Titel: | Bemerkungen über Hochdruckdampfmaschinen, meine neueren Beobachtungen, Erfahrungen, Versuche, Erfindungen und Verbesserungen auf dem Felde derselben berührend; von Dr. Ernst Alban in Plau (Mecklenburg-Schwerin). |
Autor: | Dr. Ernst Alban [GND] |
Fundstelle: | Band 113, Jahrgang 1849, Nr. XLI., S. 165 |
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XLI.
Bemerkungen über Hochdruckdampfmaschinen, meine
neueren Beobachtungen, Erfahrungen, Versuche, Erfindungen und Verbesserungen auf dem
Felde derselben berührend; von Dr. Ernst Alban in Plau
(Mecklenburg-Schwerin).
Ueber Kessel und Oefen im
Allgemeinen.
Nachtrag zu der im
polytechn. Journal Bd. CXI S. 1, 81 und 161 und Bd. CXII S. 1, 81, 161
und 241 enthaltenen Abhandlung.Diese Bemerkungen über Kessel und Oefen im Allgemeinen
hätten nach der Absicht des Verfassers als Einleitung
der bisher mitgetheilten Abhandlungen über diesen Gegenstand gedruckt werden
sollen, ein Versehen, welches wir zu entschuldigen bitten. Die nun ohne
Unterbrechung folgenden Fortsetzungen der „Bemerkungen über
Hochdruckdampfmaschinen“ behandeln die Dampfmaschine selbst.A. d. Red.
Alban, über Hochdruckdampfmaschinen.
Alles was ich bei Herausgabe meines Hauptwerkes im Allgemeinen über die Grundsätze
gesagt habe, wonach Röhrenkessel für Hochdruckmaschinen
gebaut werden müssen, wenn sie alle Bedingungen zweckmäßiger Dampferzeuger erfüllen,
d.h. die Dämpfe mit möglichst wenig Brennmaterial und mit größter Sicherheit
entwickeln, hinsichtlich ihrer Structur dauerhaft und sicher seyn sollen,
unterschreibe ich heute noch ohne alle Ausnahme. Fortwährende Versuche und
Beobachtungen haben mich belehrt, daß ich keine besseren Grundsätze aufstellen kann,
und daß die aufgezählten Anforderungen an gute und sichere Kessel alles umfassen,
was über diesen Punkt zu sagen ist. Habe ich meine Ansichten in Folge späterer
Erfahrungen hie und da ändern müssen, so ist es gewöhnlich nur in sehr
unwesentlichen Dingen geschehen, und es wird nun meine Aufgabe seyn, diese dem Leser
möglichst umfassend und durch gehörige Gründe motivirt vorzulegen.
In meinem Hauptwerke empfehle ich vorzugsweise 4zöllige (kupferne) Siedröhren, deren
Länge das sechzehn- bis achtzehnfache ihres Durchmessers betragen soll, und
ich spreche die Ueberzeugung aus, daß sie hinsichtlich der Dampfentwickelung und
Abführung der Dämpfe in die Herzen, sowie rücksichtlich ihrer Speisung von den
Herzen aus, die zweckmäßigsten seyn dürften. Ich habe dort die Gründe für diese
meine Meinung erschöpfend und klar auseinandergesetzt, und bestätige diese in allen ihren einzelnen
Punkten noch vollkommen. Ich hegte damals jedoch Zweifel, daß engere Röhren den
Maaßstab dieser Gründe aushalten würden, und zweifle auch noch jetzt daran. Bei
Erörterung dieses wichtigen Gegenstandes setzte ich jedoch damals immer voraus, daß
die Röhren nur mit Einem Ende mit den Herzen in Verbindung ständen, und an diesem
Ende sowohl ihre Dämpfe abführen, als auch zugleich mit Wasser gespeiset würden. Ich
hatte Bedenken, sie an beiden Enden am Kessel zu fixiren, zumal damals mir noch
immer kupferne oder messingene Röhren vorschwebten, und in diesem Sinne tadelte ich
auch die Anordnung der Locomotivkessel aus dem einfachen und gewiß sehr richtigen
Grunde, daß zwischen Röhren und zwei festen unnachgiebigen Befestigungspunkten an
einem Kessel keine sichere und dauerhafte Verbindung möglich sey, wenn die Röhren
und jene Befestigungspunkte am Kessel mit diesen aus zwei verschiedenen Metallen
beständen, indem bei der Erhitzung eine ungleiche Ausdehnung entstehe, wobei
schädliche Spannungen eintreten müssen, die theils das Verbiegen der Röhren, theils
ihr Los- und Undichtwerden an den Stellen ihrer Befestigung zur Folge haben.
Dieses Hinderniß ist nun aber, wie ich mich selbst längere Zeit überzeugt habe,
glücklich gehoben, und dadurch der wichtigen Angelegenheit der Röhrenkessel eine
ganz andere Wendung gegeben. Ich stand bei dieser glücklichen Wendung um so weniger
an, von meinen frühern Ansichten abzuweichen, als ich die Möglichkeit einsehen
lernte, selbst in diese befestigten Endpunkte im Ganzen einige Nachgiebigkeit zu
legen. Ist aber nun einmal eine Anordnung der Siederöhren an Kesseln möglich
geworden, die ihre beiden Enden offen zu lassen erlaubt, so ist die Dampfabführung
von der Speisung der Röhren in der Art sehr gut zu trennen, daß das eine Ende der
Röhren für den einen, das andere für den andern Zweck bestimmt ist. Gebe ich bei
einer solchen Anordnung der Röhren ihnen eine etwas geneigte Lage, so macht sich die
Sache durchaus ganz von selbst. Die entwickelten Dämpfe werden wegen ihres geringern
spec. Gewichtes dem höher liegenden Ende zuströmen, während das dadurch mit
fortgerissene Wasser von dem niedriger liegenden Ende aus erneuert wird. Wie die
weitere Ausführung eines solchen Kessels sich gestalte, haben wir bereits
gesehen.
Daß bei einer solchen Anordnung der Röhren ihnen ein weit kleinerer Durchmesser (in
Verhältniß zu ihrer Länge) als oben angenommen wurde, gegeben werden könne, ohne daß
ein Trockenkochen der Röhren zu fürchten sey, ist eben so einleuchtend, als daß auch
hier wieder eine bestimmte Gränze seyn müsse, über die hinausgegangen, jenes
Trockenkochen und seine unglücklichen Folgen wieder leicht in Aussicht treten würden; denn gar wohl
ist einzusehen, daß auf eine bestimmte Länge eines solchen Rohres hin der
entwickelten Dämpfe so viele werden müßten, daß sie, bei ihrer Tendenz nach dem
höhern Ende des Rohres zu, dieses ganz ausfüllen, und demnach alles Wasser aus
demselben verdrängen würden. Bis jetzt habe ich Röhren von 2 Zoll Durchmesser im
Lichten noch nicht länger als 7 Fuß zu nehmen gewagtGurney nahm zu seinen Röhrenkesseln Röhren, die
im Verhältniß zu ihrem Durchmesser viel zu lang waren; daher wurde das
Wasser zu sehr aus ihnen herausgetrieben, und die Röhren verbrannten
schnell. Als ich im Jahre 1825 seine Werkstätte in London besuchte, sah ich
dort mehrere Kessel, deren Röhren kaum 1 Zoll Durchmesser hatten und 8 bis
10 Fuß lang waren. Ueber Gurney's Kessel sehe man
meine im polyt. Journal Bd. XXIX S.
1 gelieferte Abhandlung nach, in der ich schon dieses
Mißverhältniß zwischen Länge und Durchmesser der Röhren gerügt habe., bescheide mich aber gerne, daß eine größere Länge auch noch vollkommen
ausführbar sey, ohne eine Gefahr des Trockenkochens herbeizuführen, vorzüglich bei
Anwendung eines höhern Dampfdruckes, wobei das Volumen der im Rohre entwickelten
Dämpfe bedeutend geringer ist als bei niederm Drucke, ebenso bei einem ruhigen nicht
gebläseartig angefachten Feuer unter dem Kessel. Es ist dieß ein Punkt, worüber eine
längere Erfahrung erst entscheiden kann. Bei Maschinen mit niederm Drucke wird
allerdings große Vorsicht bei Anwendung solcher Röhren nöthig seyn, insofern hier
die Wallungen wegen des größern Volumens der aufsteigenden Dampfblasen stärker und
gefährlicher für die Röhren sind. Aus diesem Grunde kann ich die Anwendung der
Locomotivkessel oder ihres Princips für Maschinen mit niederm Drucke, die jetzt auf
Schiffen sehr häufig wird, durchaus nicht billigen. Engere Röhren, als solche von 2
Zoll Durchmesser, würde ich höchstens bei recht kleinen Kesseln gelten lassen, wo
zugleich die Länge der Röhren verhältnißmäßig verkürzt zu werden erlaubt.
