Titel: Dampfanwendung zur Erzeugung eines besseren Zuges in Schornsteinen etc.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1834, Band 52, Nr. LXXV. (S. 408–416)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj052/ar052075

LXXV. Ueber die Anwendung des Dampfes zur Erzeugung eines besseren Zuges in den Schornsteinen, zum Abdampfen von Flüssigkeiten im luftleeren Raume, zu Gebläsen bei Hochöfen, zum Betriebe von Dampfbooten ohne Ruderräder etc.

Aus dem Journal des connaissances usuelles. April 1834, S. 188.

Mit einer Abbildung auf Tab. VI.

Hr. Pelletan entdekte vor ungefähr vier Jahren eine neue Wirkungsart des Dampfes, welche, nach den Resultaten zu urtheilen, die sich bei der Anwendung und Benuzung derselben ergaben, einen äußerst großen und wohlthätigen Einfluß auf sehr viele Fabriken, und sogar auf die gewöhnliche Hauswirthschaft haben dürfte. Wir wollen zuerst das allgemeine Princip dieser Wirkungsart kurz zu erläutern suchen, und dann auf einige Details ihrer Anwendung übergehen.

Wenn ein Dampfstrahl, der unter einem mittleren Druke von drei Atmosphären erzeugt wurde, durch eine gehörige Mündung in einen cylindrischen, an beiden Enden offenen Canal eingetrieben wird, so reißt er die in dem Canal befindliche Luft mit großer Gewalt und großer Geschwindigkeit fort. Hr. Pelletan erklärt dieß dadurch, daß er annimmt, dieser Dampf besize eine Geschwindigkeit von 500 Meter in der Secunde, er vermenge sich mit der Luft, und das dadurch entstandene Gemenge nehme eine um so größere Geschwindigkeit an, je mehr Dampf und je weniger Luft in demselben enthalten ist, und eine um so geringere Geschwindigkeit, je geringer die Quantität des Dampfes im Verhältnisse zu jener der Luft ist.

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Im Allgemeinen reicht eine sehr geringe Quantität Dampf hin, um auf diese Weise sehr große Volumens Luft in Bewegung zu sezen; wenn z.B. die Geschwindigkeit der Luft in einem guten Schornsteine nicht über 5 Meter in einer Secunde beträgt, so reicht ein Hundertel als Strahl oder Einsprizung angewendeter Dampf hin, um diese Geschwindigkeit zu erreichen. Die Anwendung dieses Dampfes bedingt überdieß keinen Verbrauch, keine Ausgabe, indem der Dampf nicht verdichtet wird, und indem sein Wärmestoff nach der Erzeugung des Luftstromes noch zu verschiedenen anderen Zweken benuzt werden kann.

Das Volumen der fortgetriebenen Luft und die Geschwindigkeit des Luftstromes läßt sich jedes Mal nach Belieben abändern, je nachdem man das Verhältniß des Durchschnittes der Mündung, aus welcher der Dampf ausströmt, zu dem Durchschnitte des Canales, worin sich die Luft bewegt, modificirt. Die fortgetriebene Luft kann nach Belieben entweder vor dem Dampfstrome einen Druk, oder hinter demselben einen luftleeren Raum erzeugen; d.h. man kann mittelst des Dampfstrahles einen Druk, der eine Wassersäule auf eine Höhe von 7 Metern hebt, oder einen luftleeren Raum von 20 Zollen Queksilber erzeugen und unterhalten. Der Dampfstrahl kann, wenn er durch Druk wirkt, alle Drukpumpen oder Drukmaschinen, und, wirkt er durch Aufsaugung, alle Saugmaschinen ersezen; er erzeugt diese beiden Wirkungen überdieß, ohne daß große und kostspielige Vorrichtungen nöthig wären, und mit einem äußerst geringen Verbrauche an Dampf; und was die erzeugte Kraft betrifft, so gewährt er den großen Vortheil, daß er einerseits die Wirkung mit beliebiger Geschwindigkeit hervorbringt, Während diese Wirkung andererseits mit Hülfe eines mit einem Zifferblatte versehenen Hahnes genau graduirt werden kann.

Die Theorie dieser gewiß höchst merkwürdigen Wirkungsart eines Dampfstrahles mag seyn, welche sie wolle, so sind und bleiben die Wirkungen beständige und unbestreitbare Thatsachen; wir sahen dieselben in hohem Grade schon durch einen Dampfstrahl hervorrufen, der, wenn er auch rein verloren gewesen wäre, doch nur einen höchst unbedeutenden Verlust gegeben hätte. Wir wollen nun einige der vorzüglichsten Anwendungen des Dampfstrahles andeuten.

