser Apparat sogleich in Wirksamkeit tritt, wenn das Niveau bis zur
Linie W gesunken ist und der Fuß der Röhre, in dessen
dikerem Theile der Wärmeleiter sich befindet, vom Wasser entblößt ist. Die Wärme
wird alsdann durch das Wasser nicht mehr abgeleitet, und schmilzt sogleich den
Pfropf, während noch eine dike Wasserschichte den Kesselboden bedekt, und jedes
Ueberhizen desselben verhindert; dieser Effect tritt bei der Vorrichtung von Hrn.
Galy erst ein, wenn der
Boden vollständig vom Wasser entblößt ist.
Sehr gut eignet sich dieser Apparat besonders für Kessel mit Feuerung im Innern, auf
deren Boden sich gewöhnlich nur eine ziemlich dünne Wasserschichte befindet. Er kann auch gegen
die Explosionen schüzen, welche sowohl durch Senkung des Wasserniveau's, als durch
Ueberhizung entstehen, so lange der Schmelzpunkt der Legirung sich gleich bleibt,
was bekanntlich in die Länge nicht immer der Fall ist.
Sicherheitsmittel gegen das Schwanken
der Kessel.
Die Ueberhizung der Seitenwände der Kessel durch zufällige und andauernde Neigung
eines Dampfschiffes kann oft sehr gefährlich werden; bei Dampfkesseln mit niederem
Druk sucht man die Ueberhizung der Seitenwände in Folge zeitweiser Entblößung
derselben vom Wasser dadurch zu vermeiden, daß man im Innern senkrechte Scheidewände
in passender Entfernung anbringt. Bei cylindrischen
Kesseln ist diese Einrichtung jedoch nicht anwendbar, weil sie dann nicht mehr
leicht gereinigt werden können; deßhalb hat Hr. Chaussenot die in Fig. 20 ersichtliche
Einrichtung ersonnen. Da er noch keine Gelegenheit hatte, Anwendung davon zu machen,
so übergibt er sie nur als ein Mittel, welches die Möglichkeit bietet, die durch die
Feuercanäle ziehende Flamme von den vom Wasser zeitweise entblößten Seiten des
Kessels abzuhalten.
Seine Einrichtung besteht in zwei beweglichen Schiebern, wovon einer sich an die vom
Wasser entblößte Seite anlegt, während der andere sich von der mit Wasser bedekten
Seite entfernt, so oft das Schiff sich entweder rechts oder links neigt. Diese
Schließung der Feuercanäle, welche den Durchgang der Flamme unterbricht, steht immer
im Verhältniß zur Neigung des Schiffes.
Beschreibung der Sicherheitsapparate von
Chaussenot.
Fig. 1 ist ein
Längendurchschnitt nach der Linie A, A von Fig. 3, worin
die drei Apparate vereinigt sind, aus welchen ein vollständiges Sicherheitssystem
gegen die zunehmende Dampfspannung und gegen die Erniedrigung des Wasserspiegels
besteht, nämlich: 1) ein Gehäuse, welches ein verbessertes Sicherheitsventil
einschließt; außerhalb dieses Gehäuses befinden sich zwei ähnliche kleinere Ventile
zum Gebrauche des Heizers; 2) ein Wasserstandszeiger, welcher den Stand des Niveau's
an einer eingetheilten Tafel anzeigt, deren Index seine Bewegung von einem mit dem
Schwimmer in Verbindung stehenden Metalldraht erhält; 3) ein Sicherheitsschwimmer,
dessen Hebel sich zwischen Spizen bewegt, und welcher, wenn das Niveau unter die
Linie Y gesunken ist, ein Kugelventil öffnet, woraus der
Dampf entweder von Vorn in den Feuerherd, oder zuerst in die Feuercanäle, der
Luftströmung entgegen, zum Herd gejagt wird, nachdem zuvor durch ein Pfeifen angezeigt
wurde, daß der Wasserstand die geeigneten Gränzen überschritten hat.
Fig. 2 ist ein
Durchschnitt des Kessels nach der Linie C, C von Fig. 1; man
sieht hier die eingetheilte Tafel von Vorn.