Aus der Anwendung engerer Röhren stellen sich nun einige bedeutende Vortheile
heraus:
1) Ihr Wassergehalt steht in einem für die Dampfentwickelung vortheilhaften
Verhältnisse zu ihrer Feuerberührungsfläche. Da die Peripherie derselben nämlich im
arithmetischen Verhältnisse abnimmt, während die Durchschnittsfläche es im
geometrischen Verhältniß thut, so kommt hier mehr Feuerberührungsfläche mit weniger
Wasser in Berührung, wodurch ein innigeres und schnelleres Durchdringen des Wassers
von Wärmestoff recht wohl möglich ist. Aus diesem Grunde wird aber auch ein
Trockenkochen bei solchen Röhren um so leichter eintreten können und um so
gefährlicher seyn.
2) Es ist eine größere Feuerberührungsfläche bei Anwendung solcher Röhren in einen
viel engern Raum zusammen zu bringen, als bei Röhren von größerm Durchmesser, und
zwar aus demselben Grunde, den ich vorher angegeben habe; daher sind solche Kessel
außerordentlich wichtig für Schiffe und für Locomotiven, wo man mit dem Raum immer
haushälterisch umzugehen hat. Auch lassen sich Kessel für große und kräftige
Maschinen auf diese Weise bequemer und mit weniger Umständen an Zeit und Raum
darstellen.
3) Da Röhren von geringerm Durchmesser nur sehr dünne Wände zu haben brauchen
(höchstens 1/8 Zoll starke), so bringen sie im Verhältniß zu ihrer
Feuerberührungsfläche dem Kessel auch wenig Gewicht zu. Ebenfalls ein wichtiger
Umstand für ihre Anwendung auf Schiffe und Locomotiven.
4) Röhren von geringerm Durchmesser sind bei ihrer Anwendung viel sicherer, indem ihr
Aufreißen (ein völliges Zerspringen derselben in viele Stücke ist bei ihrer
unbedeutenden Wanddicke nicht gut anzunehmen) keinen bedeutenden Nachtheil, viel
weniger noch eine große Gefahr in seinem Gefolge haben wird. Die Locomotivkessel
haben hievon schon tausendfache Beweise abgelegt, so daß das Bersten eines Rohres
bei denselben ganz zu den unbedeutenden, kaum erwähnenswerthen Dingen gehört.
5) Es ist bei Anwendung engerer Röhren nicht so leicht ein Ueberfluß von Wasser im
Recipienten, und daher nicht so leicht ein Ueberkochen von Wasser in die Maschine zu
fürchten, als bei weiteren. Da nämlich der cubische Inhalt sämmtlicher Röhren, also
der Wassergehalt derselben zu dem der Recipienten in einem weit geringern, also
günstigern Verhältnisse steht als bei den Kesseln mit weitern Röhren, so kann bei
entstehender Dampfentwickelung in den Röhren keine so große Wassermasse mit den
entwickelten Dämpfen in die Recipienten übergetrieben werden, zumal wenn man, wie
ich früher in meinem Hauptwerke gethan habe, annimmt, daß vielleicht nur 1/5 des in
sämmtlichen Röhren bestehenden Wassers durch die darin entwickelten und aus
denselben heraustretenden Dämpfe aus den Röhren ausgetrieben wird.Bei engern Röhren und zwar bei Röhren von solchen Durchmesser- und
Längendimensionen, wie ich sie bei meinen neuesten Kesseln anwende, dürfte
mehr Wasser aus den Röhren verdrängt werden. Es fehlen mir hierüber bis
jetzt noch genauere Beobachtungen. Bei meinen neuen Kesseln können die Recipienten daher auch eher kleiner als größer seyn, als ich
sie früher in meinem Hauptwerke angegeben habe. Ist der cubische Inhalt der
Recipienten noch einmal so groß als der sämmtlicher Röhren, so kann selbst dann
keine Ueberfüllung stattfinden, wenn der größte Theil des Wassers aus den Röhren
herauskocht. Man vergleiche hier, was ich auf S. 230 seq. meines Hauptwerkes gesagt habe.
Bei Anwendung dieser Röhren ist nur sehr dahin zu sehen, daß man sie von gehöriger
Güte bekomme, und daher aus einer bewährten Fabrik in England beziehe. Sehr häufig
bekommt man schlecht geschweißte und gezogene Röhren geliefert. Man erkennt solche
bei genauer Besichtigung sogleich, indem ihre Ränder an der Schweißstelle nicht
recht über einander gelegt erscheinen und hier zu sehr hervortreten und zwar sowohl
beim Durchschnitt als der ganzen Länge nach. Bei Auswahl solcher Röhren beachte man
auch wohl, daß beim Durchschnitte die Röhrenwände rund herum möglichst von gleicher
Dicke und auf ihrer innern sowohl als äußern Fläche möglichst glatt, nicht rieflig
und der Länge nach gestreift erscheinen, wodurch sie anzeigen, daß die Apparate,
worauf sie geschweißt und gezogen wurden, nicht mehr in gehöriger Ordnung gewesen
sind. Ob sie gut geschweißt sind, erfährt man am sichersten beim nöthigen Aufweiten
ihrer Enden, wobei sie glühend gemacht und über einen Dorn gehämmert werden, um sie
genau in diejenigen Oeffnungen der Herzplatten zu passen, in welche sie eingenietet
werden.
Bei Röhrenkesseln mit Röhren von so kleinem Durchmesser ist es aber eine
Hauptaufgabe, für eine gehörige Circulation des Wassers durch diese Röhren zu
sorgen. Dieserhalb muß immer so viel Wasser zu demjenigen Herzen, aus welchem die
untern Enden der Röhren hervortreten, geleitet werden, als nöthig ist um sie gehörig
zu speisen. Diese Herzen müssen die nöthige Weite haben und mit dem oder den
Recipienten (wenn mehrere vorhanden sind), in solcher Verbindung stehen, daß von
diesen genug Wasser in sie gelangen kann. Billigerweise sollten die zu diesem Zweck
dienenden Oeffnungen hinsichtlich ihrer Durchschnittsfläche gleich seyn der Summe
sämmtlicher aus dem Herzen austretender Röhrenmündungen, wenigstens nicht bedeutend
unter dieser Größe stehen. Da aber diejenigen cirkelförmigen Keile oder Cone, durch
deren Eintreiben in die Röhrenmündungen diese in die zu ihrer Aufnahme dienenden
Löcher der Herzplatte festgenietet werden, einen sehr großen Theil dieser
Röhrenmündungen ausfüllen, so darf man nicht bange seyn, daß jene Oeffnungen bei
Anwendung vieler Röhren eine nicht zu erreichende Größe erlangen. Bei einer so
angeordneten Construction ist eine hinreichende Speisung der Röhren besorgt, und
man hat selbst bei einem gebläseartigen Zuge und bei Anwendung eines Brennmaterials
von großer und intensiver Hitzeentwicklung kein Trockenkochen der Röhren zu
fürchten. Was hier von dem einen Herzen gesagt ist, gilt auch von dem zweiten (denn
diese Kessel haben zwei Herzen, in welchen die höher liegenden Enden der Röhren
wieder einmünden, um die Dämpfe in sie überzuführen), so auch von der Verbindung
dieser mit den Recipienten und Separatoren.
Wo ein sehr gebläseartiger Zug angewendet wird, dürfte es anzuempfehlen seyn, die
Länge der Röhren einzuschränken und lieber ihren Durchmesser etwas zu vergrößern.
Sie enthalten dann nach Maaßgabe ihrer Feuerberührungsfläche mehr Wasser, die
Dampfentwickelung tritt zum Wassergehalte derselben in ein günstigeres Verhältniß,
und es wird durch die entstehenden Dämpfe nicht so viel Wasser ausgetrieben, indem
diese mehr Raum zum Aufwärtsgehen in den Röhren gewinnen. Aus denselben Rücksichten
ist auch zu rathen, da, wo man bei einem ruhigern Feuer zum Zwecke der Gewinnung
einer größern Feuerberührungsfläche längere Röhren anwenden muß, ihren Durchmesser
verhältnißmäßig zu vergrößern.
