Titel: Séguier, über die Apparate zur Dampferzeugung.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1832, Band 44, Nr. XCV. (S. 401–435)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj044/ar044095

XCV. Abhandlung über die Apparate zur Dampferzeugung. Vorgetragen in der Akademie der Wissenschaften zu Paris, von Hrn. Baron Séguier, Conseiller de la cour royale.84)

Aus dem Recueil industriel. Januar 1831, S. 1, Februar S. 89, März S. 153.

Die Dampfmaschinen haben seit ihrer Erfindung alle Arten von Modificationen in ihren Formen erlitten, und zwar je nach den verschiedenen Zweken, zu denen sie bestimmt waren, oder je nach dem Eigensinne oder der Laune der Erbauer derselben. Einige dieser Veränderungen wurden durch die Natur des Industriezweiges selbst, dem sie zu Hülfe kommen sollten, motivirt und veranlaßt; andere hingegen fußen auf eine regelmäßigere und genauer studirte Einrichtung der verschiedenen Stüke, aus welchen die Maschine besteht. Diese lezteren bezwekten hauptsächlich eine Verminderung des Verlustes an Kraft, der durch die Reibung Statt findet, eine Vermeidung der Abnüzung, welche daraus entsteht, eine Verminderung der Unterhaltungskosten, und endlich ein seltneres Wiederkehren jener Umstände, die eine Unterbrechung der Arbeit veranlassen. Nicht selten scheint jedoch die einzige Veranlassung zur Abänderung der Form in der Sucht nach Neuerungen, oder in dem Drange sich von dem Modelle verschiedener rivalisirender Mechaniker zu entfernen, zu suchen zu seyn.

Die Verbesserungen, welche eine bessere Verwendung des Dampfes bezwekten, waren seltner; denn sie erfordern von Seite des Erfinders nicht bloß praktische Kenntnisse, sondern auch theoretische Begriffe über die physischen Geseze, denen der Dampf ausgesezt wird.

Die Wissenschaft deutet an, was noch in dieser Hinsicht zu leisten übrig ist. Die Vollkommenheit, welche in anderer Hinsicht bereits erreicht worden, scheint den Mechanikern und den Fabrikanten, die sich der Dampfmaschinen bedienen, zu genügen. Die Forschungen der erfinderischen Talente haben sich mithin weniger auf jene Apparate |402| zu richten, mit welchen die Kraft angewendet wird, als auf jene, in welchen diese Kraft erzeugt wird, und die wir im Allgemeinen die Dampferzeuger nenne wollen.

Ich habe den allgemeinen Ausdruk Dampferzeuger (producteur de vapeur) gewählt, weil alle übrigen Namen, wie z.B. das Wort Dampfkessel, sich nur auf eine bestimmte Art von Apparat beziehen.

Der erste Erfinder, Watt, wendete zur Verwandlung des Wassers in Dampf ungeheure metallene Gefäße an, denen er Anfangs eine runde, und später eine vierekige oder prismatische Gestalt gab, und in denen sich das Wasser befand, welches der Einwirkung des Feuers ausgesezt wurde. Der Herd wurde bald unter diesen Gesäßen, bald in denselben und gleichsam in der Mitte der Flüssigkeit angebracht; manch Mal sogar sowohl unter, als in ihnen zugleich. Fast in allen Fällen bildete die Flamme mehrere Windungen um diese ungeheuren Behälter, die den Namen Dampfkessel erhielten.

Diese Dampfkessel, die von den Nachfolgern Watt's aufgegeben, und durch walzenförmige Kessel mit oder ohne Siedröhren oder durch Apparate, welche lediglich aus Siedröhren bestanden (dergleichen z.B. Wolff anwendete), ersezt wurden, sind in neuerer Zeit wieder neuerdings in Aufnahme gekommen, und sind heut zu Tage nebst den cylindrischen Kesseln beinahe allgemein gebräuchlich. Einige von dem Wunsche Besseres zu schaffen beseelte Erfinder wurden auf das Mißverhältniß, welches zwischen der ungeheuren Größe der Kessel, und der Menge Dampf besteht, welche die vereinfachten und verkleinerten Maschinen der neueren Zeit verzehren, aufmerksam, und versuchten eine andere Bahn, als die bisher verfolgte, einzuschlagen.

Die einen, die bloß die Menge Dampf, welche bei jeder Pulsation der Maschine verzehrt wird, berüksichtigten, und gleichsam eine vorgefaßte Meinung für dieselbe hatten, suchten solche Apparate zu construiren, in denen der Dampf augenbliklich und gleichsam für jeden einzelnen Schlag der Maschine erzeugt wird. Sie hielten es nämlich für unnüz, wegen eines geringen und allmählichen Verbrauches immer eine große Menge Dampf im Vorrathe zu haben, und glaubten daher diesen Dampf ohne Nachtheil in dem Maße erzeugen zu können, in welchem die Maschine desselben bedarf.

Andere hingegen, welche das Gewicht und das Volumen der Kessel bedeutend vermindern zu können hofften, hatten die Idee in sehr kleinen und einem stärkeren Feuer ausgesezten Kesseln Dampf von sehr hohem Druke zu erzeugen. Sie verwendeten dann diesen Dampf entweder unter dem hohen Druke, unter welchem derselbe erzeugt wurde, oder sie verminderten dessen Spannung, und wendeten ihn dann auf dieselbe Weise an, als wenn er in einem großen Kessel |403| und unter einem weit geringeren Druke erzeugt worden wäre. Diese verschiedenen Apparate, die mit dem Namen Generatoren (générateurs) belegt wurden, scheinen bei dem ersten Mike ihren Bestimmungen angemessener, und doch wurden sie bisher fast nur von ihren Erfindern angewendet.

Die Industrie scheint ausschließlich die großen Kessel angenommen zu haben, und man muß gestehen, daß auch diese allein es sind, die ihr bisher wahrhaft große Dienste geleistet haben.

Ich will nun auszumitteln suchen, worauf sich dieser, den großen Kesseln eingeräumte, Vorzug gründet; aus welchen Ursachen die Generatoren nicht ebenfalls so häufig angewendet werden, und dann deren gegenseitige Vortheile und Nachtheile kurz anführen. Erst nach der Erwägung dieser lezteren werde ich versuchen einige Grundsäze aufzustellen, nach welchen sich, wie ich glaube, ein Dampferzeuger verfertigen läßt, der die Vortheile von beiden besizt, ohne zugleich auch deren Nachtheile zu theilen. Ich werde ferner zeigen, unter welchen Bedingungen man nach meiner Meinung alle Gefahren am sichersten vermeiden und die vortheilhaftesten Resultate erhalten kann.

Der Gründe, aus welchen man den großen Kesseln den Vorzug einräumte, gibt es mehrere. Unter allen diesen Gründen möchte ich aber die Gewißheit ihres Resultates, die eine lange Reihe von Erfahrungen bewährt hat, obenan sezen. Ein Unternehmer, der sich auf einen Industriezweig einläßt, und hierbei schon Einiges wagt, will sich nicht noch überdieß den Gefahren aus sezen, die eine neue Erfindung, deren Güte noch nicht gehörig durch die Praxis bestätigt worden, immer mehr oder weniger mit sich bringt. Wenn er daher eine Triebkraft braucht, so wird er lieber zu einem solchen Apparate, dessen Wirkung ihm bereits durch vieljährige Erfahrung bekannt ist, seine Zuflucht nehmen.

Der Fabrikant ist folglich des Dienstes, den ihm eine Dampfmaschine mit großem Kessel leisten wird, gewiß; er weiß, daß die Mechaniker durch lange Uebung gelernt haben, welches Verhältniß zwischen diesen Apparaten und den Maschinen, die sie in Bewegung sezen sollen, bestehen muß. Er kennt die Kraft, die ihm diese Apparate geben können, im Voraus; ebenso sind ihm die Kosten derselben bekannt, da die Quantität des Brennmateriales, welches sie verzehren, gleichfalls mit ziemlicher Genauigkeit bekannt ist. Die Uebung, welche die Mechaniker in der Verfertigung dieser Kessel haben, geben dem Käufer eine Garantie für die Güte der Form derselben und für ihre Wohlfeilheit. Ihr großer Preis wird übrigens durch die Ersparniß, die die großen Kessel bei der Dampferzeugung geben, compensirt, und hierin liegt ein zweiter Grund des Vorzuges, den man ihnen gibt.

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Diese Ersparniß scheint von dem Verhältnisse der Dampfkessel zu ihren Herden abzuhängen. Sie bieten der Einwirkung des Feuers bedeutend große Oberflächen dar; jeder Theil der Oberfläche braucht aber, da er nur eine geringe Menge Wasser zu verdampfen hat, nur bis auf einen geringen Grad erhizt zu werden, und wird daher um so wohlfeiler Dampf erzeugen, je niedriger die hiezu nöthige Temperatur zu seyn braucht. Versuche, die ich eigens in dieser Hinsicht anstellte, haben mir bewiesen, daß es eine Gränze der Temperatur gibt, bei welcher man ein Maximum der Verdampfung erhält. Eine zum Rothglühen erhizte Platte verwandelt in einer und derselben Zeit eine geringere Menge Wasser in Dampf, als durch eine gleiche, aber nur bis zur Hize des Blauanlaufens des Stahles erhizte Platte verdampft wird.

Eine hohe Temperatur erzeugt zwischen dem Metalle und dem Wasser eine abstoßende Wirkung; das Wasser hüpft in kleinen Kugeln auf dem überhizten Metalle herum, und verwandelt sich nur langsam in Dampf.

Eine Ersparniß ergibt sich ferner noch dadurch, daß die Flamme und der Rauch hinlänglich Zeit hat, in den langen, um die Hülle herum laufenden Gängen allen seinen Wärmestoff abzugeben. Ihr großer Rauminhalt, ihre große Menge Flüssigkeit, schüzt sie gegen das Auflodern des Feuers, welches, außer der Gefahr, daß der Dampf plözlich eine zu hohe Spannung erhalten, und daher, wie wir später sehen werden, eine Explosion veranlassen könnte, auch noch den Nachtheil mit sich bringt, daß es unnöthigen Dampf erzeugt. An dem Kessel einer Maschine, bei welcher der Bedarf an Dampf durch den Moderator, der die Zahl der Pulsationen beständig regulirt, begränzt ist, ist die Erzeugung von Dampf jedes Mal, so oft die Spannung in Folge des Aufloderns des Feuers jene Spannung übersteigt, welche dem Gewichte der Sicherheitsklappen das Gleichgewicht hält, ein reiner Verlust, weil die Maschine den Dampf, der nach Außen entweicht, nicht benuzen kann.

Die Verluste, die durch die Ungleichheit der Heizung entstehen, und welche an den großen Kesseln wegen der Menge des bereits vorher erzeugten Dampfes, in dessen Elasticität sich der Wechsel des Drukes verliert, viel seltener vorkommen, genügen für sich allein schon, um die Ersparniß zu erklären, welche die großen Kessel vor den Dampfgeneratoren, an denen diese Ungleichheiten der Heizung weit häufiger und fühlbarer sind, voraus haben.

Die Ersparniß an Brennmaterial hängt übrigens auch noch von der Uebung ab, die die Heizer erlangt haben. Durch die Routine belehrt, wissen sie, wie sie bei einem großen Kessel mit der möglich |405| geringsten Menge Kohlen Dampf erzeugen können; bei neu erfundenen Apparaten hat man hingegen mit der Unerfahrenheit, und nur zu oft auch mit dem bösen Willen dieser Leute zu kämpfen.

Die großen Kessel können in Folge ihrer Einrichtung leichter regelmäßig geheizt werden; sie erfordern ferner eine weniger sorgfältige Aufmerksamkeit auf die beständige Erhaltung der Höhe des Wasserstandes. Alle diese Umstände, welche zugleich die Gefahr entfernen, und die Dauer und Regelmäßigkeit des Dienstes verbürgen, scheinen mithin den Vorzug zu rechtfertigen, welchen die Industrie den großen Kesseln einräumt.

Nun aber auch einige Worte über die Nachtheile dieser Kessel. Ohne hier nochmals auf den hohen Preis derselben zurükzukommen, in Folge dessen sie für einige Industriezweige nicht leicht anwendbar werden, bildet ihr großes Volumen und Gewicht ein so großes Hinderniß, daß sie aus vielen Werkstätten und von vielen Operationen, bei denen man ihre Triebkraft sehr gut benuzen könnte, wenn sie mit kleineren und weniger schweren Apparaten vereinbar wäre, entfernt bleiben müssen. Als Beispiel hiervon mögen hier nur die Boche auf seichten Flüssen stehen.

Der größte Nachtheil dieser Kessel liegt jedoch ohne alle Widerrede in der Gefahr, welche mit deren Anwendung verbunden ist. Die große Menge Flüssigkeit und Dampf, welche in ihnen enthalten ist, droht bei einer Berstung ihrer Wandungen, mit der schreklichsten Explosion. Ein solches Bersten einer Wandung ist um so mehr zu befürchten, als es, obschon der Widerstand so berechnet ist, daß er mit der Kraft, die die Wandung der Theorie nach ohne Veränderung auszuhalten vermag, im Verhältnisse steht, doch eine bestimmte Gränze der Dike gibt, über welche hinaus die Arbeit entweder gar nicht oder wenigstens nur unvollkommen vollbracht werden kann. Ich kann meiner eigenen Erfahrung nach versichern, daß die Güte der Form die Progression nicht befolgt, welche die Berechnung der Dike anweist.

