Titel: Trevithick, Verbesserungen an der Dampfmaschine.
Autor: Trevithick, Richard
Fundstelle: 1833, Band 49, Nr. LXII. (S. 321–327)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj049/ar049062

LXII. Verbesserungen an der Dampfmaschine und in der Anwendung der Dampfkraft zum Behufe des Treibens von Schiffen und Wagen, auf welche Verbesserungen sich Richard Trevithick, Mechaniker von Camborne in der Grafschaft Cornwallis, am 19. März 1835 ein Patent ertheilen ließ.75)

Aus dem Repertory of Patent-Inventions. Mai 1833, S. 257.

Mit Abbildungen auf Tab. V.

Ich erkläre hiemit, sagt der Patentträger, daß meine Verbesserungen an der Dampfmaschine darin bestehen, daß ich zwischen dem Kessel und dem arbeitenden Cylinder in einer Stellung, in welcher eine starke Erhizung derselben möglich ist, eine lange, aus mehreren gebogenen Röhren bestehende Röhre anbringe, welche Röhren ich die rokenröhren (dry-pipes) oder den den Dampf ausdehnenden Apparat nennen will. Durch die Trokenröhren treibe ich nämlich den Dampf, welcher im Kessel erzeugt worden, und der folglich mit Wasser gesättigt ist, mit sehr großer Geschwindigkeit, damit er auf diese Weise noch eine viel größere Menge Hize aufnehme, ohne daß dabei zugleich auch sein Gehalt an Wasser erhöht wird; und damit er durch diesen Zuwachs an Hize eine größere Masse Dampf von solcher Expansivkraft, als er sie im Kessel erhielt, gibt, so daß ich auf diese Weise ein größeres, in dem arbeitenden Cylinder benuzbares Volumen Dampf erziele, als ich mittelst des Kessels allein zu erhalten im Stande wäre. Um dieses Volumen des Dampfes jedoch noch mehr zu erhöhen, bringe ich den arbeitenden Cylinder in ein Gehäuse, welches einen Theil des Feuerzuges oder Rauchfanges ausmacht, so daß der Cylinder auf diese Weise auf einem bedeutend höheren Grade von Hize erhalten wird, als ihn der in ihm verwendete Dampf besizt, und zwar indem er einen großen Theil der in dem Feuerzuge zurükbleibenden Hize aufnimmt; dadurch wird diese |322| Hize, welche sonst unbenuzt verloren geht, und oben aus dem Rauchfange entweicht, in eine nuzende und eine größere Ausdehnung des Dampfes in dem Cylinder erzeugende Kraft verwandelt. Ich beschranke mich, um Alles dieß zu erreichen, jedoch auf keine bestimmte Form des Kessels, und auf keine bestimmte Einrichtung der Röhren, in denen der Dampf erhizt werden soll; der Festigkeit der Form und der Ersparnis an Brennmaterial halber verfertige ich übrigens meinen Kessel vorzugsweise aus mehreren aufrechten Röhren, welche auf einem röhrenförmigen, um und etwas unter dem Feuerroste angebrachten Ringe stehen und damit communiciren. Alle diese Röhren umgeben die Feuerstelle, mit Ausnahme jedoch von 2 oder 3, deren untere Enden bis über das Feuerthürchen reichen, und daselbst durch eine Querröhre mit den beiden anstoßenden Röhren in Verbindung stehen, so daß auf diese Weise eine Oeffnung bleibt, durch welche man zum Feuer gelangen kann. Alle die Röhren erstreken sich einige Fuß hoch empor, je nach der Menge des Dampfes, welche erzeugt werden soll, und je nach den Ortsverhältnissen; denn es ist offenbar, daß die dampferzeugende Kraft dieses Kessels durch Verlängerung der Röhren, Vergrößerung ihres Durchmessers und Vermehrung ihrer Zahl nach Belieben erhöht werden kann. Mit den oberen Enden dieser Röhren verbinde ich einen röhrenförmigen Ring, ähnlich jenem, auf welchem dieselben, stehen, so daß diese beiden Ringe und die aufrechten Röhren zusammen ein Gefäß oder einen Behälter bilden, in welchem das Wasser mittelst des Bodenringes freie Communication hat, so daß es in allen Röhren auf gleicher Höhe steht, und in welchem der Dampf aus allen Röhren frei in den oberen Ring gelangen kann. Um nun Hize zu ersparen und zu gewinnen, bringe ich meine sogenannten Trokenröhren über dem Feuer und innerhalb dem beschriebenen Kreise der aufrechten Röhren des Kessels an. Meine Trokenröhren bringe ich paarweise an, und zwar so, daß jedes Paar eine Figur vorstellt, die man unter dem Namen eines umgekehrten Hebers versteht. Mehrere dieser Heber verbinde ich oben am Scheitel mittelst gebogener Röhren, so daß sie zusammen eine lange zigzag laufende Röhre bilden, durch welche der Dampf die abwechselnden Schenkel eines jeden Hebers auf und nieder steigen muß, und zwar mit großer Geschwindigkeit, damit er bei seinem Gange aus dem Kessel in den arbeitenden Cylinder schnell die Hize aufnehme oder absorbire. Die arbeitenden Hahnventile oder der Schieber des arbeitenden Cylinders communicirt nämlich mittelst einer Verbindungsröhre mit dem lezten Schenkel der Heberröhren. Die erste der Heberröhren verbinde ich mit dem oberen röhrenförmigen Ringe, und zwar mit Hülfe einer gekrümmten |323| Röhre, in der ich ein Drosselventil oder einen Hahn anbringe, durch welchen der Zufluß von Dampf beschrankt wird, damit derselbe Raum genug hat, sich in den Trokenröhren und in dem arbeitenden Cylinder in dem Maße weiter auszudehnen, in welchem seine Hize zunimmt. Sowohl in Verbindung mit dem Kessel, als in Verbindung mit den Trokenröhren, bringe ich eine Sicherheitsklappe an. Außen und in geringer Entfernung von den aufrechten Röhren umgebe ich den Kessel mit zwei, in einander stehenden, cylindrischen Gehäusen, und den Zwischenraum zwischen diesen beiden Gehäusen fülle ich mit Sand, Asche oder einem anderen schlechten Wärmeleiter aus, während ich das obere Ende dieser Gehäuse über dem Kessel und über den Trokenröhren mit einem kuppelförmigen Dekel verschließe. Außer diesen Gehäusen lasse ich den Feuerzug an den arbeitenden Cylinder und rund um denselben laufen, von wo aus er dann den Rauch und die wenige noch in ihm enthaltene Hize auf irgend eine schikliche Weise entleert.