Es scheint eine erwiesene Thatsache zu seyn, daß sich in so engen Röhren kein
Kesselstein anlege, wenigstens habe ich selbst nach längerm Gebrauche keinen darin
gefunden. Dieß dürfte seinen Grund in der großen Bewegung und Strömung des Wassers
in den Röhren haben, welche Bewegung erst beim völligen Erkalten des Kessels und
Ofens aufhört, wozu es bei einem täglichen Betriebe desselben selten kommt. Unter
solchen Umständen findet der Kesselstein gar keine Ruhe sich in denselben
abzulagern. Ich habe in meinem Hauptwerke schon bemerkt, daß auch in 4zölligen
Röhren, die doch schon mehr kleinen Kesseln gleichen, und durch welche gar keine
Strömung stattfindet, dergleichen wenig bemerkt worden sey, und zwar wohl aus dem
einfachen Grunde, weil die Feuerberührungsfläche an denselben im Verhältnisse zum
Wassergehalte noch immer so groß ist, daß die Bewegung des Wassers in ihnen stärker
und anhaltender werden muß.
Sollte indessen bei Anwendung eines sehr harten Speisewassers sich dennoch
Kesselstein in den Röhren vorfinden, so wird die Forderung, zum Zweck ihrer
Reinigung leicht und bequem zu ihnen kommen zu können, um so dringender, woher dann
nicht zu vernachlässigen ist, die Herzen mit abschraubbaren Thüren zu versehen.
Solche Maßregel wird auch allein aus dem Grunde schon durchaus nothwendig, weil es
zuweilen erforderlich
ist, alte beschädigte Röhren herauszunehmen und durch neue zu ersetzen. In dieser
Rücksicht sollte man auch immer dafür sorgen, daß vor dem Ofen so viel Platz bleibe,
um diesen Röhrenumtausch bequem vornehmen zu können, wenigstens dahin sehen, daß da,
wo der Raum innerhalb des Kessellocals nicht vorhanden ist und auch nicht gewonnen
werden kann, in der den Herzen gerade gegenüberliegenden Wand eine Oeffnung mit
einer Luke angebracht werde, die wenigstens an dieser Stelle eine Verlängerung des
Locals darstellt, und gestattet die Röhren durch sie herauszulangen.
Es ist bei Anfertigung dieser neuen Kessel sehr wichtig, daß man die Röhren in
gehöriger Entfernung von einander und über einander lege, damit die Zwischenräume
zwischen denselben sich nicht mit Ruß oder Asche verlegen. Ersteres ist sehr leicht
bei Steinkohlenfeuerung der Fall, letzteres beim Heizen mit Torf. Die weitere
Stellung der Röhren von einander thut der Wirkung der Hitze darauf durchaus keinen
Eintrag. Die zwischen denselben durchstreichenden Schichten derselben befinden sich
wegen immerwährend veränderter Richtung ihres Zuges stets in einer wirbelnden
Bewegung, wobei ihre einzelnen kältern und wärmern Partien innig gemischt bleiben,
und so fortwährend einen gleichmäßigen Einfluß auf die Röhren äußern. Eine besondere
Aufmerksamkeit ist aber immer darauf zu richten, die äußersten Röhren nicht zu weit
von der Ofenwand zu legen, damit hier nicht ein zu weiter Weg für die Hitze
entstehe, und diese, da sie immer gerne der größten Oeffnung zuströmt, von ihrem
nothwendigen Durchgange zwischen die Röhren abgeleitet werde. Die Röhren der großen
hier in der großherzoglichen Spinn-, Tuchappretir- und Walkanstalt
arbeitenden Dampfmaschine verlegen sich oft mit Asche, indem die Zwischenräume
zwischen denselben nur 1 1/2 Zoll in allen Dimensionen breit sind, und der Torf von
schlechter Beschaffenheit ist, beim Verbrennen viel leichte und flüchtige Asche
nachläßt, die mit der Luftströmung aufwärts steigt und sich zwischen die Röhren
ablagert. Diese müssen dann immer gereinigt werden, welcher Proceß, da er von der
Seite des Ofens vorgenommen werden muß, mit einigen Umständen verbunden ist. Diesem
Uebelstande wäre vielleicht schon vorgebeugt, wenn die Röhren nur 2 Zoll auseinander
gelegt worden wären.
Die bei meinen frühern Kesseln (Nr. 2) angewandten, über den Röhren liegenden,
gußeisernen und zur gleichmäßigen Vertheilung der Hitze durch den ganzen Ofen
dienenden Platten haben ihren Zweck immer in einem hohen Grade erfüllt, und müssen
sie bei den neuen Kesseln auch beibehalten werden. Sie tragen gewiß wesentlich dazu
bei, die Hitze
allenthalben gleichmäßig durch die Röhrenlagen zu verbreiten, und sind durchaus
unentbehrlich, wo die Hitze nach ihrem Durchgange durch die Röhrenreihen nach irgend
einer Richtung hin durch einen Zugcanal aufgenommen wird, der sie in den Schornstein
führt. Schon während ihres Durchganges durch die Röhrenreihen äußert diese Hitze
nämlich immer eine Neigung sich in ihrem Striche vorzugsweise nach diesem Zugcanale
hinzuwenden, und man kann gewiß seyn, daß man, wenn die Vertheilungsplatte nicht
gehörig angebracht, und die Oeffnungen in derselben nicht auf eine zweckmäßige Weise
vertheilt, und hinsichtlich ihres Querschnittes nicht gehörig berechnet sind, keine
günstige Wirkung vom Kessel zu erwarten habe. Hievon bin ich sehr oft durch Versuche
und Beobachtungen überzeugt worden. Durch engeres Legen der einzelnen Röhrenreihen
ist, wie ich bald zeigen werde, dem Uebel nicht abgeholfen, da dann der Zug durch
Verlegung der Zwischenräume zwischen den Röhren mit Ruß oder Asche auf eine
schädliche Weise vermindert wird. Die Vernachlässigung solcher Vertheilungsplatten
mag wohl auch Schuld seyn, daß Röhrenkessel mit einer Röhrenanordnung wie ich sie
befolge, versucht worden sindMan vergleiche hier die von dem preuß. Finanzministerium unter der Leitung
des Hrn. Nottebohm veranstaltete Sammlung von
Zeichnungen einiger ausgeführten Dampfkessel und Dampfmaschinen, Blatt
11., und den Erfolg nicht hatten, den ich von ihnen rühme. Ich habe immer
gußeiserne Vertheilungsplatten genommen, weil ich fand, daß geschmiedet eiserne sich
sehr warfen, und so den Ofen aus einander trieben, auch durch das Werfen ihre
regelrechte Stellung gegen die obern Röhrenlagen unvortheilhaft einbüßten.
Wesentlich ist es, bei Kesseln nach diesem Principe die untersten Röhrenlagen dem
Feuer nicht zu nahe zu bringen, selbst bei Steinkohlenfeuerung nicht, da in diesem
Falle immer mehr Rauch entsteht, indem die Hitze über der brennenden Fläche des
Feuermaterials nicht gehörig concentrirt wird, und so nicht genug an Intensität
gewinnt, sie daher an dieser Intensität sogleich nach ihrer Entwicklung durch zu
baldige Berührung der Röhren einbüßt, und dadurch den unverbrannten verflüchtigten
Bestandtheilen des Brennmaterials, dem Rauche, die zur Verbrennung nöthige
Temperatur zu schnell entzogen wird.
Ich habe schon im Vorhergehenden berührt, daß ich seit der Herausgabe meines
Hauptwerkes auch Kessel mit Herzen (also von der Form der in meinem Hauptwerke mit
Nr. 2 bezeichneten) erbaut habe, wobei ich Siederöhren von größerm Durchmesser (als
4 Zoll) und größerer Länge (als 5 Fuß) aus dem Grunde anwandte, um dazu eiserne genietete Röhren nehmen
zu können, da mit Schlagloth gelöthete, wie man sie in Breslau angefertigt haben
soll, bei der Ausführung manche Schwierigkeiten haben dürften. Einmal, es war bei
einer 20pferdekräftigen Maschine, habe ich sogar Siederöhren von 10 Zoll Durchmesser
genommen und sie so mit dem Separator verbunden, daß das Herz ganz wegfiel; diese
eigenthümliche Construction ist von gutem Erfolge gewesen, indem der Kessel nun
schon 4 Jahre arbeitet und reichlich Dampf bei Feuerung mit sehr schlechtem Torfe
liefert.