Die Schwierigkeit Eisen- oder Kupferblech von großer Dike und ohne Fehler zu finden, und es zu biegen, ohne daß es eine Veränderung erleidet, hat einen sonderbaren Einfluß auf die Festigkeit der Apparate. Die Schwierigkeit, welche das Ausbessern der großen Kessel mit sich bringt, darf gleichfalls nicht mit Stillschweigen übergangen werden.

Ich habe so eben von der Gefahr, die mit der Anwendung dieser Maschinen verbunden ist, gesprochen, und erlaube mir daher bei dieser Gelegenheit auch die Ursachen der Explosionen, und die zur Verhinderung derselben vorgeschlagenen Mittel zu untersuchen.

Die Fälle von Berstung sind manch Mal zahlreich; dieß ist jedoch |406| selten, und sezt immer eine große Nachlässigkeit voraus. Die Sicherheitsklappen sind gleichsam durch einen fremden Körper angeleimt oder bloß mit Gewichten überladen: in beiden Fällen können sie dem stets wachsenden Druke des Dampfes nicht nachgeben, so daß der Widerstand der Metallhülle nicht mehr mit der Ausdehnungskraft des Dampfes im Verhältnisse steht, daß der Kessel berstet und die Explosion erfolgt.

In anderen Fällen erfolgt die Explosion aus dem Grunde, weil man den Pfannenstein oder die Salze und Erden sich in dem Kessel ansammeln ließ. Da hier eine dike Schichte einer Substanz, welche die Wärme nicht frei circuliren läßt, zwischen den Boden des Kessels und das Wasser gelangt, so erlangt dieser Boden bald eine höhere Temperatur, wird rothglühend und zerbricht endlich, indem er sich ausdehnt, die Schichte des Bodensazes. So wie dieß geschehen, kommt das Wasser mit dem überhizten Metalle in Berührung, und bildet schnell eine bedeutende Menge Dampf, und auf diese Weise erfolgt die Explosion, ehe noch die Sicherheitsklappen Zeit hatten sich zu öffnen, und so viel Dampf entweichen zu lassen, als zur Verminderung der Spannung nöthig wäre.

Nach meiner Meinung berstet ein Kessel selten in Folge einer langsamen und allmählich fortschreitenden Vermehrung des Drukes; ich glaube vielmehr, daß die Berstung weit öfter durch eine augenblikliche Dampferzengung bewirkt wird, wie dieß bei dem eben angeführten Beispiele, so wie unter einigen anderen Umständen, in deren Details ich sogleich eingehen werde, der Fall seyn dürfte. Nach dieser Ansicht allein lassen sich die höchst sonderbaren Umstände, unter welchen gewisse Explosionen Statt fanden, und bei welchen die Sicherheitsklappen kurz vor denselben in vollkommen gutem Zustande gefunden wurden, erklären.

Die augenblikliche Erzeugung von Dampf, die ich als eine der Hauptursachen der Explosionen ansehe, hängt von einem partiellen oder totalen Mangel an gehöriger Speisung ab. Daher entsteht dieß große Unheil oft in Folge der Unvollkommenheiten der Speisungspumpen, oder in Folge der geringen Sorgfalt, mit welcher man sich von dem Stande ihres wirklichen Dienstes versichert. Die fehlerhafte Einrichtung dieses wichtigen Theiles der Maschinen gab mir schon mehrere Male Gelegenheit zu beobachten, daß die Boden der Kessel wegen Mangel an Speisung troken und zulezt rothglühend wurden, so daß diese Apparate gewiß zersprungen seyn würden, wenn bei dem Einlassen von frischem Wasser nicht mit der größten Behutsamkeit zu Werke gegangen worden wäre.

Manch Mal reicht sogar das Sinken des Niveau's schon zum |407| Hervorrufen dieser Wirkung hin; und mit dieser Erscheinung will ich mich jezt einen Augenblik beschäftigen. Sezen wir, daß das Wasser, welches nach und nach in Dampf verwandelt wurde, nicht in gleichem Verhältnisse wieder ersezt worden, so daß die Höhe des Wasserstandes so weit herabsank, daß der Scheitel des Kessels in troknem Zustande der Einwirkung des Feuers ausgesezt wurde. Unter diesen Umständen wird nun nicht mehr das Wasser allein, sondern auch der Dampf mit der Flamme in Berührung kommen, und Wärmestoff aufnehmen; dadurch wird der Dampf überhizt werden, und eine Temperatur erhalten, die an den höchsten oder Scheitel-Punkten des Kessels am höchsten, nach Abwarts zu aber niedriger, und da, wo er mit dem Wasser in Berührung steht, der Temperatur dieses lezteren gleich seyn wird. Wenn nun unter solchen Umständen durch ein schnelles Oeffnen der Sicherheitsklappe der Druk eine Veränderung erleidet, so wird die Communication zwischen dem Kessel und der Bewegmaschine plözlich wieder hergestellt. In Folge dieser Verminderung des Drukes wird das Wasser, welches noch im Kessel zurükgeblieben, mit Heftigkeit aufwallen; und da es mit all dem Wärmestoffe durchdrungen ist, welcher zur Verwandlung desselben in Dampf nöthig ist, so wird es nur durch den Druk allein in flüssigem Zustande erhalten bleiben. Die Wasserkügelchen, welche in den überhizten Dampf geschleudert werden, werden sich dessen Wärmestoff zueignen, und sich ungeachtet der Vermehrung des Drukes augenbliklich selbst in Dampf verwandeln, und dadurch eine Berstung und Explosion veranlassen.

Der gänzliche Mangel an Wasser kann in einem Kessel ähnliche Zufälle hervorbringen. Dieser Fall kann eintreten, wenn man den Speisungshahn schließt, und ihn dann zur gehörigen Zeit wieder zu öffnen vergißt; oder wenn, was noch öfter geschieht, die Speisungspumpe durch Unreinigkeiten verlegt, und dadurch in Unthätigkeit gesezt wird, ohne daß man dieß sogleich bemerkt. Wenn nun aus der einen oder der anderen dieser beiden Ursachen kein Wasser mehr in den Kessel gelangt, und dieser immer fortfährt Dampf abzugeben, so wird die Flüssigkeit in demselben immer mehr und mehr sinken, bis er am Ende ganz troken ist. Bleibt der Kessel in diesem Zustande mit der Flamme in Berührung, so wird er bald zum Glühen kommen, und seine hohe Temperatur dem Dampfe mittheilen, der noch in ihm enthalten ist; dadurch wird sich dieser Dampf ausdehnen und die Maschine zu treiben fortfahren, bis der Gang derselben langsamer wird und endlich ganz aufhört. Unter diesen Umständen wird zwar keine Explosion erfolgen, allein Alles ist zu einer solchen in gehöriger Bereitschaft. Bringt nämlich der Wärter der Maschine unter |408| solchen Verhältnissen, um seine Nachlässigkeit zu verbeten, oder um nach seiner Meinung dem Uebel abzuhelfen, schnell wieder Wasser in den Kessel, so wird sich dieses Wasser, da es auf rothglühende Oberflächen kommt, sehr schnell in Dampf verwandeln; es wird vorzüglich dadurch in Dampfform übergehen, daß es mit dem rothglühenden Dampfe in Berührung kommt, der dann augenbliklich seinen überschüssigen Wärmestoff an ihn abgibt. Dieser überhizte Dampf, der seinen Wärmestoff zu Gunsten des unkluger Weise eingelassenen Wassers abgibt, ist nach meiner Meinung weit eher die Ursache zur Erzeugung der heftigen Kräfte, welche den Kessel zersprengen, als es die schnelle Vermehrung der Spannung des Dampfes ist, der dadurch gebildet wird, daß die Flüssigkeit mit den glühenden Oberflächen in Berührung kommt: denn es ist, wie ich schon oben bewerkt habe, keineswegs eine sehr hohe Temperatur, welche am schnellsten Dampf erzeugt.85)

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Unter diesen Verhältnissen erfolgt die Wirkung, ehe noch die Sicherheitsklappen derselben vorbeugen konnten; ich vergleiche den auf diese Weise gebildeten Dampf mit der augenbliklichen Entstehung eines Gases; so wird z.B. bei der Entzündung des Pulvers in einem Schießgewehre, dessen Zündloch oft im Verhältnisse zum Laufe größer ist, als die Sicherheitsklappen gewöhnlich im Verhältnisse zu den Kesseln sind, die erzeugte Expansivkraft durch dieses Zündloch doch nicht gehindert werden, das Geschoß durch den kauf hinauszuschleudern. Die Gegenwart und der gute Zustand der Klappen können daher die Gefahr nicht immer beseitigen; das Oeffnen derselben allein kann sogar in gewissen Fällen eine Explosion bewirken.

Wenn man zu der angegebenen Erzeugung von Kraft noch die Schwächung der Wandung des Metalles, dessen Zähigkeit durch eine hohe Temperatur vermindert wurde, hinzufügt, so ergibt sich die natürliche Erklärung des Berstens der Siederöhren einiger Kessel, welche jedoch unverlezt bleiben, obschon sie wegen ihrer geringeren Dike und wegen ihres größeren Durchmessers doch weniger Widerstand darbieten mußten.

Die Explosion, welche aus Mangel an Speisung erfolgt, bringt mithin die sonderbare Erscheinung hervor, daß die Siederöhren, die doch, wie es scheint, der stärkere Theil eines Kessels sind, bersten, weil sich das Speisungsrohr gewöhnlich in der Siederöhre befindet, und weil die Explosion dann in derselben erfolgt, wenn sie wegen der Nähe des Feuers und wegen der hohen Temperatur, auf welche sie gelangte, in der That der schwächste Theil des ganzen Kessels wurde. |410| Die Augenbliklichkeit der Explosion ist allein im Stande das Bersten der Siederöhren eines Kessels, der doch nicht nothwendig dasselbe Schiksal erlitt, zu erklären. Die Spannung kann nämlich so plözlich erfolgen, daß sich das Gleichgewicht nicht durch die fast immer zu kleinen Oeffnungen, durch welche der Kessel mit den Siederöhren communicirt, herstellen konnte.

Wenn die Sicherheitsklappen nichts gegen diese Fälle, die zum Unglüke gerade die häufigsten sind, vermögen, so verhält es sich doch mit den schmelzbaren Scheiben nicht durchaus eben so; denn diese Scheiben schmelzen, sobald die Temperatur des Dampfes zu hoch wird, wie groß auch dessen Druk immer seyn mag. Das Schmelzen der Scheiben kann den Aufseher aufmerksam machen; es ist jedoch nicht wahrscheinlich, daß derjenige, der es dem Kessel aus Nachlässigkeit an Wasser fehlen ließ, dieses Schmelzen der Scheibe bemerkt. Dieses Schmelzen kann zwar zuweilen mit einem Pfeifen des ausströmenden Dampfes verbunden seyn; es kann aber auch unter Umständen erfolgen, in welchen die Dichtheit des Dampfes, der die Maschine einige Zeit über durch seine Ausdehnung allein getrieben haben kann, dem Druke der atmosphärischen Luft gleich, oder selbst niedriger, als dieser geworden ist. Da in diesem Falle das Schmelzen der Scheibe ohne alles Geräusch geschieht, und da sich die Scheibe oft außer dem Bereiche des Auges befindet, so wird man von dem, was in dem Kessel vorging, keine Kenntniß erhalten.

Wenn die schmelzbaren Scheiben auch gegen den fortschreitend stärker werdenden Druk große Sicherheit darbieten; wenn dieselben sogar in dem eben angeführten Falle noch einige Sicherheit gewähren, so läßt sich doch nicht läugnen, daß sie unter gewissen Umständen auch große Nachtheile mit sich bringen. Da sie nämlich schon bei einer Temperatur schmelzen, die jener, welche dem Druk, unter dem die Maschine gewöhnlich arbeitet, sehr nahe steht, so können sie auf diese Weise manch Mal die Gefahr um so dringender machen. Dieser Nachtheil verdient alle Berüksichtigung, denn er verhindert die Anwendung dieser Scheiben an den Bugsierbothen.

Wenn z.B. ein Schiff, welches eben aus dem Hafen gelaufen, gezwungen wird, die Spannung des Dampfes etwas zu erhöhen, um die Strömung oder den Wind, der es gegen das Land treibt, zu überwinden, und wenn in demselben Augenblike die Scheibe schmilzt, so ist dieß für die Schiffsmannschaft beinahe so viel, als wenn eine Explosion erfolgt wäre; denn das Schiff wird sich, seiner treibenden Kraft beraubt, nicht mehr lenken lassen, es wird an die Küste geworfen werden, und mit Mann und Gut zu Grunde gehen. In diesem Falle, der nicht bloß aus der Luft gegriffen ist, vermehrt die |411| Gegenwart der Scheibe, welche schmelzen kann, wenn auch der Druk noch bei Weitem dem Widerstande des Kessels gleich kam, die Gefahren um ein Bedeutendes.