Die Kessel, in denen der Dampf erzeugt wird, geben ein um so besseres Resultat, je kräftiger der Zug ist; allein aller von der heißen Luft fortgerissene Wärmestoff ist rein verloren. Wir sahen einen Dampfkessel, an welchem ein Dampfstrahl angewendet wurde; die Röhre, welche als Schornstein diente, hatte nur 2 Zoll im Durchmesser, und höchstens 2 Fuß Höhe; der Zug war ganz willkürlich, |410| und konnte auf den höchsten Grad gebracht werden; die heiße Luft ging aber nicht verloren, sondern wurde in eine Röhrenvorrichtung geleitet, in welcher die Gesammtmasse ihres Wärmestoffes und selbst jener des Wasserdampfes, der zur Erzeugung des Zuges angewendet worden, benuzt werden konnte. Man kann also überall Dampfkessel ohne aufsteigende Schornsteine errichten, ihre Heizung dabei so lebhaft betreiben, daß sie vier Mal so viel Dampf liefern, als bei dem gewöhnlichen Zuge, eine vollkommene Verbrennung erzeugen, und überdieß von. der Gesammtmasse des von dem Brennmaterials entwikelten Wärmestoffes Nuzen ziehen.

Die Heizvorrichtungen in den Treibhäusern, so wie jene, in denen mit heißer Luft geheizt wird, bringen wegen des Eindringens des Rauches oft solche Unannehmlichkeiten mit sich, daß man zu deren Abhülfe nicht selten große und kostspielige Apparate anzuwenden gezwungen war, oder daß man diese Vorrichtungen sogar gänzlich aufgeben mußte. Dieß war z.B. mit der Heizmethode im Finanzministerium zu Paris, deren Einrichtung nicht weniger als 350,000 Franken gekostet hatte, der Fall. Ein Dampfstrahl, der an dem Ende irgend einer Röhrenleitung angebracht und in Wirksamkeit gesezt wird, erzeugt durch die Aufsaugung eine solche Strömung, daß durchaus kein Rauch entweichen kann, wie schlecht auch die Röhren zusammengefügt seyn mögen. Man kann daher unter diesen Umständen überall Steinkohlen brennen, und auch den Boden nach Belieben durch unterirdische Röhren erwärmen. Die Kosten des Wasserstrahles sind beinahe null und nichtig, und der Kessel, der denselben erzeugt, gibt den besten Ofen.

Das Heizen mit Dampf veranlaßt hauptsächlich deßhalb große Kosten, weil die Röhren so gebaut seyn müssen, daß sie einen ziemlich bedeutenden Druk auszuhalten im Stande sind; benuzt man hingegen einen Dampfstrahl, der den Dampf ohne Druk durch alle Röhren führt oder treibt, so kann man den dazu nöthigen Apparat auch aus Zink, und folglich um den zehnten Theil von dem, was er bisher kostete, herstellen.

Die großen Hüttenwerke bedienen sich bei den meisten ihrer Arbeiten sehr kostspieliger Gebläse, und lassen durch die Schornsteine ihrer Reverberiröfen eine ungeheure Menge Wärmestoff rein verloren gehen. Wir haben einen Hochofen gesehen, an welchem das Gebläse nach dem neuen Systeme mittelst Druk arbeitete, und zwar auf eine höchst einfache und sehr wohlfeile Weise. Würde der Zug der Reverberiröfen nach dieser Methode erzeugt werden, so ließe sich derselbe sehr leicht nach Belieben reguliren, und eben so leicht läßt sich berechnen, daß der Wärmestoff, der gegenwärtig unbenuzt verloren |411| geht, mehr als hinreichend seyn würde, um die großen Maschinen, deren man sich an diesen Anstalten bedient, gehörig mit Dampf zu versehen. Die Hüttenwerke würden daher bei der Prüfung und Annahme des neuen Verfahrens gewiß ungemein gewinnen.

Es gibt dermalen noch keine bequemen, tragbaren Maschinen zum Wasserschöpfen, und überall geschieht diese so häufig vorkommende und so nöthige Arbeit noch durch Menschenhände. Wir sahen kürzlich aber eine solche Maschine, welche aus zwei Gefäßen, von denen jedes 80 Liter faßt, besteht, und welche stündlich 28,000 Liter Wasser auf eine Höhe von 15 Fuß zu heben im Stande ist. In diesem schönen Apparate drükt der Dampf mit Luft vermengt direct auf das Wasser, welches gehoben werden soll, und dabei verhindert die Gegenwart der Luft die Verdichtung des Dampfes.

