Titel: Nimmo und Vignoles, Versuche mit dem neuen Dampfkessel von niedrigem Druk
Autor: Nimmo, Alexander
Vignoles, Charles Blaker
Fundstelle: 1831, Band 42, Nr. I. (S. 1–6)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj042/ar042001

I. Nachricht über einige Versuche, welche an den Eisenwerken des Hrn. Laird zu North Bickenhead mit dem neuen Dampfkessel von niedrigem Druk nach dem Exhaustions-Princip der HHrn. Braithwaite und Ericsson angestellt wurden, von Alexander Nimmo, Civil-Ingenieur von Dublin, und Carl B. Vignoles, Civil-Ingenieur von London.

Aus dem Repertory of Patent-Inventions. Julius 1831, S. 42.

Der Exhaustions-Apparat bestand aus einem Windrads (Wertertrommel) mit breiten Schaufelbrettern, in der Richtung der Radien an der Achse befestigt, welches sich in einem verschlossenen Gehäuse umdrehte, das in einer kleinen Entfernung vom Kessel angebracht, aber dessen Mitte durch ein kurzes Rohr mit den Feuerzug-Röhren, welche durch den Kessel gehen, in Verbindung gesezt war; ein anderes kurzes Rohr (am Umfange des Gehäuses) öffnete sich in die äußere Luft.

Der Ofen oder Feuerherd war an dem entgegengesezten Ende des Kessels angebracht, und wenn der Exhaustions-Apparat in Gang gesezt wurde, so zog dieser die heiße Luft von dem Feuer durch alle Windungen, vom Herde über den Damm des Rostes, von diesem durch die fünffach gebogene Zugröhre im Kessel in das Exhaustionsgehäuse, aus welchem sie endlich in die Atmosphäre überging.

Die Hize, welche im Ofen außerordentlich stark war, ward von dem Wasser im Kessel so vollkommen absorbirt, daß die aus dem Windrade ausströmende Luft so weit abgekühlt sich zeigte, daß man die Hand und den Arm unbeschädigt in das Ausleerungsrohr steken konnte, wo die Temperatur nicht über 180° Fahrenheit (66° Reaumur) betrug.

Nicht der geringste Rauch war zu bemerken.

Folgendes sind die vorzüglichsten Dimensionen:

Ofen 2' – tief,
2' 6'' lang,
2' 6'' weit.
Aschengrube 1' – tief,
2' 6'' lang,
2' 6'' weit.
|2|

Die Oeffnungen zwischen den Roststangen bildeten eine Fläche von ungefähr der Hälfte jener des Aschenfalls.

Exhaustionsgehäuse 2' 6'' hoch,
3' 6'' weit,
3' 6'' lang,
äußere Dimensionen.
Durchmesser des Windrades 3'' –
Breite desselben 0 = 10''.

Oeffnung des Dammes vom Koste 2' 6'' breit, 4'' weit, 2' lang.

Erste Wendung des Zugrohres 2' breit, 4'' weit:
Zweite, dritte, vierte und fünfte
Wendung

2' breit, 3'' weit,

aus 1/4 Zoll dikem Eisenblech.

Ganze Länge der Zugröhren durch den Kessel 45'.

Erhizte und mit dem Wasser in Berührung stehende Oberfläche – 247 Quadratfuß.

Wassermenge im gefüllten Kessel – 85 bis 90 Kubikfuß.

Verdampfende Oberfläche, beinahe 33 Quadratfuß.

Verhältniß der erhizenden zur verdampfenden Fläche beinahe – 7 1/2 zu 1.

Dampfbehälter, 3' weit, 4' 10'' tief, 4' 6'' lang, enthält ungefähr 65 Kubikfuß.1)

Durchmesser des Sicherheitsventils, fast 5 Zoll, mit 76 Pfund beschwert, was auf die ganze Fläche vertheilt einen Druk von 4 Pfund auf den Quadratzoll gibt.2) Davon war ein Gewicht von 66 Pfd. im Kessel angehängt, und 10 Pfd. für das Ventil, dessen Stiel u.s.w. gerechnet.

Das Wasser, dessen man sich zur Fällung des Kessels bediente, war gesalzen, vom Wallasay-Sumpf.

Der Kessel stand unter einem offenen Dache. Der Tag war sehr kalt, mit dikem Regen.

Da keine Maschine mit dem Kessel in Verbindung war, so ließ man den Exhaustions-Apparat durch ein Rad mit Laufriemen von Hrn. Laird's Drehmaschine betreiben. Die Geschwindigkeit des Windrades am Umkreise des Stoßpunktes war ungefähr 77 Fuß in einer Sekunde, oder mehr als 52 (englische) Meilen in einer Stunde.3) Die Kraft der bewegenden Maschine ward der Kraft |3| von vier Pferden gleich geschäzt. Es ward hierüber keine bestimmte Messung vorgenommen; doch berechneten die anwesenden Ingenieure die auf den Betrieb des Exhaustionsrades verwendete Kraft auf 2 Pferde.