Fig. 3 obere
Ansicht der drei auf dem Dampfkessel befindlichen Apparate, und ein Durchschnitt des
Ofens nach der Linie B, B von Fig. 1, um die Richtung zu
zeigen, welche der aus dem Ventile des Sicherheitsschwimmers ausströmende Dampf
annimmt.
Fig. 4
senkrechter Durchschnitt (nach der Linie D, D von Fig. 5) des
verbesserten, in ein Gehäuse eingeschlossenen Sicherheitsventils; man sieht darin,
daß die Berührungspunkte der beiden Ventiltheile auf mindestens einen Millimeter
Breite reducirt sind, so wie, daß der Stüzpunkt wie der Drehungspunkt des Hebels und
auch die Berührungsfläche des Ventils mit seiner Büchse in derselben horizontalen
Linie X, X liegen; diese Einrichtung gestattet ohne
Anwendung von Führungen und ohne Reibung so schmale Berührungsflächen anzuwenden und
überdieß die äußerste Beweglichkeit dieses Ventils.
Fig. 5 ist ein
Horizontalschnitt (nach der Linie E, E von Fig. 4) des
Ventils mit seinem Gehäuse; sie zeigt die Bewegung des Ventilhebels zwischen Spizen,
so wie die beiden kleinen, auf dieselbe Art construirten Ventile.
Fig. 6 ist ein
Theil der Hebelverbindung des kleinen Ventils.
Fig. 7 eine
Seitenansicht der Gabelstüze, zwischen welcher der Hebel des Wasserstandzeigers
aufgehängt ist.
Fig. 8
dieselbe von Vorne gesehen.
Fig. 9 ein
senkrechter Durchschnitt des Ventils vom Sicherheitsschwimmer; man sieht darin auch
die Ausströmungsröhre des Dampfes nach den Feuerzügen und die Pfeife, in welche er
aufsteigt.
Fig. 10 zeigt
die Gabelstüze zum Aufhängen des Sicherheitsschwimmers.
Die Figuren 4,
5, 6, 7, 8, 9 und 10 sind in
doppelter Größe gezeichnet.
Gleiche Buchstaben bezeichnen dieselben Stüke in allen Figuren:
A ist der cylindrische Dampfkessel; B der Ofen aus Steinen gebaut; C der Feuerherd; C' die Einheizthüre; D die Feuerzüge zum Durchgang der Flamme; E das Mannsloch.
Sicherheitsventil.
a Gehäuse des Ventils;
b, b die kleinen, außerhalb des Gehäuses sizenden
Ventile;
c Ventilbüchse, welche auf dem Dampfkessel befestigt ist
und den Dampf in das verschlossen Ventil, so wie in die beiden äußeren leitet. c' Ansicht des Innern einer Röhre, welche zu den kleinen Ventilen
führt.
d eine verticale Schraube, welche den Obertheil des
Gehäuses mit dem Bodenstük verbindet. d' Mutter zur
Schraube d. d'', Fig. 1, ist ein
Hängeschloß zum Verschließen des Gehäuses.
e Röhre, die den Dampf, welcher bei zu großer Spannung
aus dem Ventil in das Gehäuse tritt, in die Atmosphäre entweichen läßt.
f Hebel des Ventils, durch dessen gabelförmigen Theil
die Schraube frei geht, um jede Reibung zu vermeiden. f'
das am Ende des Hebels f aufgehängte Gewicht. Wenn das
Gehäuse mit dem Sicherheitsventile bei Locomotiven angewendet wird, so kann das
Gewicht wie gewöhnlich durch eine Feder ersezt werden.
g, Fig. 5, horizontale Welle
oder Achse des Ventilhebels, welche in stählerne konische Spizen endigt.
h, Fig. 6, Gabelstüze mit
Lagern aus Bronze, worin sich die Spizen der Achse g
frei drehen.
i, i Lager aus Bronze, welche in die Lappen der
Gabelstüze eingeschraubt sind.
j, Fig. 4, der bewegliche
Theil des Ventils, in dessen Mitte eine Vertiefung angebracht ist, die in einen
Kegel endigt. j' der feststehende Theil des Ventils. j'' ein Zapfen, welcher sich an seinem unteren Theile in
einen Kegel endiget, der in der Vertiefung des beweglichen Theiles aufsizt; dieser
Zapfen muß von den Wänden der Vertiefung vollkommen abstehen, und nur seine Spize
darf auf dem Boden aufruhen, und sie muß mit dem Drehungspunkte des Hebels und mit
den Berührungspunkten der beiden Ventiltheile in derselben horizontalen Linie
liegen. j''' eine Schraubenmutter, durch welche der
Zapfen j'' mit dem Hebel f
verbunden wird; das Loch im Hebel, durch welches der Zapfen geht, muß von größerem
Durchmesser seyn, um die verticale Stellung des Zapfens reguliren zu können, und
dadurch ein vollkommenes Aufeinanderpassen der sich berührenden Ventiltheile zu
bewirken.