Ich will später ein Mittel vorschlagen, durch welches sich diesem Nachtheile, der die allgemeine Anwendung der schmelzbaren Scheiben hindert, abhelfen ließe, und werde zugleich auch angeben, wie man durch die Schmelzung derselben bei der Ausdehnung des Dampfes ohne Druk auch sichere Notiz von dem erhalten kann, was im Inneren des Kessels vorging.

Die großen Kessel haben noch einige andere Nachtheile, die ich aber zur Vermeidung von Wiederholungen erst bei den Mitteln zu deren Verbesserung angeben will.

Ich gehe nun zur Betrachtung der Dampf-Generatoren über. Einige dieser Generatoren erzeugen den Dampf augenbliklich, und für den augenbliklichen Bedarf der Maschine; andere hingegen erzeugen ihn nach und nach, wie ein Kessel, und bewahren ihn unter einem beträchtlichen Druke, um denselben dann im Momente seiner Anwendung sich ausdehnen zu lassen; noch andere endlich erhalten das Wasser bei einer sehr hohen Temperatur in flüssigem Zustande, und gestatten demselben nur, sich in dem Verhältnisse in Dampf zu verwandeln, in welchem die Maschine dieses Dampfes bedarf, und zwar in dem Augenblike, in welchem er auf den Kolben wirken soll.

Zu diesen Apparaten gehören die Einsprizröhren, welche in Amerika versucht und angewendet werden; sie bestehen aus sehr diken Metallcylindern, die man beständig auf einer sehr hohen Temperatur erhält. Eine Speisungspumpe, die hier eine Einsprizpumpe genannt und durch die Maschine selbst in Thätigkeit gesezt wird, sprizt bei jedem Schlage so viel Wasser ein, als nöthig ist, um die der Kraft der Maschine angemessene Menge Dampf zu erzeugen.

Dieses Verfahren, dessen man sich auf mehreren amerikanischen Bothen bedient, hat, obwohl es die Gefahren vermindert, doch noch seine großen Nachtheile. Die Röhren, welche beständig auf einer sehr hohen Temperatur erhalten werden, befinden sich, wie bereits gesagt worden, in einem der Verdampfung sehr wenig günstigen Zustande: sie erzeugen in einer und derselben Zeit eine geringere Menge Dampf, und verzehren mithin aus diesem Grunde allein schon mehr Brennmaterial. Das Ausstrahlen des in diesen Röhren angehäuften Wärmestoffes vermehrt diesen Verbrauch gleichfalls, und der Rauch, der nothwendig in einer, der Hize dieser Röhren gleichkommenden, Temperatur entweichen muß, hat weder Zeit noch Gelegenheit seinen Wärmestoff abzugeben, so daß auch auf diese Weise ein beträchtlicher Verlust an den Producten der Verbrennung erfolgen muß.

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Der in diesen Apparaten erzeugte Dampf ist bald mehr als gesättigt, d.h. er reißt eine gewisse Menge Wasser, die nicht Zeit genug hatte, um sich in Dampf zu verwandeln, in kleinen Kügelchen mit sich fort; und dieses Wasser schadet dem Spiele der Maschine, indem es in die Fütterungen eindringt, und dadurch die Bewegungen des Kolbens erschwert. Bald hingegen ist er zu sehr ausgedehnt und glühend, so daß er das Werg an den Kolben und an den Wergbüchsen entzündet, und das zur Verminderung der Reibung angewendete Fett verkohlt.

Um diese doppelten Nachtheile eines bald zu heißen oder zu ausgedehnten, bald zu sehr mit Wasser überladenen Dampfes zu beseitigen, habe ich bei den Versuchen, die ich mit einem, nach diesem Systeme verfertigten Apparate anstellte, einen kleinen metallenen Pyrometer in die Röhre gebracht, die den Dampf aus der Einsprizröhre in den Treibcylinder führt. Da die Temperatur des Dampfes selbst eine Ausdehnung oder Zusammenziehung der Metalle, aus denen dieser Pyrometer bestand, bewirkte, so entnahm ich aus diesen, durch mehrere Hebel vermehrten Bewegungen die Kraft, welche nöthig ist, um ein in der Saugröhre der Einsprizpumpe angebrachtes Loch zu öffnen oder zu schließen. So oft der Dampf nun eine höhere Temperatur erreichte, als jene war, die dem Druke, unter welchem die Maschine gewöhnlich arbeitete, entsprach, öffnete der Pyrometer dieses Loch; die Speisepumpe hatte dann so Zeit sich vor dem Herabsteigen des Kolbens ganz zu füllen, und auf diese Weise eine größere Menge Wasser einzusprizen. Wenn hingegen, im umgekehrten Falle, der mit Wasser überladene Dampf seine Spannung und folglich seine Temperatur verlor, so verschloß oder verkleinerte das Instrument die Oeffnung, und der Kolben der Einsprizpumpe trat herab, noch ehe sich der Körper der Speisepumpe ganz mit Wasser füllen konnte: in diesem Falle wurde mithin die Menge der eingesprizten Flüssigkeit vermindert. Der Pyrometer hatte folglich den doppelten Vortheil, daß er das eingesprizte Wasser beständig in gehörigem Verhältnisse mit der zur Verdampfung nöthigen Temperatur erhielt, und daß er die Quantität Wasser regulirte, welche nöthig war, um durch ihre Verwandlung in Dampf die Kraft zu erzeugen, mit welcher der der Maschine dargebotene Widerstand überwunden werden kann. Um diesen doppelten Zwek des Pyrometers anschaulicher zu machen, wollen wir annehmen, daß der Dampf, welcher den Kolben, der einen größeren Widerstand zu überwinden hat, treibt, eine größere Spannung erreichen konnte; so wie nun dieser Umstand eintritt, so wirkt die von der größeren Spannung unzertrennliche Temperatur auf den Pyrometer, welcher dann in Folge seiner Ausdehnung die Einsprizpumpe |413| veranlaßt, eine größere Menge Wasser einzusprizen. So wie hingegen der Widerstand abnimmt, und der Kolben einem geringeren Druke nachgibt, so vermindert sich die Temperatur, und dann entsteht durch eine entgegengesezte Wirkung des Pyrometers eine verhältnißmäßige Verminderung des eingesprizten Wassers.

Dieser Apparat besaß in Folge seiner Einrichtung selbst die Eigenschaft, anzuzeigen, ob die dampferzeugende Röhre zu stark oder zu wenig erhizt war; denn in dem Maße, als ihre Temperatur abnahm, in demselben Maße sank auch jene des Dampfes, so daß der Apparat dann gezwungen wurde, die Einsprizung zu vermindern, und dieselbe selbst ganz zu unterlassen, wenn die Dampferzeugungs-Röhre nicht mehr heiß genug war, um das Wasser in Dampf zu verwandeln. Das Feuer regulirte mithin die Einsprizung, und man brauchte folglich nur dieses zu reguliren, um eine beständige und gleichmäßige Dampferzeugung zu erhalten; so wie die Stärke des Feuers vermindert oder erhöht wurde, so wurde auch die Menge des erzeugten Dampfes abgeändert, ohne daß derselbe jedoch je glühend oder mit Wasser überladen werden konnte. Bei dieser Methode wird folglich nicht bloß die Zerstörung der Fütterungen, sondern auch die Verkohlung des Fettes vermieden. Dieser leztere Nachtheil ist übrigens an den Hochdruk-Dampfmaschinen nicht mehr zu befürchten, seit die Erfahrung lehrte, daß man zur Verminderung der Reibung kein Fett mehr nöthig hat, sondern daß man zu diesem Behufe bloß gehörig legirte Metalle mit einander in Berührung zu bringen braucht. Ich habe zahlreiche Versuche hierüber angestellt, und habe dabei Gelegenheit gehabt, mehrere sonderbare Phänomene zu studiren, aus denen sich mir die zu diesem Zweke tauglichsten Legirungen ergaben.

Die Einsprizröhren sind sowohl durch ihre Einrichtung, als durch die Art und Weise, auf welche sie den Dampf erzeugen, gegen gefährliche Explosionen gesichert; verbindet man sie überdieß mit meiner Vorrichtung, so erhält man einen wenig voluminösen und ziemlich leichten Apparat. Man könnte dieselben füglich unter die nüzlichsten Erfindungen zählen, wenn nicht alle ihre Vortheile durch ihren ungeheueren Bedarf an Brennmaterial zu Nichte gemacht würden.

Zu der zweiten Art von Dampf-Generatoren gehören diejenigen, in denen der Dampf allmählich, aber unter einem sehr starken Druke erzeugt wird, und bei welchen sich dieser Dampf dann auf seinem Uebergange in die Maschine ausdehnt. Auch diese Apparate, deren Verbesserung sich mehrere Mechaniker zur Aufgabe gemacht zu haben scheinen, konnten bisher nur mit einem bedeutenden Aufwande an Brennmaterial Dampf erzeugen. Ich will hier, ohne wieder auf das, was ich oben von den Dampfkesseln sagte, zurükzukommen, nur bemerken, |414| daß diese Apparate, deren Volumen und Gewicht man so viel als möglich zu vermindern suchte, nothwendig einem sehr starken, und oft durch künstliche Mittel verstärkten Feuer ausgesezt werden müssen, und daß sie eben aus diesem Grunde den Nachtheilen, welche die Unregelmäßigkeiten in der Heizung mit sich bringen, sehr ausgesezt sind. Da sie nur wenig schon vorher gebildeten Dampf enthalten, so wird die Verminderung, welche bei jedem Schlage entsteht, so fühlbar, daß die geringe, in ihnen enthaltene Menge Flüssigkeit mit Heftigkeit aufsieden, und durch den Zug, der bei jeder Pulsation entsteht, gegen den Cylinder gerissen werden kann. Diese Schwappungen der Flüssigkeit bewirken, daß sich das Niveau derselben nur schwer beobachten läßt, und daß die Angaben der hierzu dienenden Instrumente oft unrichtig sind.

Die Abwesenheit einer gewissen Menge Dampf, in der sich die Verschiedenheiten des Drukes verlieren könnten, hat für die Generatoren den Nachtheil, daß jedes Mal, so oft die Communication zwischen ihnen und der Maschine durch den Vertheilungs-Apparat unterbrochen wird, bei der Sicherheitsklappe ein ganzer Qualm entweicht. Dieses Entweichen ist das Resultat des Rükstoßes, der hierauf entsteht; dieser Stoß ist an den Maschinen, welche das Entladen des Dampfes benuzen, und an denen die Einführung des Dampfes folglich schnell unterbrochen wird, merklicher, und läßt sich daher bei jeder Pulsation mit ziemlicher Heftigkeit in den Generatoren fühlen. Die außerordentliche Empfindlichkeit dieser Apparate gegen den Wärmestoff bewirkt, daß in ihnen nur sehr schwer ein beständig gleicher Druk zu unterhalten ist; die geringste Nachlässigkeit von Seite des Arbeiters erzeugt einen Wechsel im Druke, so daß man, um die Maschine in regelmäßigem Gange zu erhalten, das Feuer immer so nähren muß, daß es einen geringen Ueberschuß an Dampf erzeugt.

Einige dieser Generatoren wurden von ihren Erfindern vorzüglich wegen ihrer größeren Sicherheit empfohlen; allein mehrere Unglüksfälle, die sich mit ihnen ergaben, bewiesen, welches Vertrauen man denselben auch in dieser Hinsicht schenken darf. Ihr complicirter Bau macht überdieß ihre Ausbesserung fast immer schwierig, und die Unmöglichkeit sie von dem Bodensaze zu reinigen, durch dessen Anhäufung das Metall ohne Wasser der unmittelbaren Wirkung des Feuers ausgesezt wird, bringt nothwendig auch eine geringere Dauerhaftigkeit derselben mit sich.

Ich komme nun zur dritten Art der Generatoren, in welchen das Wasser in flüssigem Zustande erhalten wird, obschon es so viel Wärmestoff enthält, als es zu seiner Verwandlung in Dampf nöthig hätte. Bei diesen Apparaten drängt eine Quantität Flüssigkeit, welche |415| troz des großen Widerstandes der bereits in ihnen enthaltenen Flüssigkeit in den Apparat getrieben wird, eine gleiche Menge Flüssigkeit aus der Stelle, welche sich dann in Dampf verwandelt, und dadurch die Maschine treibt. Diese Einrichtungen bilden die Basis des bekannten Perkins'schen Systemes, dessen Werth die Akademie bei den Versuchen, die zu Vincennes mit der Perkins'schen Kanone angestellt wurden, schäzen konnte. Ich habe einige der Versuche dieses gewandten Experimentators wiederholt, und mehreren derselben auch in seinen Werkstätten in England beigewohnt. Ungeachtet aller Hülfsmittel, die ihm sein Erfindungsgeist an die Hand gibt, und ungeachtet aller Verbesserungen, die er bereits an seinem Apparate anbrachte, konnte er es doch noch nicht dahin bringen, daß der Dampf nicht, gegen seinen Willen, bald glühend, bald mit einer bedeutenden Menge kleiner Wasserkügelchen beladen, aus seinen Generatoren ausströmte. Er wurde, um bei seinen, zu Vincennes angestellten, Versuchen diesem doppelten Nachtheile zu begegnen, gezwungen, an dem Ende seiner Erzeugungsröhren eine Art von Behälter anzubringen, in dessen Grund der Dampfstrahl geschleudert wurde. Auf diese Weise sammelte er nämlich das mit fortgerissene Wasser, um, wenn dann glühender Dampf käme, diesen durch dieses Wasser zu leiten, und dadurch einen Theil dieses lezteren in Dampf zu verwandeln, so daß bei dieser Einrichtung der erste Nachtheil vermindert, und dem zweiten durch Sättigung des Dampfes mit Wasser abgeholfen wurde.

