Titel: Clark's Verbesserung an Kesseln und Verdichtern der Dampfmaschinen.
Autor: Clark, Alexander
Fundstelle: 1823, Band 12, Nr. XLVIII. (S. 300–307)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj012/ar012048

XLVIII. Alexander Clark's, Esqu. zu Dron, in the Parish of Lenchars, County of Tife, Rorth-Britain, Verbesserung an Kesseln und Verdichtern der Dampf-Maschinen, worauf er am 21. März 1822 sich ein Patent geben ließ.

Aus dem London Journal of Arts. Nro. 32. S. 57.

Mit Abbildungen auf Tab. VI.

Diese Verbesserungen beziehen sich vorzüglich auf Dampfmaschinen mit hohem Druke. Die Kessel bestehen aus einer Menge aufrecht stehender gekrümmter Röhren, wodurch dem Feuer eine große Oberfläche dargebothen wird. Die Enden der Röhren öffnen sich in mit Wasser gefüllte Kammern, wodurch die Röhren gefüllt und immer voll erhalten werden.

Fig. 4 Tab. VI. ist ein Querdurchschnitt des Kessels und Ofens nach der punctirten Linie zz, im horizontalen Durchschnitte. Fig. 5. ist ein Längendurchschnitt desselben, welcher die Form und Stellung der Röhren zeigt, und Fig. 6. ist der Grundriß oder horizontale Durchschnitt, in welchem die Form und der Bau der Züge dargestellt ist. Dieselben Buchstaben zeigen dieselben Gegenstände in allen 3 Figuren an. a, ist der Feuerherd; b, die Aschengrube; c, c, der Ofen, welcher die Röhren enthält. Dieser Raum ist oben und unten und an den Seiten mit Feuerziegeln eingeschlossen. d, d, d, d, sind Gußeisen-Platten, mit Oeffnungen zum Durchgange für die Röhren, in welchen die Enden derselben befestigt sind. e, e, sind die oberen und unteren Theile des Kessels, welcher destillirtes Wasser enthält, welches durch die senkrechten Säulen, f, f, f, f, zufließt. Diese Säulen stüzen den oberen Theil des Kessels, und verbinden ihn mit dem unteren: beide sind mittelst vorspringender Ränder und Bolzen vereinigt, und bilden ein Ganzes. g, g, sind die gekrümmten, mit Wasser zur Erzeugung des Dampfes gefüllten, Röhren auf der äußeren Oberfläche, auf welche das Feuer wirkt. |301| Diese Röhren sollen aus ungefähr 1/10 Zoll dikem Kupferblech verfertigt, an den Kanten mit Messing oder Zinn gelöthet, und ungefähr 1 Zoll weit seyn. Die krumme Form wurde den Röhren deßwegen gegeben, damit das Metall sich bei verschiedenen Temperaturen, ohne zu springen, ausdehnen und zusammen ziehen kann. Zwischen dem Bogen der Feuerziegel oben und der oberen Platte, e, ist ein Raum, damit die Hize die Platte nicht verderben kann. h, ist der Kobel des Kessels, und i, die Röhre, welche den Dampf nach der Maschine leitet. k, k, sind die Züge, durch welche der Rauch in den Schornstein gelangt, und l eine Röhre, durch die der Kessel mit Wasser versehen wird. Die unteren Theile des Kessels, die Platten e, e, und der Kobel sind durch hervorstehende Ränder oder Rippen verstärkt, wie Fig. 4. und 5. zeigen.

Fig. 7. ist eine Vorrichtung, um Wasser in den Kessel zu treiben, und die Sicherheits-Klappe in den Dämpfer zu stellen. In dieser Figur ist m eine Wasser-Cisterne mit einer Klappe am Boden, welche mittelst eines Seiles oder einer Kette, welche über eine Rolle zu einem Schwimmer in den Kessel läuft, geöffnet oder geschlossen werden kann. n, ist eine Drukpumpe, die von der Maschine getrieben wird, und durch die Röhre l Wasser in die Maschine treibt. o, ist ein Gefäß, welches mittelst eines Armes mit der Röhre l verbunden ist, und kaltes Wasser enthält. Der untere Theil desselben steht mit einem Cylinder p in Verbindung, in welchem ein Stämpel eingesezt ist, der mit mehreren Gewichten beschwert wird, deren Schwere dem Druke gleich ist, mit welchem die Maschine in Thätigkeit gebracht werden soll.