Wasserstandszeiger für feststehende und
bewegliche Kessel.
F, Fig. 1, ist ein
kugelförmiger Schwimmer aus Eisen oder Messing mit seinem Gegengewichte F' und Hebel G, welcher in
einer an der Kesselwand befestigten Gabelstüze aufgehängt ist.
k, Fig. 7 und 8, Gabelstüze des Hebels
G.
l Achse des Hebels, deren Enden stählerne Zapfen l haben, welche sich ohne Reibung in Löchern l'' drehen, die in den parallelen Seiten der Stüze k angebracht sind.
m Stopfbüchse, worin sich ein dünner Kupferdraht m' bewegt, welcher mit dem Schwimmer des
Wasserstandzeigers in Verbindung steht; der Schwimmer hat an der Stelle, wo das
untere Ende dieses Drahtes angebracht ist, einen Sector m'' , welcher mit der Centralrichtung des Schwimmers und derjenigen der
Stopfbüchse m zusammenfällt, um den Draht während des
Auf- und Niedersteigens des Schwimmers immer senkrecht zu halten.Der Mittelpunkt des Sectors m'' muß im
Drehungspunkte des Hebels g liegen, und die
linke Seite des Drahtes den Sector tangiren. A. d. Ueb.
n eine hohle Stüze für die eingetheilte Tafel, in deren
Innerm sich das kleine Stängelchen n' bewegt, an dessen
unterem Theile der Draht m' angebracht ist.
o, Fig. 2, eine Tafel, welche
in ihrer Mitte eine längliche Oeffnung hat, worin sich der Index p auf- und niederbewegt, indem er den
Veränderungen des Wasserspiegels folgt, und diese auf der Theilung der Tafel
zwischen den Gränzen des niedersten und höchsten Wasserstandes anzeigt.
q ein Gewicht, das den Metalldraht spannt und seine
aufsteigende Bewegung veranlaßt; es ist an eine Darmsaite aufgehängt, welche über
eine feste Rolle am Obertheile der Tafel geschlagen und mit dem Index p verbunden ist.
Sicherheitsschwimmer. Fig. 1und9.
H Hebel des Ventils vom Sicherheitsschwimmer.
I hohler Schwimmer von Eisen oder Messing, welcher am
Ende des Hebels H befestigt ist.
J ein Gegengewicht, um den Schwimmer ins Gleichgewicht
zu bringen; es könnte entbehrt werden, wenn man den Schwimmer von dünnem
Messingblech machen würde.
r, Fig. 10, Gabelstüze,
welche an der oberen Kesselwand befestiget und worin der Hebel H aufgehängt ist, der sich zwischen stählernen Spizen
r', r' bewegt, die den Drehungsmittelpunkt der
horizontalen Welle dieses Hebels bilden.
s Wellbaum oder Achse des Hebels H, dessen Enden mit Bronze gefüttert sind, zur Aufnahme der stählernen
Spizen r', r'.
t, Fig. 9, ein Kugelventil
von Bronze, dessen unteres Ende durch den Hebel H geht
und darin mittelst einer Mutter befestigt ist.
u fester Theil des Ventils; er ist von Kupfer und hat
eine Vertiefung, gegen welche sich das Kugelventil stüzt.
v ein Rohr, welches eine Verlängerung des Ventilsizes
bildet und den Dampf in die Kammer w unter die
Oeffnungen der Pfeifen
x leitet, die mit einem durchlöcherten Gehäuse k umgeben sind, um sie vor jeder Verlezung zu schüzen.