Diese Einrichtungen machen, wie man gestehen muß, die guten Wirkungen dieses Apparates sehr unsicher. Die hohe Temperatur, auf welcher er unterhalten werden muß, sezt denselben einer Ausdehnung aus, welche bei öfterer Wiederholung eine schnelle Zerstörung des Apparates herbeiführen muß. Der Mangel an irgend einer merklichen Ersparniß, und der sehr hohe Druk, unter welchem der Dampf erzeugt wird, ohne daß man irgend einen wesentlichen Vortheil dadurch erhält, hat beinahe Jedermann bis auf den Erfinder von der Anwendung dieses Apparates zurükgehalten.

Betrachtet man die Tabelle der Entladung (detente) des Dampfes, so wird man finden, daß bei der Benuzung von sehr stark comprimirtem Dampfe wenig oder gar kein Vortheil Statt hat, und daß man die Maschine unnüzer Weise allen Nachtheilen einer sehr hohen Temperatur, und allen bei einem höheren Druke unvermeidlichen Wechselfällen aussezt. Es scheint mir, daß diese Tabelle, als die äußerste Gränze des Drukes, bei welchem eine Maschine mit Vortheil arbeiten kann, jenen Druk angibt, bei welchem die Kraft, die durch die Entladung des Dampfes allein entsteht, noch den Verlust an Kraft übersteigt, der sich aus dem beträchtlicher gewordenen Entweichen |416| des Dampfes und aus der Vermehrung der Reibung des Kolbens ergibt, indem der Kolben in diesem Falle, wenn der Dampf stärker comprimirt werden soll, mit weit größerer Kraft an den Cylinder anpassen muß.

Ich habe hier mehrere Gebrechen der Dampferzeugungs-Apparate angegeben, welche eine Verbesserung zulassen, und will nun, ehe ich zu der Construction eines ganz neuen Apparates übergehe, Einiges über die, an den alten Apparaten möglichen Verbesserungen bemerken.

Ich habe bei Gelegenheit der schmelzbaren Scheiben erwähnt, daß deren Schmelzung unter gewissen Fällen erfolgen kann, ohne daß man dieselbe bemerkte, und daß dann deren Gegenwart unnüz wäre; ich habe ferner Beispiele angegeben, in welchen deren Schmelzung in Hinsicht auf die Nachtheile einer Explosion gleichkommen würde. Diese beiden Fehler und Gebrechen lassen sich nun nach meiner Ansicht vermeiden. Dem ersteren ließe sich abhelfen, wenn man an der schmelzbaren Scheibe einen Ringnagel oder einen Ring anklebte, an welchem das eine Ende eines Schwängels befestigt wäre, der das Register des Rauchfanges offen erhält, oder mit irgend einem anderen Anzeigmittel in Verbindung steht. Da sich dieses Stük schon beim Erweichen der Scheibe und noch vor dem Schmelzen derselben ablösen würde, so würde er dann eine Schließung des Registers oder irgend eine andere Veränderung bewirken, die den Wärter in demselben Augenblike auf den Zustand der Maschine aufmerksam machen müßte.

Dem zweiten Fehler oder Nachtheile wäre noch leichter abzuhelfen, und zwar auf eine Weise, welche eine viel allgemeinere Anwendung der schmelzbaren Scheiben gestatten würde. Man braucht nämlich diese schmelzbaren Scheiben nur auf der Oeffnung eines großen Hahnes anzubringen, welcher, obschon er gewöhnlich offen ist, geschlossen werden könnte, so wie die Scheibe durch die Vermehrung der Spannung geschmolzen wäre. Bei einer solchen Einrichtung läßt sich das weitere Entweichen des Dampfes, nachdem dessen Druk durch die erfolgte Entleerung vermindert worden, leicht hemmen. Es läßt sich ferner mit ihrer Hülfe leicht eine andere Scheibe anbringen; man wird den Zuwachs an Spannung kennen gelernt, den Kessel erleichtert haben, und kann dann die nöthigen Maßregeln treffen, um das Wiederkehren dieses Zufalles zu vermeiden; sollten auch diese Maßregeln nicht ausreichen, so würde die neu aufgelegte Scheibe neuerdings schmelzen. Durch die Möglichkeit das Ausströmen des Dampfes durch das Schließen des Hahnes zu unterbrechen, kann man auf den Dampfbothen die Kraft der Maschine oft gerade in jenen |417| Fällen erhalten, wo sie für das Wohl der Mannschaft am unentbehrlichsten ist.

Ich habe unter den häufigsten Ursachen der Explosionen den gänzlichen oder theilweisen Mangel an gehöriger Speisung erwähnt. Die Schwimmer, die Mittel, welche die Höhe des Wasserstandes anzeigen, sollten zwar, wenn sie in gutem Zustande erhalten würden, zur Vermeidung dieses Nebels hinreichen, wenn die Wärter der Maschine stets die gehörige Aufmerksamkeit auf ihre Arbeit verwendeten. Die Erfahrung hat jedoch leider nur zu oft gezeigt, wie wenig man sich auf die Sorgfalt und Wachsamkeit ungebildeter Menschen, die überdieß durch den beständigen Umgang mit der Maschine gegen deren Gefahren abgestumpft wurden, verlassen darf. Man muß daher zu solchen Apparaten seine Zuflucht nehmen, welche die Gefahr andeuten, ohne daß diese Apparate in der Willkür des Wärters liegen. Die Explosionen würden gewiß sehr selten seyn, wenn sich jedes Mal, so oft das Niveau des Wassers im Kessel sänke, durch irgend eine mechanische, außer dem Bereiche des Wärters liegende Vorrichtung ein Hahn öffnen, und einen kleinen Dampfstrahl entleeren würde. Die Unbequemlichkeiten, die dieser Dampf mit sich brächte, würden den Wärter gewiß bald aufmerksam machen, und ihn sogar zwingen alsogleich wieder die gehörige Höhe des Wasserstandes in dem Apparate herzustellen. Der Hahn, der durch das Sinken des Wassers allein geöffnet worden, müßte auch nur dadurch geschlossen werden können, daß man die Ursache, die das Oeffnen desselben bedingte, aufhebt.

Damit alle diese Vorsichtsmaßregeln ihrem Zweke vollkommen entsprächen, müßte man an den Speisungspumpen eine sehr einfache und dessen ungeachtet sehr wichtige Aenderung anbringen. Die Klappen derselben müßten nämlich, was allerdings möglich ist, jeden Augenblik untersucht werden können, ohne daß man viele Bolzen und Schrauben abzunehmen brauchte. Dieß ist deßhalb nöthig, damit man, sobald man auf das Sinken der Flüssigkeit aufmerksam gemacht worden, sogleich die Klappen von den Unreinigkeiten, die deren Wirkung hemmen, reinigen, und so die Grundursache des Uebels beseitigen kann. Die Unmöglichkeit das Spiel der Speisungspumpen schnell wieder herzustellen, dieser große Fehler, den man an den meisten der gegenwärtig gebräuchlichen Maschinen findet, genügt, um das Zeichen, welches dem Arbeiter über das Sinken des Wassers im Kessel gegeben wurde, ganz unnüz zu machen. Die gute Einrichtung der Speisungspumpen, die Möglichkeit, sich in jedem Augenblike über ihren Dienst und über den Stand der Flüssigkeit Gewißheit zu verschaffen, verdienten nach meiner Ansicht die Wachsamkeit der Behörden |418| in eben so hohem Grade, als die Ausmittelung des Widerstandes der Wandungen der Kessel und Cylinder, die von den Fabrikanten wegen ihres eigenen Interesses ohnedieß nur zu oft sehr dik gemacht werden.

Darstellung einer Theorie, die beim Baue der Dampferzeuger leiten soll.

Die Geseze, welche man zu beobachten hat, wenn man einen Dampferzeuger construiren will, der alle die Vortheile der verschiedenen oben aufgeführten Apparate gewährt, ohne zugleich deren Nachtheile mit sich zu bringen, sind von verschiedener Natur. Ein Theil dieser Geseze, und zwar der wichtigste, beabsichtigt die größte Sicherheit; der andere Theil hingegen bezwekt die Ersparung an Brennmaterial, die Verminderung des Umfanges und Gewichtes der Apparate, die Einfachheit in ihrem inneren Baue, die größte Leichtigkeit der Reinigung und der allenfallsigen Ausbesserungen, und endlich auch die Verminderung des Preises dieser Apparate.

Wenn man einen Dampferzeuger erbauen will, der eine absolute Sicherheit bei seiner Anwendung gewährt, so muß derselbe, abgesehen von allen Vorsichtsmaßregeln, mit denen man ihn umgibt, so eingerichtet seyn, daß wenn ja eine Explosion erfolgt, dieselbe doch nie gefährlich werden kann.

Die Trennung des Dampfes vom Wasser, durch welche die Explosion zu einer theilweisen oder wenigstens zu einer allmählichen gemacht wird, ist allein im Stande das augenblikliche Erfolgen derselben, in welchem allein der Grund aller der großen Unglüksfälle zu suchen ist, zu verhindern. Um dieß durch ein Beispiel deutlicher zu machen, brauche ich nur die bekannte Thatsache anzuführen, daß ein Paket Patronen, welche nach und nach detonniren, bei weitem nicht dieselben zerstörenden Wirkungen hervorbringen wird, als eine gleiche Menge Pulver, die mit einem Male entzündet würde.

Wenn man daher den Apparat aus mehreren Zellen oder Fächern, die mit einander in Verbindung ständen, und in welchen das Wasser von dem Dampfe geschieden wäre, zusammensezen würde, so würde man das Bersten, wo nicht ganz unmöglich, doch gefahrlos machen. Die Zellen oder Fächer müßten nach meiner Meinung cylindrisch, kugelförmig oder kegelförmig seyn; kurz sie müßten eine Form haben, die durch einen inneren Druk nicht verändert wird, sondern sie durch einen solchen Druk, wenn sie ihre Form verloren hätte, ehe wieder auf ihre ursprüngliche Form zurükgeführt würde. Die Zähheit des Metalles, welche unter diesen Formen (die jedoch nie mathematisch genau sind) viel größer ist als dessen Widerstand, scheint darauf hinzudeuten, |419| daß man die Kraft desselben im Ziehen anwenden müsse, Leistet das Metall Widerstand, so ist es, wenn die kugel-, walzen- oder kegelförmige Gestalt, bei welcher es eine bedeutende Kraft aushält, nur etwas von ihrer Regelmäßigkeit verliert, der Gefahr ausgesezt seine Form ganz zu verlieren oder sie zu verändern.

Das Unglük, welches sich auf einem Dampfbothe zu Bordeaux ereignete, beweist, wie ein Cylinder bersten kann, so wie er seine runde Gestalt verloren hat. Der Ofen des Kessels, der zu diesem traurigen Ereignisse Veranlassung gab, bestand aus einer Röhre aus Eisenblech, welche excentrisch in das Innere des Kessels eingesezt war. Nachdem nämlich das Wasser den oberen Theil dieser Röhre, die den ganzen Druk des Dampfes aushielt, verlassen hatte, wurde dieser Theil abgeplattet, und heftig zerrissen, so wie er durch seine ungleiche Ausdehnung eine etwas ovale Form erhalten hatte.

Da die metallenen Hüllen, in denen der Dampf und die Flüssigkeit enthalten sind, nur einen unbedeutenden Durchmesser haben, so können sie auch von sehr geringer Dike seyn, ohne daß sie unfähig werden, selbst einem sehr beträchtlichen Druke Widerstand zu leisten. Die Anwendung von dünnem Metalle zu Dampfapparaten verdient alle unsere Aufmerksamkeit. Von zwei Wänden von ungleicher Dike wird, wenn man dieselben verschiedenen, mit ihrer Dike im Verhältnisse stehenden Graden von Druk aussezt, die dünnere Wand nach meiner Ansicht die stärkere seyn. Diese Behauptung ist nichts welliger als paradox, denn die Erfahrung hat bewiesen, daß die ungleiche Ausdehnung der Molecule, aus denen eine dike Platte besteht, die Zähheit derselben zum Theil zerstört. So hat man z.B. schon mehrere Male gesehen, daß zu dike Siederöhren schneller durch die Wirkung des Feuers zerstört wurden, als andere, die nur so dik waren, daß sie dem Druke, unter welchem sie Dampf erzeugten, zu widerstehen vermochten. Eine Einrichtung, in Folge welcher sich an jenem Theile, der dem Feuer am meisten ausgesezt ist, kein Bodensaz ansammeln könnte, und die doch beständig eine unmittelbare Berührung des Wassers mit der Wandung gestatten würde, würde jene Explosionen verhindern, die entstehen, wenn ein schlechter Wärmeleiter zwischen das Metall und das Wasser tritt. Durch diesen Dazwischentritt kann nämlich das Metall eine so hohe Temperatur erlangen, daß dessen Cohäsionskraft aufgehoben wird.