Solche Kessel mit weiteren Röhren haben überhaupt keine üblen Resultate geliefert;
ein Beweis, daß meine Anordnung in der Stellung der Röhren, und die Art wie ich die
Hitze zwischen ihnen durchleite, unter allen Umständen mehr Vortheile gewähre als
die bisher gebräuchliche, nach welcher die Hitze parallel mit den Wänden derselben
durch den Ofen streicht. Solche Kessel mit Röhren von größerm Durchmesser hatten
zugleich den Vortheil, daß ich die Zwischenräume zwischen den Röhren größer nehmen
konnte, wodurch eine Verlegung dieser Zwischenräume durch Ruß und Asche so ziemlich
wegfiel, und eine Reinigung der Züge leichter möglich wurde. Da die
Gesammtoberfläche dieser Röhren (als Feuerberührungsfläche betrachtet) zum Zweck
einer genügenden Dampfproduction, von derselben, ja wo möglich noch von einer
größern Ausdehnung als bei den vierzölligen Röhren seyn mußte, insofern die Wände
der nöthigen Nietungen wegen schon etwas stärker ausfielen, und ihre Wände von
Eisen, also einem schlechtern Wärmeleiter, gebaut waren, so beschränkte ich ihre
Anzahl auf weniger Nummern, sowohl neben als über einander, wobei ich mein Augenmerk
vorzüglich darauf richtete, daß die einzelnen durch die Zwischenräume dringenden
Striemen der erhitzten Gase bei ihrem Aufwärtssteigen zwischen den Röhren ungefähr
die nämliche Oberfläche an denselben bestrichen, als bei der Einrichtung der Kessel
mit mehreren enger gestellten Röhren. Auf diese Weise wurde, was den von der Hitze
bestrichenen Röhren an Anzahl abging, durch ihre größere Oberfläche ersetzt.Bei meinen neuesten Kesseln habe ich bis jetzt nur 8 Lagen zweizölliger
Röhren über einander gelegt, und zwar aus dem Grunde, weil diese Anordnung
an dem Kessel des hiesigen Dampfschiffes, auf welchem zu mehreren
Röhrenlagen der Raum fehlte, von sehr günstigem Erfolge war. Es ist damit
aber nicht gesagt, daß dieser Gegenstand damit seine vollständige Erledigung
gefunden habe. Seitdem ich die Röhren weiter aus einander lege, scheinen
zehn Röhrenlagen über einander Empfehlung zu verdienen, und werde ich bei
den zunächst zu erbauenden Kesseln einen Versuch damit
machen. Ich habe nämlich die Bemerkung machen müssen, daß bei dem Kessel der
in meinem Etablissement arbeitenden Maschine, der nach der neuesten
Construction ist und auch nur 8 Röhrenlagen hat, noch etwas zu viel Hitze
aus dem Ofen entweicht, und doch soll die Temperatur dieser Hitze die des
Kessels und der in ihm entwickelten Dämpfe gar nicht oder doch nur sehr
wenig übersteigen. Wie falsch in dieser Beziehung Hrn. Gurney's Anordnung der Röhrenlagen sey, wird jedem einleuchten,
der nur einen flüchtigen Blick auf denjenigen Kessel wirft, den ich in
diesem Journale Bd. XXIX S. 1
beschrieben und abgebildet habe. Bei den 7zölligen Röhren hatte ich hienach nur 5 Lagen, bei den 10zölligen
nur 4 Lagen über einander angeordnet. (Wie ich diese Röhren an die Herzen oder die
Separatoren anschrob, wurde bereits mitgetheilt.) Daß die Ausströmungsöffnungen
dieser Röhren für die Dämpfe und ihre Speisungsöffnungen größer seyn mußten als bei
engen Röhren, versteht sich von selbst, eine Folge hievon war, daß bei der größern
Ausdehnung dieser Oeffnungen es nun möglich wurde, die Reinigung der Röhren von hier
aus vorzunehmen und deßhalb den hintern Verschluß derselben mit einer angeschrobenen
und wegzunehmenden Platte wegzulassen.
Ich würde vielleicht noch lange bei diesen Kesseln geblieben seyn, hätten nicht
besondere Umstände eine neue Construction bei dem Dampfkessel des hier neu erbauten
Dampfschiffes nöthig gemacht.Hier vergleiche man die in diesem Journale (Bd. CIX S. 1 seq.) von mir gelieferte größere Abhandlung über
das Plauer Dampfschiff. Bei ihm konnte ich weder von den 4zölligen noch 7zölligen Röhren Gebrauch
machen, weil er, wenn Röhren von solchen Dimensionen eine genügende
Feuerberührungsfläche liefern sollten, einen größern Raum eingenommen hätte als mir
zu Gebote stand. Dieser Raum betrug nur 6 1/2 Fuß in der Länge, 3 Fuß in der Breite
und 6 Fuß in der Höhe, und die Maschine sollte wenigstens 15 Pferdekräfte haben. Ich
wurde hier also fast gezwungen, Röhren von kleinerm Durchmesser zu nehmen, und der
Erfolg war befriedigend genug, um Kessel mit solchen Röhren auch für andere Fälle,
namentlich für Landmaschinen, besonders zu empfehlen. So ist oft die Noth die beste
Lehrmeisterin, und unglückliche oder wenigstens doch unbequeme Umstände werden oft
die Ursache der zweckmäßigsten Erfindungen.
Hr. Professor Rühlmann in Hannover hat in seiner Recension
meines Hauptwerkes meine Kessel (Nr. 2) wie es scheint sehr wenig seiner Beachtung
werth gefunden, indem er ihnen nur wenige Zeilen widmet. Er ist der Meinung, daß sie
sehr complicirt seyen und bei der Anfertigung viele außerordentliche Maßregeln, viel Arbeit
und Zeit erfordern. Ich bin überzeugt, daß er diese Meinung sehr bald ändern würde,
wenn er der Anfertigung derselben einmal beiwohnte. Wenn man auch nicht läugnen
kann, daß alle Röhrenkessel durch die vielen Röhren und ihre Verbindung unter
einander und mit ihren größern, die Wirkung dieser Röhren zu einem zweckmäßigen
Ganzen verbindenden Behälter ein etwas buntes Ansehen gewinnen und einigermaßen
complicirt erscheinen, so ist es doch eben so gewiß, daß sich bei ihrer Anfertigung
oft das Gegentheil findet. Voluminöse Kessel und Siedegefäße, vorzüglich für höhern
Druck, müssen von sehr starken Blechen construirt werden. Diese in die nöthigen
abgerundeten Formen zu bringen und auszutreiben, zu lochen und zu nieten und
zweckmäßig mit einander zu verbinden, erfordert bei ihrem bedeutenden Gewicht
gewöhnlich große und umfassende Anstalten und Werkzeuge, besondere manuelle
Fertigkeiten, und man kann selten eigener Kesselschmiede dabei entbehren; es müssen
Walzwerke zum Biegen, eigene Oefen zum Glühendmachen der Bleche, besondere
Vorrichtungen zum Durchpunzen der Nietlöcher und Instrumente zum Nieten vorhanden
seyn, vorzüglich an engen und winklichen Stellen, zu welchen man schwer gelangen
kann. Von allen diesen großen Umständen ist bei der Fabrication meiner Kessel
durchaus nicht die Rede. Man hat mehr mit kleinen und in ihrer Vereinzelung sehr
kunstlosen Theilen zu thun, die bei ihrer Anfertigung nur ganz gewöhnliche Kräfte,
gewöhnliche Fertigkeiten, Apparate, Werkzeuge und Instrumente erfordern. Die
Zusammensetzung dieser einzelnen Theile ist ferner eben so einfach als kunstlos und
von gewöhnlichen Arbeitern füglich zu besorgen. Ich wende beim Bau meiner Kessel nur
ganz gewöhnliche Schmiede und Schlosser an, und meine Werkstätte enthält deßhalb
auch keine der kostbaren Apparate und Anstalten, die man in andern Kesselschmieden
antrifft. Auch erfordert die Fabrication meiner Kessel immer nur eine kurze Zeit;
alles Umstände, welche die schon so tausendfach bestätigte Erfahrung von neuem
bewahrheiten, daß Apparate und Maschinen, die beim ersten Anblicke bunt und
complicirt erscheinen, es bei ihrer Anfertigung und nachherigen Behandlung nicht
sind, sondern viel schneller und bequemer und einfacher zu Stande kommen als andere,
die das Gepräge der höchsten Einfachheit an der Stirne zu tragen scheinen; daß viel
darauf ankomme, wie einem ein anzufertigender Gegenstand zur Hand liege, sich unsern
Manipulationen füge, ob man bequem zu allen seinen Theilen kommen kann oder nicht,
ob diese vereinzelt vollendet werden können und nachher nur zusammengesetzt zu
werden brauchen, oder im Ganzen ausgeführt werden müssen. Meine Kessel, vorzüglich die
neuesten, haben aber vor allen gerade den großen Vorzug, daß sie aus vielen
einzelnen kunstlosen Theilen bestehen, die jeder für sich leicht und bequem mit
gewöhnlichen Werkzeugen angefertigt und späterhin zusammengesetzt werden können, die
von geringerm Gewichte, leicht zu handhaben, zu kehren und zu wenden, und von einem
Orte zum andern zu transportiren sind, was von vorzüglicher Wichtigkeit ist, wenn
ein Kessel erst große Reisen machen soll, um an seinen Bestimmungsort zu gelangen.