Der Durchschnitt Fig. 9 zeigt zwar nur eine einzige Pfeife, es ist aber besser, mehrere
auf die Platte zu sezen, welche den Raum x
verschließt.
y ein Rohr, in welches der überschüssige Dampf
niedersteigt, welcher in Folge einer größeren Ventilöffnung beim Sinken des
Wasserspiegels eingedrungen ist.
L eine Ausgangsröhre für den überschüssigen Dampf,
welchen man entweder durch die Röhre M auf den Feuerherd
oder durch die Röhre N in die Feuerzüge leitet; auch
kann man ihn beim Eingang des Feuerherdes durch die Röhre O ausströmen lassen, oder ihn durch das Rohr P
nach Außen führen, je nachdem man eine dieser Röhren mit dem Rohre L in Verbindung sezt.
R, Fig. 1, ein konisches
Stük, durch welches der Dampf von dem Rohre N in die
Feuerzüge geleitet wird, und zwar in einer der in den Schornstein ziehenden Luft
entgegengesezten Richtung.
z Austrittsöffnung des Dampfes auf den Herd; z' Ausgang desselben hinter der Heizöffnung; z'' Ausgang des Dampfes vor die Thüre des Herdes.
F, F, Fig. 9, zeigt die
Horizontallinie, in welcher der Drehungspunkt des Hebels mit dem Berührungspunkte
der beiden Ventiltheile liegt; die Linie W, Fig. 1 und 2, zeigt den
höchsten Wasserstand an; die Linie Y, Y den
Wasserspiegel, wo der Sicherheitsschwimmer anfängt in Wirksamkeit zu treten; endlich
die Linie W, W den niedrigsten Wasserspiegel, oder den
Anfang der Feuerzüge.
Wasserstandszeiger, bei der Schifffahrt
anwendbar.
Fig. 11 ein
senkrechter Durchschnitt (nach der Linie A, A von Fig. 12) eines
Wasserstandzeigers für Dampfschiffkessel.
Fig. 12
vordere Ansicht desselben.
Fig. 13
Horizontalschnitt nach der Linie B, B.
Fig. 14 ein
anderer Schnitt nach der Linie C, C in Fig. 11.
Q eine Säule, worauf sich die den Wasserstand anzeigende
Tafel befindet; in dem Innern dieser Säule finden alle zum Wasserstandszeiger
gehörigen Theile Schuz gegen Beschädigungen.
S ein Rahmen mit Glasfenster, welcher die eingetheilte
Tafel verschließt.
T ein Stängelchen, welches mit dem mit dem Schwimmer
verbundenen Metalldrahte m' zusammenhängt, wie bei den
feststehenden Dampfkesseln.
U eine Darmsaite, welche über die Rolle U' geht, und das Stängelchen T mit dem Gewichte
vereinigt, welches den Metalldraht anspannt und seine Bewegung nach Oben
erzeugt.
V ein Sector von einem bestimmten Gewichte, welcher den
Schwimmer in einer passenden Stellung mittelst des Verbindungsstängelchens V' unterstüzt.
V'' der Arm des Sectors, der in eine Achse endigt,
welche mit ihren stählernen Spizen sich in Bronzelagern frei, wie bei den
Sicherheitsventilen, dreht, und dem Sector V keine
andere Bewegung als die auf- und niedergehende gestattet.
W ein Bügel, im Innern des unteren Theiles der Säule
befestigt, in dessen parallelen Seiten die Lager von Bronze befestiget sind, in
denen sich die Achse des Sectors dreht.
X Stopfbüchse, durch welche der Metalldraht m' geht.
Y ein Manometer, der am vorderen Theile der Säule Q befestigt ist.
Z Verbindungsröhre des Kessels mit dem Manometer.
Fig. 15 ein
Dampfkessel einer Locomotive, an welchem eine Röhre
angebracht ist, die einen Pfropf aus leichtflüssigem Metallgemisch einschließt,
welcher schmilzt, wenn das Niveau des Wassers bis zur Linie W sinkt, während der Kesselboden mit einer diken Wasserschichte bedekt
bleibt, die ihn hindert, eine gefährlich werdende Zunahme der Temperatur zu
erlangen; der Verbrennung wird durch den Dampf, welcher durch die Röhre in den
Feuerherd getrieben wird, Einhalt gethan.
Fig. 15 ein
Querschnitt des Kessels nach der Linie D, D von Fig. 16.
Fig. 16 eine
Seitenansicht desselben.