Die Gefahren, die entstehen, wenn das Wasser wieder auf eine Oberfläche kommt, auf welcher sich längere Zeit über kein Wasser mehr befand, und die dadurch zum Rothglühen kam, werden vermieden, wenn man eine solche Einrichtung trifft, daß sich das Wasser nicht über einen großen Theil dieser Oberfläche auf ein Mal verbreiten |420| kann. Da nämlich das Wasser, indem es sich im ganzen Apparate verbreitet, nicht an vielen Punkten mit dem überhizten, in dem Erzeuger enthaltenen Dampfe in Berührung treten kann, so wird sich dasselbe unmöglich plözlich so viel Wärmestoff zueignen können, als es zur Veränderung seines Zustandes nöthig haben würde. Bei dieser Einrichtung wird daher eine durch plözliche Bildung von einer großen Menge Dampf entstehende Berstung nicht mehr weiter zu befürchten seyn.

An den Dampfapparaten, welche zur See angewendet werden sollen, muß unumgänglich nothwendig eine Einrichtung getroffen werden, durch welche die Flüssigkeit gehindert wird, beständig ihren Ort zu verändern, und mittelst welcher man sich in jedem Augenblike von dem wirklichen Niveau des Wassers überzeugen kann. Ebenso muß auf einem Schiffe das Herumwerfen des Wassers in dem Kessel gehindert werden, indem dadurch oft solche Stöße entstehen, daß die Verbindungen der Röhren, welche den Dampf zu den Maschinen leiten, häufig brechen. Alle diese Gefahren machen daher solche Apparate, in denen das Wasser beständig ohne Bewegung und auf gleichem Niveau bleibt, wie groß auch immer die Schwankungen und Stöße des Schiffes seyn mögen, für die Dampfschifffahrt äußerst wünschenswerth.

Ich habe hiermit in Kürze die Einrichtungen angegeben, die zur vollkommenen Sicherheit eines Dampferzeugers beitragen: ich will eben so kurz die Modifikationen andeuten, durch welche man eine Ersparung an Brennmaterial, und mithin nicht nur eine größere Leichtigkeit und ein geringeres Volumen, sondern auch eine längere Dauer und einen niedrigeren Preis dieser Apparate erlangen kann.

Die Bedingungen zur Ersparung an Brennmaterial beruhen vorzüglich auf der Vermehrung der Oberflächen und auf der Stellung, in welcher dieselben von der Flamme getroffen werden. Eine vollkommene Verbrennung gehört gleichfalls zu den Grundbedingungen zur Ersparniß.

Um das Wasser in Dampf zu verwandeln, braucht man sowohl eine mit dem zu verdampfenden Wasser im Verhältnisse stehende Menge Wärmestoff, als einen Zeitraum, der gleichfalls der Menge der Flüssigkeit angemessen ist. Es handelt sich mithin darum, sowohl die Menge des Brennmateriales, welches zur Verwandlung des Wassers in Dampf nöthig ist, als die zu dieser physischen Operation unentbehrliche Zeit zu vermindern. In je kürzerer Zeit ein Dampferzeuger eine gewisse Menge Dampf hervorzubringen im Stande ist, um so vollkommener wird er seyn. In kurzer Zeit und mit geringen |421| Kosten eine große Menge Dampf zu erzeugen: darin besteht eigentlich die Aufgabe, um welche es sich handelt.

Ich will nun zuerst untersuchen, auf welche Weise die Zeit der Erzeugung abgekürzt, oder mit anderen Worten, wie die Schnelligkeit des Durchdringens des Wärmestoffes durch die Flüssigkeit vermehrt werden kann. Die Erfahrung hat gezeigt, daß eine bestimmte Oberfläche unter den gewöhnlichen Umständen nur eine bestimmte Menge Wärmestoff aufnimmt, und daher in einer und derselben Zeit auch nur eine bestimmte Masse Dampfes bilden kann. Hieraus folgt gleich zuerst, daß die Oberflächen der Dampferzeuger mit der Dampferzeugung, die man von ihnen erwartet, im Verhältnisse stehen müssen; daß diese Oberflächen aber auch um so kleiner seyn können, als sie sich unter Umständen befinden, die der Aufnahme von Wärmestoff günstig sind.

Dieses schäzbare Resultat wird man nur dann erlangen, wenn man die Apparate so einrichtet, daß die Flamme den möglich größten Theil der Wandungen bestreicht. Wenn der Wärmestoff, der sich von einem Herde aus entwikelt, seinem eigenen Impulse überlassen bleibt, so würde sich derselbe in senkrechter Richtung erheben; da er aber von dem Luftzuge mit fortgerissen wird, so wird seine Tendenz senkrecht nach Aufwärts in die Masse einzudringen, durch die Geschwindigkeit, welche ihm der Luftzug mittheilt, zersezt: er wird daher nur mehr, indem er beinahe parallel abgleitet, oder unter mehr oder weniger spizigen Winkeln anschlägt, in die Flüssigkeit einzudringen streben.

Diese Einrichtung ist nach meiner Meinung fehlerhaft, indem die Flamme nur dann ihren Wärmestoff am schnellsten mittheilt, wenn sie unter einem rechten Winkel an einen Körper anschlägt. Aus diesem Grunde muß man den Gang des glühenden Luftstromes in paralleler Richtung mit den Wandungen, wie er an den gewöhnlichen Dampfkesseln Statt hat, zu vermeiden suchen. Die Winkel, unter denen die Flamme an die Kessel anschlägt, lassen sich leicht vermehren, wenn man die Kessel in einer Richtung neigt, welche der Richtung des Zuges der Flamme entgegengesezt ist. Auf diese Weise wird man bewirken können, daß die Flamme beinahe unter einem rechten Winkel gegen die Wandung des Dampferzeugers schlägt, und auf diese Weise wird man, obwohl die Richtung der Flamme weit von der senkrechten entfernt ist, doch in jene Umstände treten, unter welchen die Mittheilung am schnellsten Statt findet. Die Nothwendigkeit der Flamme eine gewisse Geschwindigkeit zu geben, damit sie gehörig unter dem Apparate circulire, schien beim ersten Blike mit dieser Einrichtung unvereinbar. Da sich aber zwischen dem erwärmenden |422| und dem erwärmten Körper bald das Gleichgewicht herstellt, so wird die Mittheilung, welche in umgekehrtem Verhältnisse zu den Gleichgewichten der Temperatur steht, ungeachtet der angegebenen Vorsichtsmaßregeln doch äußerst langsam von Statten gehen: die Oberflächen werden unendlich groß seyn müssen, wenn sie der Flamme und dem Rauche allen den Wärmestoff entziehen sollen, der noch in denselben enthalten ist, und zwar aus dem Grunde, weil die Zeit beträchtlich seyn wird, und weil die Oberflächen hier die Zeit repräsentiren. Die verschiedenen Windungen, in welchen die Mechaniker das Feuer an ihren Apparaten leiten, haben, wie sie selbst gestehen, keinen anderen Zwek als den, die Oberfläche zu vermehren. Nach meiner Ansicht besteht aber der Hauptvortheil derselben darin, daß sie die Zeit, während welcher die Mittheilung des Wärmestoffes Statt finden konnte, verlängern. Man kann daher in derselben Zeit auch durch entgegengesezte Mittel dieselbe Menge Dampf erzeugen, man mag eine große Oberfläche unter den gewöhnlichen Umständen mit der Flamme in Berührung bringen, oder man mag eine kleinere Oberfläche unter günstigeren Verhältnissen der Einwirkung des Feuers aussezen. Wenn mithin die Resultate bei beiden Hypothesen in Hinsicht auf die Production gleich sind, so müssen die beiden Einrichtungen nothwendig auch vollkommen gleichen Werth haben. Die ersteren würden ungeheuer große Apparate erfordern, während man mittelst der zweiten sowohl das Volumen als das Gewicht vermindern kann. Ich will mich, um dieß deutlicher zu machen, in einige Details einlassen.

Um die Zeit des Eindringens und der Mittheilung des Wärmestoffes abzukürzen, und um im Stande zu seyn, die kleinsten Dampferzeuger zu verfertigen, muß man sich durchaus an die strenge Anwendung der physikalischen Geseze über den Gang des Wärmestoffes halten. Da das Eindringen des Wärmestoffes in umgekehrtem Verhältnisse zu den Gleichgewichten der Temperatur steht, so läßt sich die Zeit nur dann bedeutend abkürzen, wenn man das Gleichgewicht, welches sich herzustellen strebt, beständig unterbricht; man muß daher die Flamme an eine um so kältere Oberfläche anschlagen lassen, je mehr die Flamme selbst schon abgekühlt ist.

Das einzige Mittel, wodurch sich dieses Resultat erreichen läßt, besteht darin, in dem Apparate verschiedene Grade voll Temperatur herzustellen. Ich habe lange über diesen Punkt nachgedacht, und bin zulezt nur zu einer einzigen Methode gelangt, auf welche sich diese Aufgabe lösen läßt, ohne daß man die Flüssigkeit in Recipienten zu vertheilen braucht, die gänzlich von einander getrennt sind. Diese Methode besteht nun darin, daß man die Masse Flüssigkeit, welche |423| in Dampf verwandelt werden soll, von Oben her erhizt, und daß man die Flamme allmählich von Oben nach Unten circuliren läßt, oder kürzer, daß man das Wasser mittelst eines Herdes mit umgekehrter Flamme, welcher sich in dem oberen Theile des Dampferzeugers befindet, erhizt. Das heiße Wasser wird hierbei als das leichtere den oberen Theil einnehmen, während das kältere Speisungswasser so lang am Boden bleiben wird, bis es durch das nachdringende Wasser emporgedrükt wird. Die Flamme befolgt den entgegengesezten Gang der Flüssigkeit, und berührt daher auf diesem Gange allmählich immer kältere und kältere Oberflächen. Das Gleichgewicht, welches sich zwischen dem Wasser und der Flamme herzustellen sucht, wird durch diese Einrichtung beständig gestört werden, und die Bedingung zum schnellen Eindringen des Wärmestoffes wird mithin fortwährend unterhalten bleiben.

Wenn aller Wärmestoff abgegeben werden soll, so ist es nicht gleichgültig, welche Form der Gang hat, in der die Flamme circulirt. Ich habe schon oben gesagt, daß das Eindringen des Wärmestoffes um so stärker ist, je stärker das Anschlagen an die Wandung ist. Hieraus folgt, daß man den Gängen auf dem Durchschnitte die Form eines sehr lang gezogenen Rechtekes geben soll; bei dieser Einrichtung wird nämlich der obere Theil, mit welchem die Flamme in Berührung kommt, der größte seyn. Die Nothwendigkeit die Gänge zu neigen, damit die Flamme nach Abwärts steige, sezt dieselben natürlicher Weise unter einem günstigen Winkel dem glühenden Luftstrome aus. Diese Einrichtung hat übrigens noch andere Vortheile; bei ihr kommt nämlich das Feuer unter jenen Theil des Dampferzeugers, welcher beständig der heißeste ist, und bei ihr kann der Herd die möglich größte Menge Wärmestoff abgeben. Gewöhnlich kommt das kalte Speisungswasser mit jenem Theile in Berührung, der der Flamme am unmittelbarsten ausgesezt ist, und daraus entspringt ein großer Nachtheil. Da nämlich hierbei den Gasen in dem Maße, als sie sich bei der Verbrennung entwikeln, beständig kalte Oberflächen dargeboten werden, so können sie keine so große Hize, als zu ihrer Entzündung nöthig ist, erreichen. Das Resultat dieser fehlerhaften und doch beinahe allgemein angenommenen Einrichtung ist mithin ein bedeutender Verlust an den Producten der Verbrennung.

Die Möglichkeit in einer Masse Flüssigkeit verschiedene Temperaturgrade herzustellen, hat für jene Dampfapparate, die für die Schifffahrt bestimmt sind, noch specielle Vortheile. Auf der See ist man nämlich, um das in den Kesseln enthaltene Wasser zu entsalzen, beständig gezwungen dieses Wasser zum Theil zu erneuern. Man bringt daher zu diesem Behufe mit der Speisungspumpe eine |424| größere Menge Wasser, als zur Erzeugung des nöthigen Dampfes erforderlich ist, in den Kessel; man ist mithin bei diesen Apparaten gezwungen, dem Kessel so viel warmes Wasser zu entziehen, als der Ueberschuß beträgt. Bei meiner Einrichtung geschieht hingegen die Entziehung in dem unteren Theile des Dampferzeugers, und in diesem Theile wird folglich das Wasser, welches am wenigsten Wärmestoff und in Folge seiner Lage am meisten Salztheile enthält, beständig erneuert. Auf diese Weise wird also der Wärmestoff nicht unnüz an eine beträchtliche Menge Flüssigkeit abgegeben.