Sie bedürfen, selbst von größter Ausdehnung, keiner besonders construirten Wagen zu
ihrer Fortschaffung, wie die voluminösen, füglich einer ganzen Familie zur Wohnung
dienen könnenden Kessel des alten und auch selbst des neuern Regimes. Dieserhalb
dürften viele Mechaniker von Profession vielleicht auch eine andere Ansicht über
meine Kessel gewonnen haben als Hr. Prof. Rühlmann
ausspricht; denn um hier ein genügendes, völlig gerechtes Urtheil zu fällen, muß man
selbst in alle Fabricationszweige des Maschinenbaues eingeweiht und mit denselben
vertraut seyn. Hr. Prof. Rühlmann, den ich aufrichtig
hochschätze und verehre, und vor dessen theoretischen Kenntnissen ich mich gerne
gefangen gebe, mag mir diese Gegenbemerkungen, als die eines praktischen MannesAls solchen hat mich selbst einer der Recensenten der englischen Uebersetzung
meines Hauptwerkes betitelt: The High Pressure Steam
Engine, investigated by Dr. Ernest
Alban. Translated
by W.
Poole
F. R. S. A. Weale, Holborn anerkannt, und zwar
im Patent Journal and Inventors Magazine Num.
XXXV Saturday, January 23, 1847 pag. 582, welches Urtheil um so mehr Erstaunen
erregen dürfte, als es von einem Engländer, einem Verächter alles
Ausländischen kommt, und als ich in meinem Hauptwerke diese Gentlemen eben
nicht zu schonend behandelt habe. Die Stelle lautet wörtlich so: There are many useful hints thrown out by the author
that render this work interesting to the practical engineer, and
throughout it is easy to perceive, that he is himself a practical man,
and there are many defects in the construction of both high- and
low-pressure engines pointed out by him, to which we think
engineers ought to devote more attention than they do at present.
, nicht übel deuten, indem ich sie bloß zu meiner Vertheidigung hier
herstelle, die jeder das Gute Wollende und Fördernde sich und seiner Ehre schuldig
ist. Hr. Professor Rühlmann hat sonst meinem geringen
Verdienst so viele Anerkennung geschenkt, mich durch so schonende und erhebende
Bemerkungen über mein Werk erfreut und beglückt, und an seinem günstigen Urtheil ist
mir so viel gelegen, daß ich dem Drange nicht widerstehen kann, einen Versuch zu
machen, mich auch da, wo er meinen Bemühungen seinen Beifall entzieht, bei ihm in
ein besseres Licht zu stellen. Stets werden mir die Stunden unvergeßlich bleiben,
die ich auf der großen Ausstellung in Berlin in seiner Gesellschaft verlebte, und
immer werde ich in einem
dankbaren Herzen bewahren, was er zur wahren Erhebung für mich sprach und schrieb.
Ich freue mich jetzt um so mehr, seiner Prüfung neue Kessel vorlegen zu können, die
im Princip als dieselben, aber in ihrer Ausführung viel einfacher als die frühern
erscheinen. Möge er denselben seine Aufmerksamkeit freundlich zuwenden, und mir dann
sein Urtheil nicht vorenthalten.Ich muß hier noch eines Umstandes gedenken, dessen ich in meinem Hauptwerke
nicht Erwähnung gethan habe, und der doch bei Röhrenkesseln von größter
Wichtigkeit ist, indem er eine größere Vorsicht bei ihrer Anwendung
erheischt als bei den größern voluminösen Kesseln nöthig ist. Er ist der,
daß man während einer längern Ruhe der Kessel bei starker Kälte im Winter
darauf bedacht seyn muß, das Gefrieren des Wassers in demselben zu verhüten:
da das Wasser bei seiner Krystallisation sich nämlich mit einer Gewalt
ausdehnt, der nichts widersteht, so werden die einzelnen Theile der
Röhrenkessel, vorzüglich die Röhren, beim gänzlichen Ausfrieren des Wassers
darin, leicht gesprengt. Die Gefahr erscheint hier um so größer, je dünner
die Wasserschichten in den einzelnen Theilen der Kessel sind, indem solche
leichter von der Kälte durchdrungen werden. Dieß gilt vorzüglich von Röhren
kleinern Durchmessers und flacher Wasserkammern. Es gibt zwei Mittel dieser
Gefahr vorzubeugen. Das erste besteht darin, daß man das Wasser aus dem
Kessel abläßt. Es ist unter den meisten Umständen das leichteste und
ungefährlichste, vorzüglich dann, wenn man mit Leichtigkeit, entweder durch
eine Pumpe oder gar durch ablaufendes Wasser den Kessel wieder füllen kann.
Das zweite ist in den meisten Fällen umständlicher und kostspieliger. Es
besteht darin, daß man in gewissen Zwischenräumen etwas Feuer unter den
Kesseln anschürt, und zwar nur so viel als nöthig ist, um Ofen und Kessel
immer in einer solchen Temperatur zu erhalten, daß die Kälte in den
Wasserschichten der Kessel nicht unter den Gefrierpunkt fallen kann. Da dieß
letztere Verfahren obenein mit einer gewissen Vorsicht und Genauigkeit
betrieben werden muß, und solche von gewöhnlichen Heizern, vorzüglich an
Fest- und Feiertagen, nicht allemal zu erwarten steht, so rathe ich
auf jeden Fall mehr zu dem erstern Verfahren, vorzüglich wenn die Zeiten des
Stillstandes der Kessel länger sind.
Ich kann hier meine allgemeinen Bemerkungen über die Kessel füglich schließen, da ich
dem, was ich in meinem Hauptwerke in dieser Beziehung gesagt habe, nichts Neueres
und Besseres mehr hinzuzufügen weiß. Es ist ein beglückendes Gefühl für mich, sagen
zu können, daß das damals Geschriebene noch alles unangefochten und durch eine
längere Erfahrung geweihet bei mir stehe, daß ich zu der kleinsten Bemerkung noch
das Amen sprechen, und ihr dadurch ein um so günstigeres Zeugniß der Aechtheit,
Sicherheit und Brauchbarkeit fürs praktische Leben geben darf. (Die bereits im
polytechn. Journal vom Verf. mitgetheilte specielle Beschreibung einer neuern
Dampfkessel enthält alle Daten, welche zur Prüfung und Würdigung derselben
erforderlich sind und es dürfte durch dieselben das gehörige Verständniß zwischen
dem Verfasser und seinen Lesern erzielt werden. Die Redaction.) Ich gehe nun zu den
den Kesseln beigegebenen Organen über.
a. Speiseapparate.