Fig. 17 ein
in größerem Maaße gezeichneter senkrechter Durchschnitt der Röhre mit dem
schmelzbaren Pfropfe. Sie ist mit einem Hahn versehen, um dem Dampfe den Durchgang
zu versperren, wenn der Pfropf geschmolzen ist; dadurch ist man in den Stand gesezt,
den Pfropf leicht durch einen neuen zu ersezen, welchen man in die Röhre einlegt und
mit einem Eisenstängelchen hinabstößt.
Fig. 18 eine
äußere Ansicht derselben Röhre.
a ein auf dem Kesselboden befestigtes Gehäuse, welches
an dieser Stelle eine Oeffnung gleich dem inneren Durchmesser des Gehäuses hat.
b eine Verlängerung der Röhre e; sie dient als Wärmeleiter, um das Schmelzen des Pfropfes ganz pünktlich
zu verursachen, sobald der obere Theil des Gehäuses nicht mehr mit Wasser bedekt
ist.
c eine Oeffnung, durch welche der Dampf in den Feuerherd
geleitet wird, wenn
der Pfropf geschmolzen ist, um der Verbrennung Einhalt zu thun.
d der schmelzbare Pfropf, welcher dem Dampfe den
Durchgang so lange verwehrt, bis das Wasser auf die Linie W herabgesunken ist.
e eine Röhre, deren unterer Theil mit dem Wärmeleiter
b vereinigt ist.
f ein Hahn, um den Apparat unabhängig zu machen, indem
durch ihn das Ausströmen des Dampfes, wenn der Pfropf geschmolzen ist, unterbrochen
werden kann; man schließt ihn, um einen neuen Pfropf einzusezen.
g eine Schraube zum Verschließen des oberen Theiles der
Röhre; sie wird herausgeschraubt, wenn man einen neuen Pfropf einsezen muß.
h ein Hebel zum Drehen des Hahnes; er kann durch ein
Hängschloß festgehalten werden.
Fig. 19 ein
Dampfkessel einer Locomotive, woran der Sicherheitsschwimmer Fig. 9 angebracht ist, so
wie auch ein Hahn, um den Dampf in den Feuerherd strömen zu lassen.
a ein Sicherheitsschwimmer, ähnlich dem früher
beschriebenen; nur ist hier die Oeffnung des Ventils kleiner, und er hat bloß den
Zwek, durch Pfeifen zu benachrichtigen, daß das Niveau zu tief gesunken ist.
b eine Röhre, um den Dampf mittelst des Hahnes j in den Feuerherd zu leiten, wenn man das Feuer mäßigen
oder ganz auslöschen will.
Die Linie Z, Z zeigt den Stand an, wo der Schwimmer zu
sinken anfängt, und die Pfeifen ihre Wirksamkeit beginnen.
In der horizontalen Linie X liegt der Drehungspunkt des
Schwimmerhebels, so wie der Berührungspunkt der beiden Ventiltheile.
Fig. 20 und
21 eine
Vorrichtung, die durch die Schwerkraft bewegt wird, und bei cylindrischen Kesseln
auf Schiffen dazu dient, die Wirkung der Flamme auf die Seitenwände des Kessels,
wenn sie vom Wasser in Folge einer andauernden Neigung des Schiffes entblößt sind,
zu verhindern.
c, c Klappen (obturateurs),
welche beim Eingang der Feuerzüge angebracht sind; sie hängen an Achsen e, e, können sich dem Kessel nähern oder von ihm
entfernen, und behalten beständig durch ihr eigenes Gewicht eine senkrechte
Stellung, welche Neigung auch immer das Schiff annehmen mag.
d ein gußeisernes Gehäuse, worin die Klappen
eingeschlossen sind. f eine Thüre, um die Reinigung des
Gehäuses im Innern zu erleichtern.
Die zuerst beschriebenen Sicherheitsapparate für feststehende Dampfmaschinen sind
schon über ein Jahr bei einer Maschine von 15 Pferdekräften in Gebrauch und haben in
dieser Zeit immer mit Genauigkeit und Pünktlichkeit functionirt.In der Sizung der Société
d'Encouragement am 11. März d. J. wurde Hrn. Chaussenot für seine Sicherheitsapparate
eine goldene Medaille zuerkannt.