Nachdem das Feuer angezündet war, entwikelte sich der Dampf in 45 Minuten zu einer Stärke von 4 Pfd. auf den Quadratzoll, mit einem Aufwand von 2 1/2 Centner Coke (abgeschwefelte Steinkohlen).

Anfänglich war dieser Aufwand 8 Pfd. in einer Minute, nahm aber allmählich bis zu 5 Pfd. ab, so daß im Durchschnitt 6 1/4 Pfd. per Minute bis zur vollständigen Entwikelung des Dampfes verbraucht wurden. Nachher betrug der Aufwand von Coke wenig mehr' als 5 Pfund in jeder Minute, und die Erzeugung von Dampf wäre für den fortgesezten Betrieb einer Maschine hinreichend gewesen.

Das hiezu verwendete Brennmaterial war Gascoke von sehr schlechter Qualität, von welchem 3 1/2 Kubikfuß 105 Pfd., also ein Kubikfuß 30 Pfd. wogen. Von den St. Helens Kohlen, welche am meisten für Dampfbothe gebraucht werden, wiegt der Kubikfuß 48 Pfd. Die Tonne von diesem Gascoke kostet nur 8 1/2 Shilling, was ungefähr 1/3 des Preises der Schmiedcokes ist.

So wie der Dampf seine gehörige Stärke erhalten hatte, und das Wasser in der am Kessel angebrachten diken Glasröhre 7 1/2 Zoll hoch stand, fingen zwei Männer an, die Speisepumpe zu bearbeiten; ein frischer Vorrath) von abgewogenem Brennmaterial ward in Bereitschaft gelegt, und folgende Beobachtungen wurden gemacht:

Um 3 Uhr 32 Minuten angefangen zu pumpen.
– 3 – 54 – 16 Kubikfuß Wasser verdampft.
– 4 – 12 – 27 Kubikf. Wasser verdampft.
– 4 – 19 – 38 Kubikf. Wasser verdampft.
– 4 – 32 – 41 1/2 Kubikf. Wasser verdampft.
Mit einem Aufwande von 252 Pfund Coke.

Hieraus erhellt, daß zur Verdampfung eines Kubikfußes Wasser in einer Stunde nur 6 Pfund Coke verbrannt wurden, und da die Verdampfung eines Kubikfußes Wasser in einer Stunde allgemein als das Maß einer Pferdekraft angenommen wird, so folgt der Schluß, daß dieser Kessel für eine Maschine von 40 Pferdekräften geeignet ist, und zu seinem Betriebe stündlich 2 1/2 Centner von schlechten Cokes verbraucht, welche 12 3/4 Pence kosten; und, da der Aufwand von Brennmaterial nach der ersten Stunde abnimmt, so werden diese Kosten wahrscheinlich nicht über 1 Shilling per Stunde für 40 Pferdekräfte betragen.

(Unterzeichnet.)

Alexander Nimmo, C. E.
Carl B. Vignoles, C. E.

|4|

Bemerkung des Uebersezers.

Es ist wohl keinem Zweifel unterworfen, daß dieser auffallend geringe Verbrauch von Brennmaterial und das damit verbundene vollständige Verbrennen des Rauches der vortheilhaften Anordnung der Herren Braithwaite und Ericsson zuzuschreiben ist, nach welcher der Zug der Flamme und heißen Luft durch die langen Rauchkanäle mittelst eines künstlichen Gebläses bewirkt wird.

Man hat schon längst eingesehen, daß der in einem Ofen er, zeugte Hizgrad desto stärker, und die Wirkung des verbrannten Materials desto größer wird, je lebhafter der Luftzug ist, mit welchem das Feuer unter dem Roste angefacht wird, und daß der Absaz dieser Hize an einem zu erhizenden Körper, z.B. an das in einem Dampfkessel enthaltene Wasser, durch die möglichste Vergrößerung der Berührungsflächen zwischen der Flamme und heißen Luft und dem mit Wasser gefüllten Theile des Kessels befördert wird. Um den ersten dieser beiden Zweke zu erreichen, hat man den Schornsteinen eine so bedeutende Höhe gegeben, daß über die darin aufsteigende, erwärmte und verdünnte, folglich leichtere, Luftsäule der Druk der von Unten gegen den Rost wirkenden atmosphärischen Luft ein hinlängliches Uebergewicht erhält, um in bedeutender Menge und Kraft zwischen den Roststangen einzudringen. Und um dem Feuer und der heißen Luft die größtmögliche Berührungsfläche mit dem Wasser zu geben, hat man die Rauchkanäle so viel möglich verlängert, und in hin- und zurükgehenden Zügen durch den mit Wasser gefüllten Theil des Kessels geführt. Man hat sich aber bald überzeugt, daß durch diese beiden Mittel der beabsichtigte Zwek nur bis auf eine gewisse Gränze zu erreichen ist. Man hat nämlich fürs Erste gefunden, daß das Maximum der Wirkung eines Schornsteins durch eine Höhe von 50 bis 60 Fuß erreicht wird, darüber hinaus aber der Effect wieder abnimmt, weil die Hize, folglich auch die Verdünnung der aufsteigenden Luft in dem oberen Theile des Schornsteins wieder abnimmt, und die kalte äußere Luft von Oben mehr entgegendrükt. Zweitens hat man bemerkt, daß der Zug der heißen Luft durch jene Kanäle in dem Verhältnisse ihrer Länge und der Menge ihrer Biegungen schwächer wird, und die Hize in denselben an Intensität verliert, weil der Widerstand, welchen diese Luft, wie jedes elastische Fluidum bei seiner Bewegung durch einen geschlossenen Kanal, leidet, auf einem gewissen Punkte von dem zu schwachen natürlichen Luftzuge von Unten nicht mehr überwunden werden kann.