Nachdem die Röhren und Kammern des Kessels bis zur Linie jj, in dem Kobel mit destillirtem Wasser gefüllt sind, wird das Feuer in dem Ofen angeschürt, und die Hize desselben wird, indem sie durch die Züge zieht, auf die äußere Oberfläche der Röhren g, g, wirken, in denselben Dampf erzeugen, und diesen durch die Röhren in den Kobel hinaufsteigen lassen, aus welchem er durch die Röhre i zur Maschine gelangt. Eine bedeutende Menge Wassers, welche in den Röhren mit dem Dampfe aufsteigt, wird durch die Säulen f, f, in den unteren Theil des Kessels zurükkehren, und wieder in die Röhren bei ihren unteren |302| Enden eintreten, wodurch ein beständiger Kreislauf des Wassers durch den Kessel erhalten wird.

Wenn jemahls der Druk des Dampfes größer werden sollte, als die Kraft, unter welcher die Maschine zu arbeiten bestimmt ist, so wird das Wasser durch die Röhre 1, zurük gedrükt, wo dann die kleine Klappe x an dem unteren Theile der Röhre die Rükkehr desselben in die Pumpe n, oder in die Cisterne m, hindern, und es in das Gefäß o, oder in den Cylinder p, leiten wird, wo die Kraft desselben den belasteten Cylinder hebt, wodurch ein mit der Kette q verbundener Dämpfer in dem Zuge des Kessels niedergelassen, und folglich die Kraft des Feuers vermindert wird. Sollte die Kraft des Dampfes fortfahren, den Stämpel in dem Cylinder p zu heben, nachdem der Zug durch den Dämpfer geschlossen wurde, so kann eine Sicherheits-Klappe durch ein an der Kette q, befestigtes Gewicht geöffnet werden, welches auf einen Hebel wirken und die Klappe heben wird. Dieß kann indessen auch durch andere Mittel bewerkstelligt werden.

Die Verbesserungen, die hier an den Verdichtern vorgeschlagen werden, sind von zweierlei Art, und schiken sich sowohl für Verhältnisse, unter welchen das Wasser wenig ist, als wo es häufig ist. Wo das Wasser wenig ist, schlägt Hr. Clark vor, den Verdichter so, wie hier in Fig. 8., zu bauen, wo dieser Apparat im verticalen Durchschnitte dargestellt ist. Fig. 9. ist ein horizontaler Durchschnitt des oberen Theiles desselben, a, ist die Ausleitungs-Röhre, welche den Dampf von der Maschine ausleitet, nachdem er seinen Dienst gethan hat. bb ist eine kreisförmige oder Hauptröhre, um den Dampf in die gekrümmten Röhren c, c, c zu leiten. Aus diesen einzelnen Armröhren steigt eine Menge kleiner senkrechter Röhren dd zu einer unteren Reihe von Armröhren, ee, hinab, die man Sammlungs-Röhren nennt.

Einer dieser Arme, mit seiner oberen und unteren gekrümmten Röhre, und feiner Reihe von senkrechten Röhren ist, abgenommen, in Fig. 10. dargestellt, damit man den Bau des Ganzen besser einsieht. Es gibt eine Menge solcher Arme mit ihren Reihen von Röhren, die hier aus der Hauptröhre b, auslaufen, |303| wie man vorzüglich in Fig. 9, im Vogelperspektive, wahrnehmen kann.

Der Dampf geht aus der Ausleitungs-Röhre der Maschine in die kreisförmige Hauptröhre b, und von da durch kleine Hälse in die verschiedenen krummen Röhren c, c, c; von da steigt er durch die senkrechten Röhren, d, d, nieder zu den unteren gekrümmten Röhren, e, e.

In dem Mittelpunkte dieser Reihen von Röhren ist ein Fächerrad, f, horizontal angebracht, welches mittelst einer Rolle an seiner Spindel und einem Bande, das mit der Achse des Flugrades der Maschine in Verbindung steht, bewegt wird. Ueber den Röhren ist ein kreisförmiges Gefäß mit kaltem Wasser g, g, welches aus einer Cisterne h, kommt. Das kalte Wasser aus diesem Gefäße g, welches durch kleine Löcher niedersteigt, fällt auf die Röhren unten, welche einzeln mit Tuch oder irgend einer Wasser verschlingenden Substanz überzogen sind, damit sie das kalte Wasser länger an ihrer Oberfläche behalten. Diese Röhren sollen aus dünnem Kupfer, und nicht stärker seyn als nöthig ist, um den Druk der Atmosphäre zu ertragen.