Ich habe hier weiter nichts zu bemerken, als daß wo möglich jedem Kessel außer der
gewöhnlichen durch die Maschine in Bewegung gesetzten Speisepumpe noch eine
besondere mit der Hand in Thätigkeit zu setzende beigefügt seyn sollte. Dieß ist
vorzüglich da nöthig, wo eine Unterbrechung des Ganges der Maschine und der Arbeit
des Kessels unzulässig ist. Ist nämlich der Wasserstand in einem Kessel schon
widernatürlich gesunken, und hieran erkennt man ja eben eine Unordnung in der
Wirkung der Speisepumpe, so ist selten so viel Zeit vorhanden, diese nachzusehen und
wieder in Ordnung zu bringen; man muß im Gegentheil das Feuer unter dem Kessel
mäßigen, um die Verdampfung zu vermindern und so Zeit zur Wiederinstandsetzung der
Pumpe zu gewinnen. Bei so bewandten Umständen kann die Maschine aber ihre
regelmäßige Arbeit nicht fortsetzen. Hat man nun eine Handpumpe beiher, so kann
diese während der Nachhülfe an der Pumpe so lange in Thätigkeit erhalten werden, bis
die andere wieder in Ordnung gebracht ist. Damit nun aber das Pumpen mit der Hand
nicht zu lästig für diejenigen werde, die damit beauftragt werden, dürfte es
anzurathen seyn, die Handpumpe von etwas größerm Kaliber als die gewöhnliche Pumpe
zu nehmen, damit sie mehr Wasser in den Kessel fördere als jene, und daher ihre
Arbeit zum Zwecke nöthiger Ruhepunkte für die Arbeiter öfters unterbrochen werden
könne.Noch vortheilhafter möchte es seyn, wenn man den Mechanismus zur Bewegung der
Speisepumpe von der Maschine aus so einrichtete, daß er auf eine bequeme
Weise von dieser abgelöset und mit der zweiten Pumpe, die man Reservepumpe
füglich nennen kann, in Verbindung gesetzt werden könnte. Eine solche
Einrichtung wird einem intelligenten Mechaniker durchaus keine
Schwierigkeiten machen. Solche Handpumpen sind da besonders wichtig, wo die Maschine öfters in
Stillstand versetzt werden muß, und mit ihr also die Speisevorrichtung in Ruhe
kommt, namentlich auf Schiffen und Locomotiven, beim Anhalten an den
Stationsplätzen, vorzugsweise aber da, wo Kessel mit nur geringem Wassergehalte
angewendet werden. In neuester Zeit hat man für diese Fälle besondere Apparate
empfohlen und angewandt, die ohne Anwendung von Menschenhänden durch die Dämpfe des
Kessels selbst, der beim Anhalten gewöhnlich an Dampfüberfluß leidet, in Thätigkeit
gesetzt werden. Da die meisten Schiffe mit Dampfmaschinen von niederm Drucke
ausgerüstet sind, wobei dergleichen Apparate wegen des zu niedrigen Dampfdruckes
nicht anwendbar sind, so hat sich ihr Gebrauch bisher nur auf Locomotiven beschränkt. Sie bestehen
in einer eigenen kleinen Dampfmaschine von hohem Druck, die eine besondere
Druckpumpe in Bewegung setzt, und deren Cylinder sonach nur von geringen Dimensionen
genommen zu werden braucht. Gewöhnlich ist dieser nur einfach wirkend, und die
Kolbenstange ist zugleich Druckstange für die Pumpe. Durch die Trägheit eines
kleinen Schwungrades wird der durch den Dampf in der Pumpe niedergedrückte Kolben
wieder in die Höhe geschoben, indem dieses Schwungrad vermittelst einer Welle mit
Kurbel auf irgend eine bekannte Weise auf die Kolbenstange einwirkt. Zu dem Apparate
werden die Dämpfe des Kessels durch ein kleines Rohr geleitet, das, wenn der Apparat
genug gewirkt hat, wieder durch einen Hahn geschlossen werden kann.
Diese Apparate sind äußerst bequem für die die Maschinen bedienenden Subjecte, aber
auch eine allerdings complicirte Zugabe zur Maschine. Unter den eben angegebenen
Umständen dürften sie aber dennoch sehr nöthig, bei einer Locomotive namentlich
unentbehrlich seyn. Sie scheinen vorzüglich von deutschen Locomotivenbauern zuerst
erfunden und in Anwendung gebracht zu seyn, da ich sie an den englischen
Locomotiven, die ich bisher sah, noch nicht bemerkt habe. Ich habe sie vorzugsweise
an den Borsig'schenEinen Borsig'schen Apparat dieser Art findet man
beschrieben und abgebildet in Armengaud d.
älteren und C. Armengaud's Eisenbahnwesen, 7te
Lief. 2tes Supplementheft, S. 23, Tab. 54, Fig. 53, 54 und 55. und denjenigen Locomotiven, die von Hrn. Tischbein bei Buchau in Magdeburg gebaut werden, vorgefunden. Beider
Apparate sind nach der angegebenen Weise construirt und unterscheiden sich nur durch
die Verschiedenartigkeit derjenigen Vorrichtung von einander, welche die Bewegung
zwischen Kolbenstange, Kurbel und Schwungrad vermittelt.
Da das Versagen der Speisepumpen gewöhnlich von Fehlern an den Ventilen herrührt, so
thut man sehr wohl, diese so einzurichten, daß man sehr leicht und schnell zu ihnen
gelangen, sie nachsehen und wieder in Stand setzen kann. Die von mir zu diesem Zweck
jetzt angewandte Vorrichtung unterscheidet sich eben nicht von der, deren sich
andere Maschinenbauer bedienen, und besteht darin, daß ich das Steigrohr nicht oben
auf die Ventilbüchse, sondern seitwärts an dieselbe anschraube, und diese oben mit
einer Platte verschließe, die dicht aufgeschliffenen, oder mit einem conischen in
die Ventilbüchse eingreifenden und an dieselbe dicht angeschmirgelten Vorsprung versehen
ist, und durch einen leicht anzulegenden und abzunehmenden, seitwärts
zurückzuschlagenden, starken Bügel mit Druckschraube fest niedergedrückt erhalten
wird. Bei der in meinem Hauptwerke angegebenen Stellung der Ventile, des
Saug- und Entleerungsventils über einander, kann man bei Oeffnung der
Ventilbüchse dann leicht zu beiden kommen und etwaige Unreinigkeiten zwischen ihnen
und ihrem Sitz entfernen. Um die Ventile herausnehmen zu können, versehe ich sie
oberhalb des Kegels auf ihrem Kopfe mit einem kurzen (im polytechn. Journal Bd. CXII S. 245 bereits näher beschriebenen)
Stiele, woran ich sie leicht mit einer kleinen Zange fassen, herausnehmen, und auch
in Fällen der Noth wieder dicht einschmirgeln kann, wenn sie ihren gehörigen
Anschluß verloren hätten. Bei der Maschine des hiesigen Dampfschiffes mußte ich nach
Anfertigung eines neuen Kessels auch eine andere größere Speisepumpe in Anwendung
bringen, weil sich zeigte, daß die alte bei der größern Verdampfungsfähigkeit des
neuen Kessels nicht Speisewasser genug in denselben fördere. Um an Modellkosten für
die neue Pumpe zu sparen, ließ ich die Ventilbüchsen in ihrer alten Einrichtung und
Größe, und nur der Cylinder der Pumpe und sein Lichtendurchmesser wurden vergrößert.
Obgleich dadurch ein Mißverhältniß zwischen der durch die Pumpe geförderten Menge
Wasser und den Dimensionen der Ventilöffnungen herbeigeführt wurde, so ließ ich doch
die Sache so gehen, zumal nur geringe Zeit für die Anfertigung der Pumpe vorhanden
war, und ich mich bei den Gedanken beruhigte, daß der Widerstand, den nun das Wasser
bei seinem Durchgange durch die Ventilöffnungen erfuhr, sich nicht in dem Maaße
vergrößern würde, daß die Pumpe, die durch eine sehr kräftige Maschine bewegt wird,
und selbst sehr stark gebaut war, irgend einen Nachtheil dadurch erleiden könne.
Zugleich lag aber bei der Durchführung dieser Veränderung an der Pumpe noch ein
anderer Plan bei mir im Hintergrunde. Dieser bestand darin, daß ich bei einer
solchen Einrichtung der Pumpe die Wasserströmung durch die Ventile in dem Maaße
gesteigert hoffte, daß etwaige fremde Körper, die mit dem Wasser zwischen die
Ventile und ihre Sitze drängen, leichter dadurch entfernt würden. Diese Hoffnung ist
nach einer längern Erfahrung nun zu meiner Freude so vollkommen in Erfüllung
gegangen, daß ich nicht anstehe, für die Zukunft allen meinen Speisepumpen diese
veränderten Verhältnisse zu geben. Sollte bei einer solchen Veränderung der
Speisepumpe auch der zu ihrer Ingangerhaltung nöthige Kraftaufwand etwas größer als
früher ausfallen, so dürfte er doch nicht in dem Maaße gesteigert werden, daß jener
große Vortheil dadurch als aufgehoben betrachtet werden könnte. Gewiß wird dieses geringe plus gegen die Kraft der Maschine gehalten, in ein
Nichts verschwinden.
Uebrigens bin ich bis jetzt noch immer bei den Kolbenpumpen geblieben, bei denen ich
alle die in meinem Hauptwerke angegebenen Einrichtungen und Vorsichtsmaaßregeln, um
das Eindringen von Luft und Schmutz in die Pumpen zu verhindern, treu und ohne alle
Veränderung beibehalten habe, indem sie völlig ihrem Zwecke entsprechen.
b. Sicherheitsventile oder Sicherheitsapparate.
Auch hier bin ich ganz bei der alten Einrichtung geblieben, die sich fortwährend als
allen Anforderungen genügend bewährt hat. Ich nehme immer nur ein Sicherheitsventil auf meinen Kesseln, und lasse fleißig nach diesem
sehen; namentlich es öfters ein wenig mit der Hand lüften und Dampf ausströmen.