Die Röhren meines Kessels, so wie die Ringe und Gehäuse desselben verfertige ich vorzugsweise aus Eisen oder Kupfer; die Trokenröhren hingegen aus Kupfer oder aus irgend einem anderen starken Metalle, welches sich nicht leicht oxydirt, wenn es erhizt mit dem Dampfe in Berührung kommt. Die Speisung des Kessels mit Wasser geschieht mittelst einer Drukpumpe, welche so eingerichtet ist, daß sie das Wasser immer auf gehöriger Höhe erhält.

Was meine Erfindung in Betreff der Anwendung der Dampfkraft zum Treiben von Schiffen betrifft, so besteht dieselbe darin, daß ich in ein innerhalb des Hintertheiles befindliches Gefäß durch eine in dem Hintertheile angebrachte Oeffnung, mit einem angemessenen Grade von Geschwindigkeit und in der Richtung des Laufes des Schiffes Wasser einziehe, und mit großer Kraft und Geschwindigkeit in einer dem Laufe des Schiffes entgegengesezten Richtung wieder austreibe, und zwar durch dieselbe Eintrittsöffnung, welche zu diesem Behufe beim Eintritte des Wassers durch eine Klappe um den vierten Theil ihres Flächenraumes verkleinert, und beim Austritte desselben zum Theil verschlossen wird. Ich treibe daher das Schiff auf diese Weise mit großer Kraft, die durch den Rükstoß des Wassers erzeugt wird, wenn dieses Wasser in einer dem Laufe des Schiffes entgegengesezten Richtung in rasche Bewegung gesezt wird. Die Geschwindigkeit der ausgestoßenen Wasserstrahlen muß jedoch zwei Mal so groß seyn, als die Geschwindigkeit, die man dem Schiffe geben will. Zum Behufe des Einziehens und Austreibens des Wassers, und um aus dem Rükstoße desselben eine Triebkraft zu erzielen, bediene ich mich vorzugsweise eines großen, senkrechten, |324| an beiden Enden verschlossenen Cylinders aus Gußeisen oder einem anderen Metalle, in welchem sich mittelst einer Kolbenstange, die durch eine Schlußbüchse geht, und von einer Dampfmaschine getrieben wird, ein Kolben auf und nieder bewegt. An der Hinteren Seite dieses Cylinders und in der Nähe seines Bodens bringe ich in Verbindung mit dem unter dem Kolben befindlichen Raum eine Röhre an, die durch den Hintertheil des Schiffes so weit als thunlich hinabsteigt, und dann an einer Seite des Ruders ausmündet. Eine zweite Röhre bringe ich in der Nahe des Scheitels des Cylinders an dessen Hinterer Seite an, so daß dieselbe mit dem über dem Kolben befindlichen Räume in Verbindung steht. Diese Röhre nun führt gleichfalls durch den Hintertheil des Schiffes so weit als möglich hinab, öffnet sich jedoch an der anderen Seite des Ruders. An der Mündung einer jeden dieser Röhren bringe ich eine Klappe an, welche sich nach Innen öffnet, damit das Wasser in einem dem Lichten der Röhre entsprechenden Maße frei eintreten kann. Beim Austritte des Wassers schließt sich die Klappe jedoch zum Theil, so daß die Mündung der Röhre im Hintertheile beiläufig um den vierten Theil kleiner wird, als der Flächenraum des Lichten der Röhre.