Man kann, wenn man will, daß der Apparat eine große Menge Dampf erzeugt, abgesehen von den angegebenen Einrichtungen, die Verbrennung auch durch mechanische Mittel thätiger machen. Die Erfahrung hat jedoch noch nicht erwiesen, daß bei der Anwendung dieser Mittel ein wesentlicher Vortheil Statt habe; sie absorbiren jedes Mal eine gewisse Menge der Kraft, die der Apparat erzeugen soll.

Ich habe so eben gezeigt, daß bei der gewöhnlichen fehlerhaften Einrichtung das Brennmaterial nicht alle die Wirkung gibt, die es geben könnte. Um die Kosten zu vermindern, muß man sich der vollkommenen Verbrennung versichern, und um diese vollkommene Verbrennung zu erhalten, muß man den Rost des Ofens, auf welchem die Verbrennung geschieht, und den zu der Verbrennung nöthigen Luftstrom in gehöriges Verhältniß mit der Menge des Brennmateriales sezen.

In diesem Punkte nun kann man auf verschiedene Weise zu einem und demselben Resultate gelangen. Eine gewisse Quantität Kohle, welche auf einem sehr kleinen Roste mit einem sehr lebhaften Luftzuge verbrannt wird, wird eben so viel Dampf erzeugen als eine gleiche Quantität, welche auf einem größeren, aber weniger ziehenden Roste verbrannt wird. Nach meiner Meinung verdient jedoch leztere Einrichtung den Vorzug, indem sich die regelmäßige Verbrennung der Kohle auf einem größeren, aber schwächer ziehenden Herde leichter reguliren läßt.

Die großen Roste haben den Vortheil, daß man dieselben theilweise beladen kann, und daß auf diese Weise die bereits, glühende Kohle die Gase, welche sich aus der neu aufgetragenen Kohle entwikeln, entzünden kann. Da man bei ihnen überdieß eine größere Menge Brennmaterial auf ein Mal auf den Rost bringen kann, so braucht man zur Unterhaltung des Feuers die Ofenthüre nicht so oft zu öffnen. Bei diesem Oeffnen gelangt nämlich die kalte Luft immer zwischen den Kessel und das Feuer, und verhindert so für einen Augenblik die Mittheilung des Wärmestoffes. Dieser Verlust ist |425| zwar scheinbar sehr gering; allein da er sich oft wiederholt, so wird er bei einer Tage lang fortgesezten Heizung doch sehr fühlbar.

Die Schlaken, welche sich bei der Verbrennung bilden, verlegen den Rost um so weniger, je größer derselbe ist; die Verbrennung wird daher in diesem Falle durch die Verstopfung eines Theiles der Oeffnungen, durch welche die Luft Zutritt erhält, nicht so schnell geschwächt. An einem kleinen Roste ist aus diesen Gründen die Regelmäßigkeit der Verbrennung ohne eine beständige und ermüdende Arbeit des Heizers beinahe unmöglich zu erlangen.

Die Verbrennung geschieht auf einem etwas großen Roste auch bei mittelmäßigem Zuge sehr gut; man braucht daher bei solchen Kosten keine so hohen Rauchfänge, als bei den kleinen Rosten wegen des unentbehrlichen stärkeren Zuges nöthig sind, wenn man keinen mechanischen Luftzug anwenden will. Vorausgesezt nun, daß die Verbrennung vollkommen geschieht, daß die Bedingungen zum schnellen Eindringen des Wärmestoffes beobachtet sind, so bleibt immer noch die Zeit zu berüksichtigen, welche zu den physischen Phänomenen nöthig ist. Ich habe schon oben gesagt, daß die Dauer der Zeit noch, wendig von der Ausdehnung der Oberflächen abhängt. Man darf daher die Vergrößerung der Oberflächen nie aus dem Auge verlieren, ohne übrigens dadurch weder das Gewicht, noch das Volumen des Gaserzeugers zu vermehren. Geschähe nämlich Lezteres, so hätte man keine Verbesserung bewerkstelligt, sondern lediglich einen größeren Apparat verfertigt. Dieser Zwek wird erreicht, wenn man, wie gesagt, die Flüssigkeit in mehrere, mit einander communicirende Gefäße vertheilt. Da diese Gefäße nur einen kleinen Durchmesser haben, so können sie aus sehr dünnem Metalle verfertigt werden, so daß man auf diese Weise sowohl eine Vergrößerung der Oberflächen, als eine Verminderung des Gewichtes erhält.

Jedermann wird einsehen, wie leicht sich ein aus diesen verschiedenen Stüken zusammengesezter Apparat verfertigen läßt. Die Ausbesserungen werden nur partiell nöthig werden, da auch die Abnüzung nur partiell eintritt. Die Ausbesserungen, so wie das Reinigen müssen mit aller Leichtigkeit geschehen können. Ein Apparat, der alle übrigen guten Eigenschaften besäße, der aber schwer zu reinigen, oder im Falle einer Explosion, schwer auszubessern wäre, würde doch noch fehlerhaft seyn; er wird sich aber der größten Vollkommenheit nähern, wenn die Theile, aus denen er besteht, so eingerichtet sind, daß von denselben ohne Unterschied der eine an die Stelle der anderen gebracht werden kann. Bei einer solchen Einrichtung können nämlich alle diese einzelnen Theile nach einander der zerstörenden Wirkung des Feuers ausgesezt, und sämmtlich gehörig benuzt werden.

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Allen diesen Modificationen muß übrigens eine große Einfachheit die Krone aufsezen: nur diese verbürgt die Güte der Arbeit und die Wohlfeilheit des Apparates.

Ein nach diesen Grundsäzen gebauter Dampferzeuger wird mit wenig Brennmaterial eine große Menge Dampf erzeugen; er wird eine geringe Ausdehnung haben, und so leicht als möglich seyn; er wird endlich alle mögliche Sicherheit gewähren, denn er wird, selbst wenn es zur Explosion kommt, Niemand beschädigen. Sollte ein solcher äußerster Fall eintreten, so wird der Dienst der Maschine, da die Ausbesserung in wenigen Augenbliken vollendet seyn wird, nicht lange unterbrochen seyn. Diese Eigenschaften, die gewiß die wichtigsten von allen sind, dürfen jedoch die Anwendung der anderen bekannten Mittel, durch welche die Gefahr, wenn nicht vermieden, so doch verschoben werden kann, keineswegs ausschließen. Es wird daher immer gut seyn, wenn man auch an diesen Apparaten Schwimmer, welche die Höhe des Wasserstandes anzeigen, schmelzbare Platten auf Hähnen, und Sicherheilsklappen anbringt. Diese lezteren dürfen aber nur einen kleinen Durchmesser haben, damit sie nicht selbst die Ursache einer Explosion werden, wie ich dieß schon früher erwähnt habe. Nach meinen Erfahrungen und Untersuchungen scheint mir, daß das Maximum der Production der dampferzeugenden Oberflächen eines Kessels das Maß gibt, nach welchem das Verhältniß der Oeffnung der Klappen zur Capacität der Apparate, die sie schüzen sollen, bestimmt werden muß. Da der Druk des Dampfes nie den Probedruk, den der Apparat ohne eine Veränderung zu erleiden auszuhalten vermag, übersteigen soll, so muß die Oeffnung der Klappe so groß seyn, daß aller Dampf, welcher von der dem Feuer ausgesezten Oberfläche entwikelt wird, entweichen kann, ohne daß der innere Druk jemals über diesen Punkt zu steigen im Stande ist.

Ich erlaube mir zum Schlusse nur noch zu bemerken, daß diese Theorie keine reine, aus der Einbildung gegriffene Hypothese, sondern das Resultat der genauesten Untersuchung der Bedingungen ist, die ich mir bei der Erbauung eines Apparates, mit welcher ich mich beschäftigte, sezte. Nach achtjährigen Versuchen und Erfahrungen kam ich auf die Idee des Apparates, welchen ich dem Unheils der Akademie unterwerfe. Mochte dieses Unheil das Verdienst meiner Erfindung bestätigen, und mir den süßen Beweis geben, daß meine Arbeiten der Menschheit und der Industrie zum Nuzen gereichen werden.

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Bericht, welchen Hr. Dulong im Namen einer Commission der Akademie über den Dampferzeuger des Hrn. Armand Séguier erstattete.
Aus dem Recueil industriel. März 1832. S. 154.

Die außerordentlichen und zahlreichen Vortheile, welche die Industrie täglich aus der Anwendung des Dampfes als Triebkraft sowohl, als als Heizmittel zieht, erklären die große Emsigkeit, mit welcher sich die Physiker sowohl, als die Künstler überall mit der Untersuchung der Fragen beschäftigen, die mit einem Gegenstande, welcher so vieler nüzlicher Anwendungen fähig ist, im Zusammenhange stehen. Der Mechanismus dieser Apparate ist daher schon seit längerer Zeit auf einen solchen Grad von Vollkommenheit gediehen, daß die meisten der neueren Forschungen nur dahin zielen, dieselben Resultate mit einer geringeren Menge Brennmaterial zu erlangen. Dessen ungeachtet gibt es aber noch eine andere, weit wünschenswerthere Verbesserung, und diese liegt darin: die Explosionen der Dampfkessel unmöglich oder wenigstens in ihren Wirkungen unschädlich zu machen. Keine der vielen und bisher allgemein angenommenen Vorkehrungen schüzt nämlich vollkommen gegen die unheilbringenden Explosionen. Die Unglüksfälle, welche sich seit der Bekanntmachung der hierauf bezüglichen Ordonnanzen, ungeachtet der strengen Controle, welche die Administration führt, und troz der Vorbauungsmittel gegen Unvorsichtigkeit und Nachlässigkeit ereigneten, fordern die Physiker dringend auf, auf neue und mehr Sicherheit gewährende Apparate zu sinnen.

Durch den Dampf mit dem geringsten Bedarfs an Brennmaterial eine bestimmte Wirkung zu erhalten, und dabei die Explosionen zu verhindern, oder sie wenigstens gefahrlos zu machen: dieß sind die beiden Aufgaben, deren Lösung die Industrie verlangt. Diese beiden Fragen sind es auch, mit welchen sich Hr. Séguier beschäftigte, und die er durch Versuche zu lösen suchte, über welche die Commission, die die Akademie in den HH. de Prony, Arago Cordier und in meiner Person ernannte, zu berichten hat.

Hr. Séguier machte sich's zur Aufgabe einen Apparat auszumitteln, der zu jedem Zweke taugt, und der vor den gewöhnlichen sowohl in Hinsicht auf Ersparniß an Brennmaterial, als in Hinsicht auf Sicherheit den Vorzug verdient. Um die Bedingungen, denen man hierbei nachgekommen, oder die man zu vermeiden suchen muß, gehörig zu erforschen, ging Hr. Séguier alle die bekannten oder wahrscheinlichen, und gehörig constatirten Ursachen der Explosionen durch: das Ankleben oder das Ueberladen der Sicherheitsklappen; die Anhäufung von Salzen, die sich immer in größerer oder geringerer |428| Menge in dem Wasser vorfinden; die Veränderung der Form der inneren Herde; den Mangel an gehöriger Speisung oder das Sinken des Wassers unter das gehörige Niveau und die dadurch entstehende größere Hize der oberen Wandungen der Kessel. Alle diese Ursachen und Bedingungen wurden bereits in verschiedenen Werken angegeben und sorgfältig abgehandelt und erwogen: ganz besonders aber in der Abhandlung, welche Hr. Arago in dem Annuaire du bureau des longitudes für das Jahr 1830 bekannt machte.

Als eine der häufigsten Ursachen der Explosionen, welche zuerst von Hrn. Perkins angegeben wurde, betrachtet Hr. Séguier das Sinken des Niveau's des Wassers und die in Folge davon entstehende stärkere Erhizung der oberen Wandungen der Kessel. Er gibt beinahe dieselbe Erklärung des Vorganges bei Explosionen dieser Art wie sie Hr. Perkins gab. Da uns diese Erklärung aber mit einigen genau constatirten Gesezen im Widerspruche zu stehen scheint, so erlaubt sich die Commission in die Erläuterung einiger Details derselben einzugehen.