Hiebei gebe ich indessen wohl Acht, daß bei dem Aufheben desselben nie Wasser
ausströme, weil mit diesem Wasser leicht Schmutz zwischen die Dichtungsflächen
tritt. Zu keiner Zeit habe ich Hrn. Köchlin's Behauptung,
daß kegelförmige Ventile alle Augenblicke undicht werden, begründet gefunden, als
nur im Falle eines solchen öftern Wasseraustretens aus demselben, wo denn der Grund
nach dem Obengesagten in die Augen fällt. Kein Wasser eines Dampfkessels ist nämlich
so rein, daß nicht einige Theile darin schwimmen sollten, die auf den Sitz des
Ventils gebracht, diesen verderben, wenigstens den Anschluß des Ventils an denselben
undicht machen.
Es kommt hier alles auf eine vernünftige Behandlung des Ventils von Seiten des
Maschinenmeisters an. Ist dieser ein unordentlicher unaufmerksamer Mann, so wird
seine Maschine immer seinem Beispiele folgen, d.h. wird alle Augenblicke Mängel
zeigen und in Unordnung kommen. Wäre es dann aber nicht eine Ungerechtigkeit der
Maschine Schuld zu geben? Wer dürfte sich vermessen eine Maschine bauen zu wollen,
die jede, auch die unsinnigste und nichtswürdigste Behandlung ungeahndet ließe, und
immer in gutem Gange bliebe? Sind es aber nicht gerade die besser und edler gebauten
Maschinen, die am meisten Aufmerksamkeit und Genauigkeit bei ihrer Pflege und
Wartung verlangen?
Ein Sicherheitsventil ist fast ganz überflüssig, wenn man einen tüchtigen Heizer hat,
und die Manometer genau sind und gut in Ordnung gehalten werden. Es gilt dieß
vorzugsweise bei Maschinen, die immer in einem gleichmäßigen Gange bleiben. Nur dann, wenn
Maschinen öfter angehalten werden, und in ihrer Wirkung Pausen machen, oder lange
oder wenigstens auf Ungewisse Zeit immer zur beginnenden gesetzlichen Arbeit bereit
stehen müssen, wie es bei den Dampfschiffen und Locomotiven der Fall ist, muß man
den Nutzen, ja die Nothwendigkeit der Sicherheitsventile anerkennen. Daß indessen
auch hier ein guter Heizer fast allen Uebelständen vorbeugen könne, wenn er mit
Intelligenz verfährt, ist wohl nicht zu bestreiten. Muß je eine Maschine und ein
Kessel oft in ihrer Wirkung gehemmt oder modificirt werden, so ist es die auf unserm
hiesigen Dampfschiffe. Nicht allein, daß dieses Schiff fast alle Augenblicke auf
Stationen anhalten muß, sondern es hat auch viele Flußengen, Strömungen und seichte
Stellen, lange und enge Canäle, und niedrige Brücken, wo auf beiden Seiten zusammen
oft kaum 9 Zoll Spatium bleiben und wobei es zum Theil seinen Schornstein
niederzulegen hat, zu passiren, muß auch oft mit hohem Wellengang und heftigen
widrigen Winden und Stürmen kämpfen, aber selten, daß der Dampf aus dem
Sicherheitsventil bläst, wenn der Heizer nur aufmerksam ist. Mäßigt er nur zur
rechten Zeit das Feuer, wenn diese Hindernisse und Schwierigkeiten, diese Zögerungen
bevorstehen, und bringt es zur rechten Zeit nach Ueberwindung derselben wieder in
Gang, so ist nicht leicht Ueberspannung von Dämpfen im Kessel zu fürchten. Ein guter
Heizer bei einer Maschine, die unter so ungünstigen Verhältnissen arbeitet, hat
fortwährend zu rechnen, zu überlegen und zu bedenken, er muß eben so aufmerksam als
verständig, eben so bedächtig als ruhig seyn, und daher sollte man ihn auch nicht
als ein so untergeordnetes Subject betrachten. Auf seinen Schultern ruht oft weit
mehr, als auf denen des Maschinenmeisters, ihm wird mehr anvertraut als diesem,
insofern er den Kessel, von dem eigentlich alle Gefahr ausgeht, wenn überhaupt
welche vorhanden ist, vorzugsweise in Behandlung hat. Er ist das erste, das
Hauptsicherheitsventil, das andere auf dem Kessel das zweite in der Rangordnung, und
so zweckmäßig scharfe Gesetze in Beziehung auf gute wahrhaft sichere Einrichtung des
letztern Ventils seyn mögen, so nothwendig ist auch eine scharfe Controle des
Heizers, und seine Bestrafung im Falle der Unaufmerksamkeit und Vernachlässigung in
seinem Berufe kann nicht hart genug ausfallen.
c. Vorrichtungen, um die Spannung der Dämpfe im Kessel zu controliren.
Ich komme hier auf ein Thema von dem man dreist behaupten kann, daß darin alles noch
im Argen liege. Unsere gewöhnlichen Quecksilbermanometer, so genau sie auch den
Stand der Dampfspannung im Kessel anzeigen, sind doch in Hinsicht ihrer
Brauchbarkeit und Dauerhaftigkeit immer noch höchst unvollkommene und gebrechliche
Werkzeuge. Auf ihre großen Unvollkommenheiten habe ich schon in meinem Hauptwerke
Seite 168 sattsam hingewiesen. Es ist unausgesetzte Aufmerksamkeit auf sie nöthig,
und man muß bei Unordnungen an denselben schon mit vieler Genauigkeit und Kenntniß
verfahren, um sie wieder gehörig in Stand zu setzen. Schon lange war es meine
Absicht, eine Reihe Versuche über ein besseres Werkzeug zum Messen des Dampfdruckes
im Kessel anzustellen, und es liegen auch mehrere Plane, selbst schon zu Papier
gebracht, bereit, aber die Kunst ist lang und das Leben kurz. Es hat sich noch immer
nicht so viel Zeit und Muße finden wollen die Sache ernstlich anzugreifen, auch
gefallen mir alle meine Plane noch wenig. Ich gerathe immer in die Charybdis, wo ich
die Scylla vermeiden will. Die Sache hat so viele subtile Schwierigkeiten, so viele
Wenn und Abers, daß man fast davor zurückschreckt. Und doch ist es Gewissenssache,
hier bald etwas Besseres zu Tage zu fördern als bisher geschah; es hängt
Menschenwohl und Leben daran, darum kann die Sache nicht genug überlegt und
gefördert werden. Ich habe mich in meinem Hauptwerke schon unvortheilhaft über die
Federwaagen und die dahin gehörigen Apparate ausgesprochen, mein Tadel soll aber
nicht so sehr das Princip als vielmehr die bisherige unvollkommene technische
Ausführung desselben treffen. Daß eine bessere Ausführung dieses Princips möglich
sey, kann ich und will ich durchaus nicht läugnen, wenngleich es mir in diesem
Augenblicke noch nicht klar vorschwebt, auf welchem Wege dieß Ziel zu erreichen sey.
Gewiß würde eine völlig regelrechte und allen billigen Anforderungen genügende
Durchführung desselben viel zuverlässigere, dauerhaftere und sicherere Apparate
liefern als unsere bisherigen Manometer sind.
Man hat in neuerer Zeit für die Locomotiven wieder mit Quecksilber gefüllte offene
Röhren, wie bei den Kesseln der Maschinen mit niederm Drucke üblich sind, in
Vorschlag gebracht, auch haben die HHrn. Taylor und Martineau, wie ich mich in London bei einem Besuche ihrer Werkstätte selbst
überzeugt habe,Es war dieß schon im Jahre 1825. dieselben früher schon bei Hochdruckmaschinen angewandt, und Hr. Tischbein bedient sich ihrer noch öfters bei denen seiner
Maschinen mit mittlerm Drucke, die auf den Elbdampfschiffen arbeiten; aber wie hoch
würden solche Röhren ausfallen, wenn ich sie bei dem von mir angewandten Dampfdrucke
in Ausführung bringen wollte? Könnte ich dann doch schon keine gläsernen Röhren dazu
nehmen. Wie selten würde aber auch der Raum für so lange aufrechtstehende Röhren
vorhanden seyn, wenn man sie auch wie die HHrn. Taylor
und Martineau und Hr. Tischbein thun, von Eisen construiren und den Stand des obern
Quecksilberspiegels durch Schwimmer andeuten wollte. Würden doch solche Röhren, da
sie wegen dieser Schwimmervorrichtung keinen geringen Durchmesser haben könnten,
eine große Menge jetzt sehr hoch im Preise stehenden Quecksilbers fassen und dadurch
sehr theure Vorrichtungen werden, zu geschweigen daß die nöthige
Schwimmervorrichtung auch wieder viele und große Mängel in sich schließt, nicht
allemal zuverlässig ist, leicht in Unordnung kommen kann, und deßhalb auch eben so
wie die gewöhnlichen Manometer, stete Aufmerksamkeit, Pflege und Wartung erfordert.