Meine Verbesserung oder Erfindung in Betreff der Anwendung der Dampfkraft an Dampfwagen endlich besteht darin, daß ich meinen beschriebenen Dampfkessel mit meinem Dampf-Ausdehnungsapparate an den Dampfwagen anwende, so daß ich auf diese Weise eine Verminderung des Gewichtes der Kessel und der Menge des Wassers und des Brennmateriales erziele.

Die beigefügte Zeichnung und folgende Erklärung derselben wird Alles dieß deutlich und anschaulich machen.

Fig. 1 zeigt einen senkrechten Durchschnitt durch die verschiedenen wesentlichen Theile des Kessels, durch die Trokenröhren, die Dampfröhre, den arbeitenden Cylinder, den Treibcylinder (propelling cylinder) und den Feuerzug. Zugleich sieht man daran auch mehrere kleine Theile, welche zur Verbindung der übrigen wesentlichen Theile gehören, im Durchschnitte. Die Stellen, durch welche diese Durchschnitte genommen sind, sind in Fig. 2 durch die punktirten Linien AB, BC, CD und EF bezeichnet.

Fig. 2 ist ein Grundriß von Fig. 1, woran die Scheiteldekel des Kessels und der arbeitende Cylinder weggenommen sind.

Fig. 3 zeigt die Art und Weise, auf welche die kürzeren aufrechten Röhren über dem Ofenthürchen mit einer der angränzenden Röhren verbunden sind, damit das Wasser in sämmtlichen Röhren frei circuliren kann.

In Fig. 4 endlich sieht man 3 Paare der Heberröhren, welche |325| im Kreise stehen, in der Zeichnung jedoch als in einer Fläche liegend dargestellt sind.

An allen diesen Figuren beziehen sich gleiche Buchstaben auf gleiche Gegenstände.