Es ist eine durch viele Zeugnisse unumstößlich erwiesene Thatsache, daß vielen Explosionen ein Sinken des Wasserstandes in dem Kessel, oder eine Verminderung der Kraft des Dampfes (diese mag nun eine Folge der ersteren Thatsache oder durch die Oeffnung der Sicherheitsklappen entstanden seyn) vorausging. Hr. Perkins hat bemerkt, daß der Dampf in diesem Falle eine Temperatur von 5 bis 600° erreichen kann, wenn das Wasser auch erst 100° und etwas darüber hat. Er erwähnt sogar eines directen Versuches, bei welchem er eine ungeheuere Verschiedenheit zwischen der Temperatur des Wassers und jener des oberen Theiles des Kessels erzeugte, indem er die Flamme des Herdes über das Niveau des Wassers steigen ließ. Es ist auch wohl Jedermann einleuchtend, daß wenn die oberen Theile der Seitenwände des Kessels äußerlich von der Flamme getroffen werden, ohne daß sie nach Innen mit dem Wasser in Berührung stehen (was an den gewöhnlichen Kesseln immer Statt finden wird, sobald das Niveau des Wassers gesunken ist), die Temperatur derselben bis zur Rothglühhize steigen, und sich dann durch den Dampf auf den oberen Boden fortpflanzen kann. Wenn nun diese Umstände eingetreten sind, so erfolgt die Explosion den HH. Perkins und Séguier zu Folge auf folgende Weise. Sezen wir, daß der gewöhnliche Dienst der Maschine oder die zufällige Oeffnung einer Sicherheitsklappe einen geringen Theil des in dem Behälter befindlichen Dampfes entleert, so wird durch die augenblikliche Verminderung des Drukes, die dadurch entstehen wird, ein Aufsieden der unterhalb befindlichen Flüssigkeit erzeugt werden. Dadurch werden |429| nach allen Richtungen kleine Wasserkügelchen durch den Dampf geschleudert werden; der Dampf wird diesen Wasserkügelchen einen Theil seines überschüssigen Wärmestoffes abtreten, sie in Dampf verwandeln, und dadurch dem bereits vorhandenen Dampfe plözlich eine solche Ausdehnungskraft oder Spannung mittheilen, daß die äußere metallische Hülle um so leichter bersten wird, je mehr der Widerstand derselben durch die höhere Temperatur bereits geschwächt wurde. Ob nun diese allerdings sinnreiche Erklärung auch den Grundsäzen der Theorie der Wärme angemessen ist, dieß wollen wir kurz untersuchen. Da das flüssige Wasser nicht so heiß ist als der Dampf, der leicht die Temperatur der Seitenwände annimmt und dieselbe dann dem Gewölbe des Kessels mittheilt, so kann die Elasticität dieses Dampfes nie die Spannung des Wassers, die der Temperatur des Dampfes entspricht, übersteigen. Die überschüssige Temperatur des Dampfes kann mithin die Dichtheit desselben nur vermindern; ein Theil wird flüssig, und jener Theil, der nicht flüssig wird, befindet sich genau unter denselben Verhältnissen, in welchen sich ein Gas befindet, welches einem constanten Druke ausgesezt ist, und welches sich im Verhältnisse zu der Erhöhung seiner Temperatur ausdehnt.

Sezen wir z.B., daß das Wasser eine Temperatur von 144° C. (die einem Druke von 4 Atmosphären entspricht), und der Dampf eine Temperatur von 500° besize, so wird seine Elasticität immer 4 Atmosphären betragen; seine Dichtheit hingegen wird immer zwei Mal so gering seyn, als jene des Dampfes bei 144°. Sezen wir ferner, daß eine bestimmte Menge Wasser von 144° plözlich in der Masse Dampfes vertheilt wird, so wird die überschüssige Temperatur dieses Dampfes nothwendig abnehmen, indem derselbe einen Theil seiner Wärme an das minder warme Wasser abgeben wird. Die absolute Verminderung der Elasticität, welche nothwendig hieraus folgen muß, wird offenbar von dem Verhältnisse abhängen, welches zwischen der Menge des Dampfes und jener des empor geschleuderten Wassers besteht. Wir wollen bei unserem Beispiele sezen, daß die Menge der Flüssigkeit eben hinreiche, damit der neu gebildete Dampf alle die überschüssige Temperatur des früher vorhandenen Dampfes absorbire. Um nun die Elasticität des Gemenges zu berechnen, muß man die specifische Wärme des Wasserdampfes unter den Verhältnissen des Versuches kennen: ein Element, welches bisher nur höchst unvollkommen bestimmt worden. Versuche, die jedoch noch nicht ganz vollendet sind, geben diesen Coëfficienten auf 1/2 an, die Capacität des flüssigen Wassers bei gleichem Gewichte als Einheit genommen. Diese Zahl bezieht sich auf den Wasserdampf, der bei einer Temperatur von 0° 0,76 Meter Spannkraft hatte, und dessen Volumen unveränderlich |430| wäre. Der Coëfficient würde beinahe 1/2 werden, wenn der Druk constant ist, und die übrigen Verhältnisse sich gleich bleiben. Bei dem Versuche, von welchem hier die Rede ist, würde dessen Werth durch die Zunahme der Dichtheit des Dampfes um mehr vermindert werden, als er durch die Erhöhung der Temperatur vermehrt wird. Wenn man mithin die specifische Wärme des Wasserdampfes bei einer Elasticität von 4 Atmosphären und bei einer Temperatur von 500° zu 1/2 annimmt, so kann man überzeugt seyn, daß man nur einen solchen Irrthum begeht, der der Erklärung des fraglichen Umstandes günstig ist. Man wird wohl leicht einsehen, daß bei obiger Annahme oder Hypothese die Menge des Wassers, welches auf Kosten der Wärme, die der Dampf abgab, verdampft wurde, 0,356 des Gewichtes dieses Dampfes betragen wird; da nun seine Temperatur auf 144° zurükgeführt wird, so wird die Spannkraft des vorher schon vorhandenen Dampfes auf 0,54 von dem reducirt, was sie vorher betrug. Sezt man hierzu noch 0,19286) für die durch den neu erzeugten Dampf hervorgebrachte Wirkung, so erhält man 0,732 als die Total-Elasticität, d.h. man erhält eine Spannkraft, welche geringer ist, als die 3/4 des primitiven oder ursprünglichen |431| Werthes. Es würde mithin eine plözliche Verminderung von mehr als um Eine Atmosphäre in der inneren Elasticität entstehen. Im Allgemeinen wird folglich die Spannkraft des präexistirenden Dampfes nie durch die Elasticität des Dampfes, welcher auf Kosten des ersten Dampfes gebildet wird, compensirt werden. Unter den von den HH. Perkins und Séguier angeführten Umständen entsteht aus diesen Gründen statt einer Zunahme der Spannkraft, wie sie diese Herren annehmen, ehe eine plözliche Verminderung. Die unmittelbare Folge dieser Verminderung muß seyn, daß sich die flüssige Masse emporhebt, und daß dieselbe gegen die oberen Wandungen des Kessels geschleudert wird, die sich in Folge der schnellen und entgegengesezten Veränderung der inneren Spannkraft unter den einer Berstung günstigsten Umständen befindet. Sehr wahrscheinlich entsteht durch die Berührung, in welche das Wasser mit den oberen Wandungen des Kessels tritt, noch eine Quantität Dampf, durch welche die Wirkung, von der es sich handelt, nur noch mehr erhöht wird. Das Emporschleudern des Wassers, welches durch die plözliche Verdampfung eines Theiles dieser Flüssigkeit auf Kosten ihrer eigenen Wärme und jener der unteren Wandungen hervorgebracht wird, scheint uns aber für sich allein schon hinreichend, um eine Explosion zu veranlassen. Das Emporsteigen der flüssigen Masse wurde bereits als eine Ursache des Berstens der Kessel angegeben; allein wir müssen bemerken, daß die Oeffnung der Sicherheitsklappen oder die Entstehung eines Risses in den Wandungen des Kessels ohne Beihülfe der angegebenen Umstände nicht hinreichen würde, um eine so schnelle Verminderung der Elasticität zu erzeugen, daß dadurch ein explosives Emporwerfen der Flüssigkeit entstehen könnte. Der Verlust einer gewissen Quantität Dampf wird nur dann gefährlich, wenn die Flüssigkeit eine Temperatur besizt, die merklich niedriger ist, als jene des Dampfes, indem sich nur unter diesen Umständen die von uns angegebenen Phänomene zeigen. Wenn sich nun die Sachen auf diese Weise verhalten, so erhellt, daß die dünnen Messingplatten, die man |432| als Sicherheitsmittel gegen jene Explosionen, von denen hier die Rede war, vorgeschlagen hat, gar nichts nüzen können.

Wenn sich die schmelzbaren Platten, welche verordnungsmäßig an den Kesseln angebracht werden müssen, immer in gutem Zustande befänden, so würde ohne Zweifel die erste Ursache dieser Unfälle, die übermäßige Erhizung der Wandungen oberhalb der Fläche der Flüssigkeit vermieden werden. Da aber, wie sich nicht läugnen läßt, der durch die Verordnungen bestimmte Schmelzpunkt der Platten der Kraft des Dampfes nur eine sehr geringe Ausdehnung gestattet, so liegt es zu sehr im Interesse der Führer der Dampfmaschinen die Wirkung dieser Mittel zu hemmen oder ganz aufzuheben, als daß deren Anwendung nicht in sehr vielen Fällen ganz illusorisch werden müßte.

Hr. Séguier schlägt zwar eine Methode vor, durch welche dem großen Nachtheile abgeholfen werden könnte, der vorzüglich auf einem Dampfbothe entstehen mußte, wenn die Metallscheiben gerade in jenem Augenblike zum Schmelzen kämen, in welchem die Unthätigkeit der Maschine sicher zum Schiffbruche führen müßte. Nach dieser Methode soll nämlich die Plane an der Mündung eines Hahnes angebracht werden, den man schließen könnte, wenn der Dampf nach der erfolgten Schmelzung entweicht. Diese Methode wäre gewiß ganz vortrefflich, wenn man sich auf die Klugheit und Sorgfalt der Maschinisten verlassen könnte; allein gerade um sich gegen die Nachlässigkeit und Unbesonnenheit dieser Leute sicher zu stellen, mußte man seine Zuflucht zu einem Verfahren nehmen, welches ganz außer ihrer Willkür liegt.

Besser scheint daher jenes Mittel, welches Hr. Séguier zulezt vorschlägt, und welches in einem einfachen Mechanismus besteht. Bei der Anwendung dieses Mechanismus wird nämlich durch das Sinken des Wassers unter ein bestimmtes Niveau an einer sehr auffallenden Stelle eine geringe Entweichung von Dampf erfolgen, und diese Entleerung würde theils durch das Geräusch, theils durch die Unbequemlichkeit, die sie veranlaßt, die Aufmerksamkeit des Heizers auf die Pumpen lenken. Die Speisepumpen müßten übrigens so eingerichtet seyn, daß man sich in jedem Augenblike von dem Zustande der Klappen überzeugen kann.

Nachdem Hr. Séguier alle die Gefahren und Nachtheile der großen Kessel durchgangen, sezt er die Eigenschaften aus einander, die an einem Dampfkessel, der eine gewisse Menge Dampf liefern soll, am wünschenswerthesten sind, wobei er die Sicherheit und die Ersparniß an Brennmaterial als die unentbehrlichsten an die Spize stellt. Wir wollen Hrn. Séguier nicht in alle Details, in welche er in dieser Hinsicht einging, folgen, sondern gleich zur Betrachtung |433| der Einrichtung übergehen, bei welcher er stehen bleiben zu müssen glaubte.

Nach dieser Einrichtung wird die Flüssigkeit in cylindrische kupferne Röhren von 5 Centimeter im Durchmesser und 1 Meter Länge, welche drei Systeme oder Abtheilungen bilden,87)gebracht. Die Röhren der ersten Abtheilung liegen parallel und in einer geringen Entfernung von einander in einer Ebene, welche unter einem Winkel von 30° gegen den Horizont geneigt ist. Die Röhren der zweiten Abtheilung sind auf dieselbe Weise unter jenen der ersten Abtheilung gelegt; die Neigung findet aber hier in entgegengesezter Richtung Statt. Die Röhren der dritten Abtheilung endlich befinden sich in einer Ebene, welche mit der Ebene der ersten Abtheilung parallel läuft. Die Cylinder von gleicher Nummer der drei Abtheilungen stehen durch hohle Stüke aus Gußeisen mit einander in Verbindung, so daß in einer und derselben senkrechten Ebene je drei Röhren in Form eines Z mit einander verbunden sind. Die oberen und unteren Enden stoßen an cylindrische Behälter von größerem Durchmesser, welche nach der Quere gelegt sind, und von denen der obere zur Aufnahme des Dampfes, der untere hingegen zur Aufnahme des Speisungswassers bestimmt ist. Der Herd befindet sich über der oberen Reihe oder Abtheilung, und durch zwekmäßig angebrachte Hindernisse wird die Flamme und das heiße Wasser gezwungen, zwischen den Röhren der zweiten und dritten Reihe oder Abtheilung durchzugehen, um in den Rauchfang zu gelangen. Die Erhizung geschieht mithin großen Theils mit umgekehrter Flamme, und in dieser Einrichtung liegt vorzüglich das Verdienst der Erfindung des Hrn. Séguier; denn schon vor vielen Jahren wurde die Anwendung von geneigten und parallelen Röhren statt der Kessel der Maschinen mit hohem Druke empfohlen und wirklich in Ausführung gebracht. Wir müssen jedoch gestehen, daß der Apparat des Hrn. Séguier selbst abgesehen von dem eben erwähnten Hauptunterschiede doch noch in mehr denn einer Hinsicht vor jenem des Hrn. Kean den Vorzug verdienen müßte. So sind z.B. die Basen eines jeden Cylinders durch eine in der Richtung der Achse gelegte Eisenstange fest mit einander verbunden, so zwar, daß die Explosion nur durch die convexen Oberflächen und in einem einzigen Cylinder auf ein Mal erfolgen kann: ein Umstand, durch welchen alle Gefahr beinahe null und nichtig gemacht wird. Ueberdieß würde die Leichtigkeit, mit welcher eine Röhre ersezt werden kann, ohne daß die übrigen Stüke in Unordnung gerathen, die Unterbrechungen des Ganges der Maschinen, |434| welche durch die Reparaturen nothwendig werden, bedeutend abkürzen, was unter mancherlei Umständen von der größten Wichtigkeit seyn kann. Und da endlich die Stüke, durch welche die in einer und derselben senkrechten Ebene befindlichen Röhren mit einander verbunden sind, von einander unabhängig sind, so ist der Apparat jenen zerstörenden Zerrungen nicht ausgesezt, welche von den Verschiedenheiten der Ausdehnung, die durch die ungleiche Vertheilung der Wärme entstehen, herrühren.