Nichts war also natürlicher als der Gedanke, dieses doppelte Hinderniß durch ein kräftigeres künstliches Gebläse zu beseitigen, welches |5| entweder saugend am Ende der Zugröhren die Stelle eines hohen Schornsteines ersezen, oder drükend und comprimirend unter dem Roste des Feuerherdes wirken, und so in beiden Fällen die heiße Luft durch die längsten Kanäle mit hinreichender Kraft treiben, die Intensität der Hize in denselben vermehren, und das vollkommene Verbrennen des Rauches bewirken kann.

Der königl. Oberst-Bergrath v. Baader hat, so viel wir wissen, die Substituirung solcher künstlichen Gebläse statt des gewöhnlich durch Schornsteine bewirkten Luftzuges schon vor mehr als zwanzig Jahren in Vorschlag gebracht, und die erste Anwendung davon bei den Reverberir- oder Flammen-Oefen, als eine wichtige Verbesserung des Schmelzwesens auf Eisenhütten, im Monat Februar des Jahres 1818 der königl. bayerischen General-Bergwerks-Administration, deren actives Mitglied er damals noch zu seyn die Ehre hatte, vorgeschlagen, und sich selbst zur Ausführung für den Aufwand von ein Paar hundert Gulden erboten.4) Allein dieser, so wie mancher andere ähnliche, Vorschlag ward unter dem deplorablen Finanz-Ministerium des Freiherrn von Lerchenfeld keiner Berücksichtigung gewürdigt.

Den Engländern Braithwaite und Ericsson ist es nun seit ein Paar Jahren gelungen, dieselbe Idee mit dem besten Erfolge auszuführen; und es ist, nach diesen ersten gelungenen Versuchen, zu erwarten, daß man solche Compressions- und Exaustions-Maschinen als das sicherste und wirksamste Mittel zur möglichsten Ersparung an Brennmaterial, und zur gänzlichen Verbrennung des Rauches bald allgemein bei Dampfmaschinen, so wie auch bei Wind- oder Flammen-Oefen einführen werde. Die einzige Einwendung, welche dagegen noch gemacht werden kann, ist der Kraftaufwand, welchen die Betreibung dieser künstlichen Gebläse in Anspruch nimmt, und um welchen daher die nuzbare Wirkung einer Maschine vermindert wird. Da indessen, nach den hier angeführten Resultaten, eine Kraft von zwei Pferden hinreichte, um einen Radventilator an einem Dampfkessel von vierzig Pferdekräften gehörig zu betreiben, so dürfte ein solcher Aufwand von nicht mehr als 5 Procent durch die so bedeutend erhöhte Wirkung und Ersparniß an Brennmaterial reichlich vergütet werden. Uebrigens leisten bekanntlich die Radventilatoren als luftsaugende Maschinen die geringste Wirkung, und erfordern den größten Aufwand von Kraft. Weit wirksamer und vortheilhafter wäre hier ein hydrostatisches Baader'sches Gebläse mit zwei wechselsweise auf- und niedergehenden prismatischen eisernen Windkasten, weiten Ventilen und Luftkanälen, dessen Betrieb sehr wenig Kraft erfordern, und |6| zugleich den Vortheil gewähren würde, daß das zur Speisung des Dampfkessels bestimmte Wasser in diesem Gebläse erwärmt, und so die erzeugte Hize bis auf den lezten Grad nüzlich verwendet würde.

|2|

Vollständiger und deutlicher hätten alle diese Dimensionen durch eine Zeichnung mit beigefügtem Maßstabe angegeben werden können. A. d. Ue.

|2|

Die Elasticität des Dampfes war also kaum 1 1/4 Atmosphäre gleich. A. d. Ue.

|2|

Das Windrad mußte also über 600 Umdrehungen in einer Minute machen. A. d. Ue.

|5|

S. Polyt. Journal, IV. Bd. 1821. S. 237–241.

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