a sind die aufrechten Kesselröhren, deren obere und untere Enden so verengt sind, daß hinreichender Raum für die Bolzenköpfe und die Schraubenmuttern bleibt, ohne daß man deßhalb die Röhren zu weit von einander entfernen mußte. b ist der röhrenförmige Ring, an welchem nach Innen sowohl als nach Außen ein Randstük hervorragt, und der nach Oben mit Oeffnungen versehen ist, auf welche die aufrechten Röhren gebolzt werden. Am Grunde oder Boden dieses Ringes befindet sich ein zweites, bloß nach Innen hervorragendes Randstük, mittelst welchem der Ring an die Grund- oder Bodenplatte c gebolzt wird, d ist der Feuerrost, e die Oeffnung, durch welche man Zutritt zum Feuer erhält, f der obere röhrenförmige Ring, an dessen Boden sich ein nach Außen und Innen hervorragendes Randstük befindet, und der mit Löchern versehen ist, in die die oberen Enden der aufrechten Röhren, auf welche dieser Ring gebolzt wird, passen. g bezeichnet die Höhe des Wasserstandes in den Kesselröhren. h sind die Trokenröhren, welche die Form von umgekehrten Hebern haben, damit sie an dem unteren, dem Feuer zunächst gelegenen Theile kein Gefüge nöthig haben. Einen Schenkel zweier solcher Heber sieht man in Fig. 1 im Durchschnitte; hinter diesem Durchschnitte hingegen sieht man den anderen Schenkel von Außen her. k sind die kurzen, gebogenen Röhren, von denen eine jede an zwei Heberröhren gebolzt ist, so daß dieselben auf diese Weise zu einer einzigen fortlaufenden Röhre verbunden werden. I ist die gebogene Röhre, welche den oberen röhrenförmigen Ring mit der ersten Heberröhre verbindet. Die für diese Röhre geeignete Stellung sieht man aus Fig. 2; zu größerer Deutlichkeit und Vereinfachung der Zeichnung ist dieselbe jedoch auch in Fig. 1 so dargestellt, als befände sich die Röhre und die Heberröhre zur linken Hand, m zeigt den Drosselhahn an dieser gebogenen Röhre l. n ist die Sicherheitsklappe mit ihrem Hebel und dem daran angebrachten Gewichte. p ist die Röhre, welche die lezte Heberröhre mit dem arbeitenden Cylinder der Maschine in Verbindung sezt. r der Drosselbahn an der Röhre p. s ist ein viergängiger Hahn, durch welchen der Dampf abwechselnd unter und über den Kolben geleitet wird, t die mit den Trokenröhren in Verbindung stehende Sicherheitsklappe. u sind die beiden, die Kesselröhren umgebenden, cylindrischen Gehäuse, deren Zwischenraum mit einem schlechten Wärmeleiter ausgefüllt ist. v ist der kuppelförmige Dekel über |326| diesen Gehäusen, w stellt den Feuerzug vor, der aus dem Gehäuse des Kessels in jenes des arbeitenden Cylinders führt. y ist die weitere Fortsezung des Feuerzuges bis zum Rauchfange. z ist die in den Rauchfang führende Röhre für den davongehenden Dampf. 1 ist die Dampfröhre, welche von dem arbeitenden Hahne in den Scheitel und in den Boden des arbeitenden Cylinders führt. 2 ist der arbeitende Cylinder. 3 der Kolben mit metallener Liederung. 4 die Kolbenstange, welche am Grunde des arbeitenden Cylinders durch eine Schlußbüchse geht, und nach Unten so verlängert ist, daß sie zugleich auch die Stange für den Treibkolben bildet. 5 ist nämlich der Treibcylinder und 6 der Wasser- oder Treibkolben. 7 ist die obere Oeffnung, welche zu einer der Röhren führt, die am Hintertheile des zu treibenden Fahrzeuges ausmünden, während 8 die untere, gleichfalls zu einer solchen Mündung führende Röhrenöffnung vorstellt. Diese Oeffnungen sind so weit, als es der Cylinder gestattet, damit sie keine bedeutende Tiefe zu haben brauchen, und man folglich dem Treibcylinder keine ungeeignete Höhe zu geben genöthigt wird. 9 ist ein Gestell, auf welchem der Dampfcylinder über dem Treibcylinder ruht. 10 ist die Pumpe, welche den Kessel mit Wasser speist. 11 ist ein an der Kolbenstange befestigter Arm, der zum Bewegen der Speisepumpe und der Handsteuerung 12 (hand gear) dient.

Als meine Erfindung erkläre ich nun schließlich noch die lange, mehrfach gekrümmte, erhizte Röhre, welche ich zwischen dem Kessel und dem arbeitenden Cylinder der Dampfmaschine anbringe, und durch welche der Dampf mit großer Geschwindigkeit, und ohne mit dem Wasser in directe Berührung zu kommen, zu treten hat, damit er auf diese Weise mehr Hize aufnehme, und sich zugleich zu einem größeren Volumen ausdehne. Ferner die Umgebung des arbeitenden Cylinders mit einem Theile des Feuerzuges oder des Rauchfanges, wodurch der Cylinder heißer erhalten wird, als der Dampf, und wodurch die Ausdehnung des Dampfes folglich noch höher gesteigert wird. Ferner das Treiben eines Schiffes durch den Rükstoß, der dadurch erzeugt wird, daß Wasser, welches mit mäßiger Geschwindigkeit in einem innerhalb des Hintertheiles des Schiffes befindlichen Behälter aufgenommen wurde, mit großer Geschwindigkeit in einer dem Laufe des Schiffes entgegengesezten Richtung wieder aus diesem Behälter ausgetrieben wird, wobei die Geschwindigkeit dieses ausgetriebenen Wasserstrahles wenigstens zwei Mal so groß seyn muß, als die Geschwindigkeit, mit der man das Schiff treiben will. Endlich die Anwendung eines mit dem Dampf-Ausdehnungsapparate verbundenen Kessels an den für Dampfwagen bestimmten Dampfmaschinen, |327| um dadurch das Gewicht des Kessels zu vermindern, und zugleich an dem Gewichte und Verbrauche von Wasser und Brennmaterial zu gewinnen.

Es ist dieß das lezte Patent, welches dieser tüchtige und ausgezeichnete Mechaniker nahm. Hr. Richard Trevithick, den mehrere englische Blätter den eigentlichen Vater oder Erzieher der Dampfwagenfahrt nennen, starb leider am 22. April d. J. nach einem kurzen Krankenlager zu Dartford in Kent in einem Alter von 67 Jahren. Ruhe seiner Asche!

A. d. Ueberf.

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