Wenn der Dampf alle Röhren gefüllt hat, dringt seine Hize durch das Metall bis in das nasse Tuch, und macht dieses ausdünsten, wodurch folglich die Temperatur des Dampfes innerhalb der Röhren vermindert wird, und auf der Stelle Verdichtung entsteht. Diese Wirkung wird noch mehr durch den Wind befördert, den die Umdrehung des Fächer-Rades erzeugt, und welches die bereits frei gewordene Hize verjagt, und dadurch die Ausdünstung sehr vermehrt.

Das auf diese Weise durch Verdichtung des Dampfes in den Röhren erzeugte Wasser fließt durch die sammelnden Arme nach der Röhre i, und von da zu der Luftpumpe der Maschine, welche sie in die Cisterne m, Fig. 7. treibt, um den Kessel ununterbrochen mit Wasser zu versehen. So kann dasselbe Wasser immer wieder zur neuen Dampfbildung gebraucht werden, und eben so das zur Verdichtung bestimmte, indem man es aus dem unteren Sammlungs-Gefäße in die Cisterne h hinaufpumpt, und die einzige Menge neuen Wassers, die man zur Fortsezung der Arbeit der Maschine braucht, wird gerade so viel betragen, |304| als die Menge desjenigen, das durch Ausdünstung von der äußeren Oberfläche der Röhre verfliegt.

Es ist nothwendig, daß dieser Apparat in freier Luft offen hingestellt wird, damit das verdünstende Wasser leicht in die Atmosphäre entweichen kann; und es ist nöthig, daß eine Abzugs-Klappe, wie k, in der unteren Röhre i angebracht wird, um den Dampf ausfahren zu lassen, wenn der Apparat, ehe man die Maschine in Thätigkeit sezt, durchgeblasen wird.

Wenn die Maschine sich unter Umständen befindet, die ihr reichlichen Zufluß an Wasser erlauben, soll der Verdichter auf die in Fig. 11. dargestellte Weise gebaut werden, wo a die Haupt-Ausleitungs-Röhre ist, durch welche der Dampf von der Maschine abzieht; b, b, sind zwei Vertheilungs-Röhren, welche von der Hauptröhre ausgehen; Fig. 12. stellt diesen Theil vergrößert dar, und von seinem Ende aus gesehen: dieselben Buchstaben bezeichnen dieselben Gegenstände in beiden Figuren. Neun kleinere Vertheilungs-Röhren, c, c, c, entspringen aus den zwei größeren Röhren, b, b; aus diesen fließt der Dampf in ein und achtzig Verdichtungs-Röhren, d, d, d, die der Länge nach in dem Durchschnitte des Gehäuses Fig. 11. dargestellt sind, und die in die Armröhren e, von da in die Sammlungs-Röhren, f, f, an dem unteren Theile der Reihe leiten, welche auf eine ähnliche Weise, wie die oben beschriebenen Vertheilungs-Röhren, eingerichtet sind.

Nachdem der Dampf von der Ausleitung alle Arme und Verdichtungs-Röhren angefüllt hat, fließt kaltes Wasser aus der Cisterne h durch die Klappe i in das Gehäuse, welches die Röhren enthält, und nachdem er dieses durchzog, wird er an dem entgegengesezten Ende durch die Auslaß-Röhre j ausgelassen. Die Wirkung dieser Vorrichtung ist, daß die Hize der Röhren von dem kalten Wasser aufgenommen wird, und der Dampf in denselben sich folglich verdichtet. Das Wasser desselben sammelt sich in der Röhre k, geht in die Luftpumpe der Maschine, und wird von da in die Cisterne des destillirten Wassers getrieben, welche den Kessel der Maschine mit Wasser versieht.

An der Röhre k ist eine Klappe l, die sich auswärts |305| öffnet, um den Dampf entweichen zu lassen, wenn der Apparat durchgeblasen wird, ehe man die Maschine in Thätigkeit sezt. Die Klappe i, und die Klappe m, sind mittelst einer Stange, n, und zweier Hebel mit einander verbunden, mittelst welcher sie abwechselnd wirken, und den Zufluß des Wassers aus der Cisterne sperren, während dieses zugleich aus dem Gehäuse ausfließt.

Der Patent-Träger bemerkt, daß, obschon die Zeichnungen und Beschreibungen bestimmte Formen, Dimensionen und Materialien zum Baue des Kessels und der Verdichter darstellen, er sich doch nicht auf dieselben allein beschränken will. Der Kessel kann, wenn ein außerordentlich hoher Druk des Dampfes nöthig ist, in allen Theilen, die hier als aus Gußeisen bestehend dargestellt sind, diker gemacht werden, die Bolzen können zahlreicher und stärker, und die Ofenröhren dünner seyn; sie sollen nicht soviel Metalldike haben, daß die Hize nicht durch dieselben zu dem Wasser gelangen und unregelmäßige Ausdehnung und Zusammenziehung der inneren und äußeren Oberflächen, folglich größere Abnüzung und Wahrscheinlichkeit eines Bruches, erzeugen kann.