Eine Maschine von der angegebenen und selbst von einer doppelt größeren Kraft kann in einem Raume von 6 Fuß Länge auf 3 Fuß Breite untergebracht und von zwei Männern getragen werden.

Diese Methode große Wassermassen in Bewegung zu sezen, gestattete Hrn. Pelletan auch eine Verbesserung seines Verfahrens, Dampfboote durch die Reaction des Wassers zu treiben. Man konnte kürzlich ein nach seiner Erfindung gebautes Dampfboot mit einer Geschwindigkeit von 3 Meilen in der Stunde unter den Bogen der Austerlitzbrüke fahren sehen. Dieses Boot hatte weder einen Raucht fang, noch Ruderräder, noch auch eine eigentliche Dampfmaschine, d.h. keine Pumpe, keinen Kolben und keine sonstige Maschinerie; ein derlei Apparat kostet sehr wenig, kommt nicht leicht in Unordnung, und wiegt nur den zwanzigsten Theil der Ladung des Schiffes.

Als leztes Beispiel für die Anwendung des Dampfstrahles wollen wir nur die Apparate anführen, in denen man einen mehr oder weniger vollkommenen luftleeren Raum erzeugen und unterhalten kann. Ein derlei luftleerer Raum ist unter zahlreichen Umständen, namentlich bei vielen Abdampfungen, beim Troknen vieler Substanzen, und besonders beim Troknen von Nahrungsmitteln, beim Zukersieden etc., von ganz außerordentlichem Vortheile.

Man versuchte die Anwendung des luftleeren Raumes bisher nur beim Versieden von Zukersyrupen, weil die Apparate, deren man sich zur Erzeugung desselben bediente, so kostspielig waren, daß sie nur in Zukersiedereien benuzt werden konnten. Howard's Apparat war der erste, der zu diesem Behufe bekannt gemacht wurde; in ihm wird der luftleere Raum mittelst Saugpumpen, die durch eine Dampfmaschine in Bewegung gesezt werden, erzeugt. Das |412| große Capital, welches die Anschaffung eines solchen Apparates erforderte, und der tägliche Kostenaufwand, den er außerdem veranlaßte, bewog zur Erforschung anderer Mittel; man glaubte, es würde genügen, wenn man die Luft durch einen Dampfstrom aus dem Apparate austreiben, und diesen Dampf hierauf durch Einsprizen von kaltem Wasser verdichten würde. Auf solche Weise enstand der Apparat des Hrn. Roth, und seither noch 3 oder 4 andere, welche sämmtlich auf demselben Principe beruhen, gegen die sich aber folgende Einwendungen machen lassen:

1) Geht am Anfange der Operation zum Behufe der Austreibung der Luft eine große Quantität Dampf verloren.

2) Ist der luftleere Raum höchstens beim Beginne vollkommen, und bleibt nie in diesem Zustande, weil immer wieder etwas Luft in den Apparat eintritt. Das Verdichtungswasser läßt bei seinem Eintritte in den luftleeren Raum selbst Luft entweichen, und da viele Syrupe Kohlensäure enthalten, so entweicht auch diese, so daß, wenn der luftleere Raum anfangs auch 26 Zoll zeigte, er am Ende nur mehr 18 Zoll zeigt; und doch soll dieser Raum hauptsächlich am Ende so luftleer als möglich seyn, indem sich der Syrup nicht am Anfange der Operation, wohl aber dann, wann er ein Mal bedeutend concentrirt ist, verändert.

3) Da der Apparat während eines großen Theiles der Operation Luft enthält, so wird die Verdichtung viel schwieriger; sie erfordert bis an 90 Liter Wasser per Zukerhut, während 25 bis 30 Liter hinreichen würden, wenn der Apparat immer gehörig luftleer wäre.

Es ließ sich leicht erwarten und berechnen, daß der Wasserstrahl, indem er eine der Wirkung einer Saugpumpe vollkommen ähnliche Wirkung ausübt, ein Mittel an die Hand geben müßte, welches mit Vortheil statt des Howard'schen Apparates gebraucht werden könnte. Dieß bewährte sich denn auch wirklich durch einen Apparat, den Hr. Pelletan für die Brüder Perrier verfertigte, und den man in Fig. 29 abgebildet sieht.