Das Manometer von Galy-Cazalat
S. eine Beschreibung und Abbildung im polytechnischen Journal Bd. CIII S. 321. scheint mir ein wenig unzuverlässig, und dürfte das von mir jetzt angewandte
Instrument genauere Resultate geben. Ein solches ist nun schon einige Zeit neben
einem gewöhnlichen Quecksilbermanometer bei dem Kessel meiner in meiner Fabrik
arbeitenden Maschine in Gebrauch, und habe ich manche Ursache damit zufrieden zu
seyn. Zeigt es den Dampfdruck auch nicht ganz so genau wie das Quecksilbermanometer
an, so beträgt die Differenz doch nur immer wenige Pfunde, worauf bei so hohem
Drucke, als ich anwende, nicht viel Gewicht zu legen ist, zumal das Instrument sonst
nicht leicht in Anordnung kommt und sehr wenig Aufmerksamkeit, Pflege und Wartung
erfordert. (Dasselbe ist im polytechn. Journal Bd.
CXII S. 249 ausführlich beschrieben und abgebildet worden.)
d. Wasserstandszeiger.
Ich bin bei meinen in meinem Hauptwerke empfohlenen Schwimmervorrichtungen geblieben,
weil sie sich fortwährend als Apparate empfehlen, die mit der gehörigen Gelenkigkeit
Sicherheit in der Bewegung verbinden, und fast gar keinen Unordnungen unterliegen,
wenn sie nur einigermaßen beaufsichtigt werden. Zugleich haben sie den großen
Vortheil, daß man etwaige Unordnungen daran sogleich wahrnimmt, und ihnen mit
leichter Mühe abhelfen kann. Da sie nämlich sehr empfindlich sind, so sieht man sie
bei dem Wallen des Wassers im Kessel immer in einer leichten oscillirenden Bewegung,
und diese ist, so lange sie fortdauert, das sicherste Merkmal, daß alles daran in
Ordnung sey. Bemerkt man einen Stillstand an denselben, so ist das Gegentheil der
Fall; denn dann geht entweder der Draht in seiner Stopfbüchse zu schwer, oder er hat
sich vom Schwimmerhebel innerhalb des Kessels getrennt, wobei der Zeiger zugleich
plötzlich niedersinkt.
Als Schwimmer wende ich unter allen Umständen noch immer mit Messingdraht weitläufig
überstrickte Steine an, die ich aus gewöhnlichem Töpferthon formen und brennen
lasse. Sie haben immer nur eine geringe Größe, weil wegen des vortheilhaften Hebels
zur Bewegung des ganz dünnen Drahtes in seiner Stopfbüchse keine bedeutende
Schwimmkraft nöthig ist. Selbst bei größern Recipienten übersteigt ihre Größe die
gewöhnliche nicht.
Nur in der Befestigung der Schwimmer an ihren Hebel weiche ich jetzt von der frühern
Methode vortheilhaft ab. Vergleicht man die in Fig. 14, Tab. I meines
Hauptwerkes abgebildete und Seite 192 beschriebene Einrichtung des Schwimmers mit
seinem Hebel, so bemerkt man, daß dort der Schwimmer seiner Länge nach auf den Hebel
geschoben, und durch eine vorgeschobene Mutter befestigt ist. Diese treibt ihn gegen
einen Ansatz, welcher auf den Hebel aufgeschweißt ist. Der Schwimmer ist rund, und
verjüngt sich nach seinem äußersten Ende zu etwas, aus Gründen die in meinem
Hauptwerke angegeben sind. Jetzt richte ich das Ende des Hebels aber gabelförmig
ein. Zwischen den beiden Schenkeln dieser Gabel schwingt der Schwimmer, der jetzt
eine mehr flache nach keinem Ende hin verjüngte Gestalt hat, mit einer quer durch
denselben gehenden eisernen Welle. Diese Einrichtung hat den Vortheil, daß der
Schwimmer nun in allen Stellungen des Hebels immer horizontal auf dem Wasser liegt
und eine gleiche Schwimmkraft bewahrt, zu geschweigen, daß sein Spielraum in den
Recipient dadurch größer wird. (Diese zweckmäßige Veränderung ist im polytechn.
Journal Bd. CXII S. 10 beschrieben und
abgebildet.)
Hr. Prof. Rühlmann bemerkt in seiner Recension meines
Hauptwerkes über meine Schwimmervorrichtungen, daß durchaus kein Unterschied
zwischen ihnen und den gewöhnlichen Apparaten dieser Gattung statt hätte, und erklärt den
Vortheil des Hebels bei meiner Vorrichtung für illusorisch, kann sich auch nicht
überzeugen, daß meine Schwimmer empfindlichere und sicherere Apparate wären als die
alten. Ich muß aufrichtig gestehen, daß ich ihn hierin nicht begreife. Wenn ich
statt den Schwimmer unmittelbar an einen Draht zu hängen, der nach außen dampfdicht
durch eine Stopfbüchse tritt, ihn an einen einarmigen Hebel befestige, so stellt er
an dem Ende dieses Hebels die wirkende Kraft durch seine Schwimmkraft vor. Da nun
die Last, der zu bewegende Draht, dem Hypomochlion des Hebels bedeutend näher
aufgehängt ist, so muß der Schwimmer auf ihn mit um so vielmal verstärkter Kraft
wirken, als seine Entfernung vom Hypomochlio größer ist als die des Drahtes. Eine
solche Verstärkung der Kraft findet da, wo der Schwimmer unmittelbar an dem Draht
hängt, natürlich nicht statt. Die unausbleibliche Folge meiner Einrichtung muß nun
die seyn, daß eine geringere Schwimmkraft des Schwimmers hinreicht die Friction des
Drahtes in der Stopfbüchse zu überwinden, als bei der oben genannten alten
Einrichtung. Kömmt nun noch dazu, daß bei mir das den Schwimmer schwimmend
erhaltende Gegengewicht an dem andern Ende des Hebels, und zwar innerhalb des
Kessels, angebracht ist, so hat der Draht nichts damit zu thun, sondern der Hebel
trägt es, der in Absicht auf diesen Zweck ohne Nachtheil für die Gelenkigkeit des
Apparates hinreichend stark gebaut werden kann. Bei der alten Einrichtung muß aber
der Draht die ganze Gegenbalancirung des Schwimmers, die außerhalb des Kessels
liegt, tragen, und daher stärker genommen werden als der meinige, auf den keine
weitere Last wirkt, als der kleine leichte Zeiger, der außerhalb des Kessels die
Stellung des Schwimmerhebels mit seinem Schwimmer andeutet. Wegen dieser geringen
Belastung des Drahtes kann er nun natürlich viel schwächer seyn als bei der alten
Einrichtung, er wird daher in seiner Stopfbüchse weniger Reibung verursachen als bei
dieser. Aus allem diesem geht zur Genüge hervor, daß bei meinem Apparate die
Schwimmkraft, bedeutend verstärkt durch die angegebene Einrichtung des Hebels und
durch die eigenthümliche Aufhängung der Kraft und Last an demselben, auf einen
dünnen wenig Reibung verursachenden Draht und einen leichten Zeiger, also auf eine
weit geringere Last übertragen, weit kräftiger und sicherer wirken müsse als bei der
alten Vorrichtung, und die Folge davon muß natürlich seyn, daß bei meinem Apparate
ein kleinerer Schwimmer zuverlässiger operire als bei dem alten ein größerer, daß
folglich mein Apparat bei geringerer Schwimmkraft des Schwimmers weit empfindlicher
und sicherer den Wasserstand des Kessels anzeige, als die früheren
Schwimmervorrichtungen. Bei dem geringen Durchmesser meiner Recipienten war aber die von mir befolgte
Maaßregel um so nothwendiger, als ich nur kleine Schwimmer in denselben anwenden
kann.
Ich hoffe, daß diese Zeilen den Hrn. Prof. Rühlmann von
der Richtigkeit meiner Ansicht über meine Schwimmapparate überzeugen werden. Er hat
wahrscheinlich mein Hauptwerk bei diesem Punkte etwas flüchtig gelesen, was sich bei
seinen vielen Geschäften leicht entschuldigen läßt, oder ich habe mich auch in
demselben zu kurz oder nicht deutlich genug ausgedrückt, was ich noch eher zu
glauben geneigt bin.
(Fortsetzung folgt.)