Die Röhren in dem Kessel können in der oberen und unteren Platte durch vertiefte Löcher und in denselben eingeschnittene Schraubengänge befestigt werden: man bringt dann runde Stäbe und eine Doke in die Mündung der Röhren, wodurch das Metall in die Schraubengänge getrieben wird, und bis Röhren gehörig in den Platten befestigt werden. Wenn eine oder die andere dieser Röhren ausgebessert und herausgenommen werden muß, schraubt man die Bolzen ab, und nimmt die obere Platte weg. Jede so eingerichtete Röhre des Kessels wird als Sicherheits-Klappe wirken; denn die stärkste Röhre muß ehe springen als der Kessel, und die Bereitung derselben beschränkt sich bloß auf das Innere des Ofens.

„Die Vortheile dieser Bauart des Kessels sind: 1tens, die Fähigkeit, mit hohem Druke zu arbeiten, ohne alle Gefahr einer Berstung; 2tens, nimmt der Kessel, im Vergleiche mit der dadurch gewonnenen Kraft, wenig Raum ein, und vermindert beinahe in demselben Verhältnisse die Größe der Maschine; 3tens, sezt er der Einwirkung des Feuers eine größere Oberfläche aus, |306| und da das Metall an den Röhren dünn ist, werden diese die Hize sehr schnell aufnehmen, vielleicht drei oder vier Mahl schneller als ein gewöhnlicher Kessel von gleichem, dem Feuer ausgesezten Umfange; 4tens, biethet er der äußeren Luft wenig Oberfläche dar, und da der, der äußeren Luft ausgesezte Theil sehr dik ist, so kann wenig Hize durch denselben; 5tens, da er mit destillirtem Wasser gespeiset wird, so wird es selten oder nie nöthig seyn, ihn zu reinigen, und es werden sich weder Steinnoch Salz- oder andere Rinden in demselben bilden, die die Hize nicht zu dem Wasser durchdringen lassen, den Kessel stellenweise roch brennen, und dadurch durchlöchern und unbrauchbar machen.“

Die Vortheile der hier vorgeschlagenen Einrichtung der Verdichter sind: 1tens, ihre Anwendbarkeit auf jede gewöhnliche Maschine; die Leichtigkeit, den Kessel immer wieder neu mit Wasser zu füllen; 3tens, die Leichtigkeit, die Maschine auch dort in stätem Gange zu halten, wo nur wenig Wasser vorhanden ist; 4tens, daß hier eine kleinere Luftpumpe nöthig ist, als bei den gewöhnlichen Dampfmaschinen; 5tens, die Anwendbarkeit der Verdichter der zweiten Art auf Dampfbothe. Die Vortheile des Kessels und der Verdichter, wenn beide zugleich angewendet werden, sollen 1tens, in einer Ersparung von neun Zehntel des bisher bei Maschinen mit niedrigem Druke gewöhnlich nöthigen Feuermateriales; 2tens, in der Gedrängtheit dieses Apparates, die ihn für Dampfbothe besonders tauglich macht, bestehen.

Die Ansprüche des Patent-Trägers sind: 1tens, das Auftreiben des Dampfes in kleinen gekrümmten Röhren; 2tens, Verfertigung der Theile des Kessels, welche dem Feuer ausgesezt sind, aus dünnem Metalle; 3tens, Verfertigung der Theile des Kessels, welche dem Feuer nicht ausgesezt sind, aus sehr diken und starken Stüken, verhältnißmäßig viel stärker, als alle übrigen Theile, und Verwahrung derselben vor der Einwirkung des Feuers, damit sie nicht durch Ausdehnung und Zusammenziehung leiden; 4tens, Verbindung des Kessels mit einem oder dem anderen der oben beschriebenen Verdichter, wodurch er mit destillirtem Wasser, das nur wenig Nachfüllung braucht, bearbeitet werden kann; 5tens, Verdichtung des |307| Dampfes der Maschine durch den zuerst beschriebenen verdünstenden Verdichter oder durch den anderen zulezt beschriebenen!!110)

|307|

Diese, beinahe einem organische Körper gleichende, Dampfmaschine ist so zusammengesezt, daß sie wohl schwerlich irgendwo ausgeführt und benüzt werden kann. Es ist doch sonderbar, daß der menschliche Geist lieber das Einfachste complicirt, als das Complicirte vereinfacht: beinahe in allen Theiten des menschlichen Könnens und Wissens. A. d. Ueb.

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