Die Vortheile, die sich aus der Heizung mit umgekehrter Flamme in Hinsicht auf die Sicherheit ergeben, leuchten wohl von selbst ein. Da nämlich der untere Theil aller Wassersäulen viel weniger heiß, als der übrige Theil ist, so kann die flüssige Masse selbst dann nicht mehr in den Dampfbehälter geschleudert werden, wenn die früher erwähnten Bedingungen zur Explosion eintreten würden.

Was die Ersparung an Brennmaterial betrifft, so ist der Vorzug dieser Methode nicht minder offenbar. Um dieß zu beweisen, brauchen wir bloß zu bemerken, daß die Flamme, und die Strömungen warmer Luft, welche durch den Herd gegangen sind, nach und nach und in dem Maße über weniger und weniger heiße Oberflächen ziehen, in welchem sie selbst eine niedrigere Temperatur erlangt haben. Man könnte auf diese Weise sogar den gasförmigen Produkten der Verbrennung alle ihre überschüssige Wärme entziehen, wenn man ihnen nicht zum Behufe der Unterhaltung des Luftzuges eine gewisse Menge lassen müßte. Allein nicht bloß aus diesem einzigen Grunde ist die Heizung mit umgekehrter Flamme ökonomischer, als die gewöhnliche Heizmethode; denn, da bei ihr die Flamme nur die heißesten Theile des Apparates berührt, so muß nothwendig auch die Verbrennung des Gases vollkommener geschehen. Der Ofen gibt aus diesem Grunde auch viel weniger Rauch, als die gewöhnlichen Oefen geben: ein Vorzug, der unter vielen Umständen sehr schäzbar ist.

Wir haben das, was wir so eben über die Ersparniß bei dem Verfahren des Hrn. Séguier gesagt haben, auch durch Versuche, welche in unserer Gegenwart angestellt wurden, bestättigt gefunden. Ein Kilogramme Steinkohlen von mittelmäßiger Güte reichte hin, um 7–8 Kilogr. Wasser in Dampf zu verwandeln: ein Resultat, welches wenigstens um 1/7 günstiger ist, als das höchste Resultat, welches man bisher mit den besten Dampfkesseln erhielt.

Nach Hrn. Séguier wären diese günstigen Resultate seiner Heizmethode nicht bloß dem Umkehren der Flamme, sondern auch der senkrechten Richtung derselben gegen die Wandungen der Röhren zuzuschreiben. Wir sind gleichfalls der Ansicht, daß unter dieser Bedingung die größte Menge Wärmestoff in den Kessel eingeführt wird; |435| wir glauben jedoch, daß dieß ganz einfach davon herrührt, daß die Flamme, indem sie gezwungen wird, plözlich ihre Richtung zu ändern, vollkommener mit den metallischen Oberflächen in Berührung tritt, und länger mit denselben in Berührung bleibt, als wenn sie in schiefer Richtung auf dieselben trifft.

Die Theorie ist mithin dieser neuen Bauart der Dampfkessel, welche sich vorzüglich für die Dampfschifffahrt zu eignen scheint, durchaus günstig. Wir wissen wohl, daß man nicht vorsichtig genug zu Werk gehen kann, wenn man nach den Theorien allein über das Verdienst dieser oder jener Methoden, die ihre praktische Anwendung in den Künsten und Gewerben finden, urtheilen will; wir glauben jedoch, daß die Wahrscheinlichkeit des guten Erfolges so groß ist, daß die Regierung sich entschließen sollte, bei den Dampfbothen, die sie erbauen lassen will, einige Versuche mit diesem neuen Systeme zu machen. Hr. Séguier, der ein Patent auf seine Erfindung nahm, erklärt, daß er nicht bloß keine Entschädigung von dem Staate in Anspruch nehmen, sondern die Leitung des Baues der Maschinen selbst übernehmen würde, wenn sein Dampferzeuger an Fahrzeugen der Marine angenommen würde.

Die Commission glaubt, daß die Akademie Hrn. Séguier ihren Dank für seine Mittheilung bezeugen, und ihn einladen soll, seine Untersuchungen, welche Resultate von so hohem Interesse für die Künste und Menschheit versprechen, fortzusezen; sie schlägt ferner vor, die Abhandlung des Hrn. Séguier in den Recueil des Savans étrangers aufzunehmen.

Wir haben zwar im XLIV. Bd. des Polytechnischen Journals S. 5 bereits einen kurzen Auszug aus dieser Abhandlung, der im Bulletin de la Société d'Encouragement erschien, mitgetheilt, nehmen aber keinen Anstand sie vollständig nebst dem Berichte einer Commission der französischen Akademie der Wissenschaften nachzutragen, in der Ueberzeugung, daß sie für den größten Theil unserer Leser ein hohes Interesse haben wird.

A. d. R.

|408|

Ich fühle mich gezwungen hier in einige Erläuterungen einzugehen, theils um meine Ansicht weiter zu entwikeln, theils um auf die Bemerkungen zu antworten, die sich in dem für mich so ehrenvollen Berichte der Akademie, den ich am Schlusse dieser Abhandlung anhängen will, befinden.

Hr. Dulong glaubte bei der genauen Untersuchung, der er meine Arbeit unterwarf, einen physikalischen Fehler oder Irrthum in derselben gefunden zu haben, und hat denselben eben so scharfsinnig als siegreich widerlegt. Die Ansicht, die ich aufstellte, mag dadurch, daß ich mich vielleicht schlecht und unverständlich ausdrükte, Anlaß zu dieser glänzenden wissenschaftlichen Discussion gegeben haben. Ich schäze mich jedoch glüklich dieselbe hervorgerufen zu haben, und bemerke nur noch Folgendes:

Ich glaube gewiß nicht, daß der überhizte Dampf eine hinreichende Menge Wärmestoff enthalte, um für sich allein durch Mittheilung desselben an die Flüssigkeit eine Masse Dampf zu erzeugen, die eine größere Spannkraft oder Elasticität besizt, als jener Dampf, der bereits vorhanden war. Anderer Seils kann ich aber keineswegs zugeben, daß die augenblikliche Bildung des Dampfes dadurch entstehe, daß die Flüssigkeit mit der rothglühenden Wandung in Berührung kommt, indem es eine unbestreitbare Thatsache ist, daß ein sehr stark erhiztes Metall das Wasser abstoßt. Ich mußte unter diesen Umständen eine Erklärung aussuchen, obschon ich überzeugt war, daß die Explosion einer Vermehrung des Drukes zugeschrieben werden muß. Ich glaube diese Erklärung bloß in dem Vorhandenseyn des überhizten Dampfes finden zu können, und aus diesem Grunde schrieb ich ihm die Ursache dieser Unfälle zu. Ich bedauere jedoch, daß ich nicht deutlich genug zeigte, welche Rolle der Dampf während dieses Phänomenes spielt, und will daher noch einige Worte über die Art und Weise beifügen, auf welche nach meiner Ansicht die Vorgänge in dem angegebenen Falle Statt finden.

Ich bemerkte, und mehrere ausgezeichnete Mechaniker, unter denen ich bloß Hrn. Halette zu Arras anführen will, haben, so wie ich, beobachtet, das der Dampf nicht bloß die bekannte Eigenschaft besizt, seinen Wärmestoff an eine Flüssigkeit, mit welcher er in Berührung kommt, abzugeben, sondern auch die entgegengesezte Eigenschaft, sich in einer gleichfalls sehr kurzen Zeit des Wärmestoffes der Wandungen, mit denen er in Berührung kommt, zu bemächtigen. Die erstere dieser Eigenschaften läßt sich nicht bestreiten, denn sie bildet die Basis des Systemes der Verdichtungsmaschinen. Die leztere halte ich, obschon sie nur von einigen Personen wahrgenommen wurde, für eben so gewiß. Nach meinem Dafürhalten läßt sich nun lediglich durch diese doppelte Eigenschaft die Explosion, die in dem erwähnten Falle Statt fand, erklären. Ich gebe mir nämlich auf folgende |409| Weise hierüber Rechenschaft: Das Wasser bemächtigt sich in dem Augenblike, in welchem es durch irgend einen, in dem Kessel entstandenen Druk mitten in den überhizten Dampf geschleudert wird, des Wärmestoffes desselben, und bildet, was ich mit Hrn. Dulong zugebe, Dampf von geringerer Ausdehnungskraft, als jener besaß, der schon früher vorhanden war. Die Berechnung unterstüzt diese Wahrheit. Ich muß jedoch noch hinzufügen, daß sich dieser neue Dampf in Folge der angegebenen Eigenschaft schnell den Wärmestoff der Wandung zueignet, mit welcher er in Hinsicht auf Temperatur nicht mehr im Gleichgewichte steht, um diesen Wärmestoff dann neuerdings der hineingeschleuderten Flüssigkeit abzutreten, und so abermals Dampf zu erzeugen. Ich kann mir nur durch die Gegenwart dieses aufnehmenden und abgebenden Zwischenmittels erklären, wie der Wärmestoff, ungeachtet der Abstoßung, die zwischen der stark erhizten Wandung und der Flüssigkeit Statt findet, schnell genug von der Wandung in die Flüssigkeit übergehen kann, um augenbliklich so viel Dampf zu erzeugen als zum Entstehen einer Explosion nöthig ist. Ich muß bemerken, daß es hinreichend ist, wenn der Dampf nur einen Augenblik lang in dieser doppelten Eigenschaft wirkt; denn sobald die Temperatur des Metalles gesunken ist, hört die ab- oder zurükstoßende Wirkung desselben auf, so daß die Verdampfung dann durch die Berührung, in welche sie mit der Wandung kommt, nach der Erklärung des Hrn. Marcstier, die mir wohl bekannt ist, und der ich vollkommen beistimme, geschehen kann; allein nach diesem ersten Phänomene macht die Abstoßung, welche Anfangs besteht, diese Erklärung unwahrscheinlich, wenn man nicht vorläufig jene Erklärung annimmt, die ich hier so eben auseinandergesezt habe.

A. d. O.

|430|

Es sey P das Gewicht des Wassers, welches nöthig ist, um durch seine Verflüchtigung alle die überschüssige Temperatur des präexistirenden oder vorher schon vorhandenen Dampfes zu absorbiren oder in sich aufzunehmen; es werde das Gewicht dieses in dem Behälter befindlichen Dampfes als Einheit angenommen; es sey T die Temperatur des Dampfes, t jene des Wassers in dem Kessel; C die specifische Wärme des Dampfes und jene des Wassers 1, und l endlich die latente Wärme des Dampfes, so erhält man offenbar C (T – T) = pl oder

Textabbildung Bd. 44, S. 430

für das Gewicht des Dampfes, der auf Kosten der Hize jenes Dampfes, welcher sich in dem Behälter befand, erzeugt wurde. Die Elasticität dieser lezteren wird dadurch auf (267 + t)/(267 + T) vermindert, indem sie von der Temperatur T auf die Temperatur t übergeht, wobei die Spannung des Wassers bei t, oder was dasselbe ist, die Elasticität des Dampfes vor dem Zugießen des Wassers als Einheit angenommen ist.

Um die Total-Elasticität zu erhalten, muß man zu obigem Bruche noch die Elasticität des neu erzeugten Dampfes hinzufugen. Diese läßt sich leicht bestimmen, wenn man berüksichtigt, daß, indem sich dieser Dampf auf der nämlichen Temperatur wie der erste befindet und auch in demselben Raume verbreitet ist, die Spannkräfte dieser beiden Massen sich wie deren Gewichte zu einander verhalten müssen. Man kann daher folgende Proportion ansezen; das Gewicht 1 der ersten Quantität Dampf verhält sich zu

Textabbildung Bd. 44, S. 430

dem Gewichte der zweiten, wie (267 + t)/(267 + T), die Elasticität des ersteren, zu

Textabbildung Bd. 44, S. 430

der Elasticität der zweiten, verhält. Die Total-Elasticität e ist mithin

Textabbildung Bd. 44, S. 430

Wenn T = 500°, t = 144°, C = 1/2, l = 500, so ist e = 0,732 von 4 Atmosphären. Da t constant bleibt, während T folgende |431| Werthe annimmt, so ersieht man aus der beigefügten Tabelle, wie groß die endliche Elasticität wird.

Werthe von T.Werthe von e.
2,0000,514
1,5000,551
1,0000,601
7000,661
6000,690
5000,732
4000,773
3000,828
2000,929

A. d. O.

|433|

Hr. Séguier hat seither gefunden, daß auch eine vierte Abtheilung mit Vortheil angebracht werden kann.

A. d. O.

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