A ist der Hahn, welcher geöffnet wird, um den Apparat mit dem geklärten Syrupe, welcher in dem Behälter Q, der einen doppelten Boden hat, erhizt wurde, zu füllen.

B der Hahn, den man öffnet, um den Apparat in dem Ab, kühler O, der sich unter oder über dem Apparate befinden kann, zu öffnen.

C, C ein halbkugelförmiger Kessel, welcher 800 Liter Syrup faßt.

D, D ein doppelter Boden, der mit Dampf geheizt wird.

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E ein Dampfhahn, der nur eine Minute lang geöffnet zu werden braucht, um den luftleeren Raum neuerdings wieder herzustellen.

F ein Verbindungshahn zwischen der Kugel, in welcher der luftleere Raum erzeugt wird, und dem Apparate; er muß geöffnet werden, während der luftleere Raum erzeugt wird.

G ein Dampfhahn, welchen man zugleich mit dem Hahne H nur eine Minute lang zu öffnen braucht, um in dem Apparate einen Druk zu erzeugen, durch welchen er ausgeleert wird, und durch den der versottene Syrup auf 15 Fuß Höhe gehoben werden kann.

H ein Hahn, durch den man Luft in den Apparat eintreten lassen kann.

K ein Hahn, der die Verbindung zwischen dem Kessel und dem Verdichter vermittelt, und den man schließt, um in dem Verdichter von einer Operation zur anderen den luftleeren Raum zu unterhalten.

L ist der Verdichter oder Condensator.

M ein Hahn mit einem Zifferblatts, durch den das herbeiströmende Verdichtungswasser regulirt wird.

N ein Hahn, durch den das Verdichtungswasser aus dem Verdichter austritt.

O ein Abkühler oder ein Gefäß, welches zur Aufnahme des verkochten Syrupes dient.

P ein Behälter mit kaltem Wasser, der 15 Fuß tief unter dem Niveau des Apparates angebracht seyn kann.

Q ein Behälter mit doppeltem Boden, in welchem der geklärte Syrup für die nächstfolgende Operation durch den Dampf, der zur Erzeugung des luftleeren Raumes dient, erhizt wird.

R ein Hahn, durch den das Wasser, welches sich in dem doppelten Boden des eben erwähnten Behälters verdichtet, in den Dampfkessel zurükfließt.

S ein Dampfrohr, welches vom Dampferzeuger herführt, und welches durch den Hahn T den doppelten Boden, durch den Hahn E den luftleeren Raum, und durch den Hahn G den Apparat zur Erzeugung des Drukes mit Dampf versieht.

U ein Arm des Dampfrohres, der an die beiden Hähne E und G führt.

V ein Barometer, das zum Messen des Grades des luftleeren Raumes, der in jedem Augenblike in dem Apparate erzeugt wird, dient.

Die Lichtlöcher, durch welche das Innere des Apparates erleuchtet wird, so daß man das, was darin vorgeht, beobachten kann, |414| so wie die neue Methode, nach welcher man Proben von 1/2 Liter Syrup aus dem Apparate herausnehmen und wieder zurükgießen kann, konnten in dieser Zeichnung nicht dargestellt werden.

Der Gang des Verfahrens mit diesem Apparate, und die Vortheile, die derselbe gewahrt, sind folgende. Bevor die Operation beginnt, erzeugt man einen luftleeren Raum von 20 Zollen, indem man den Hahn, durch den der Dampfstrahl eintritt, eine Minute lang öffnet; zugleich füllt man den Apparat, indem man den Hahn, der zu dem Behälter mit geklärtem Syrup führt, öffnet. Dann erhizt man den Syrup durch Dampf, den man durch einen graduirten Hahn eintreten läßt, damit man die Hize nach dem Grade des Sudes reguliren kann. Wenn der Syrup zu steigen beginnt, was man durch Löcher, die mit Gläsern versehen sind, und die zur Erhellung des Apparates dienen, beobachten kann, so verfolgt man denselben mit den Augen, und unterbricht das Steigen theils, indem man durch Aufsaugung etwas von der Butter, die man zu diesem Behufe in einem mit einem Hahne versehenen Becher anbringt, in den Apparat schafft, theils indem man nur eine kleine Menge Luft eintreten läßt. Man kann auf diese Weise bei einigen Syrupen bis gegen 5 Franken an Butter ersparen.

Wenn das Versieden begonnen hat, so treibt man das, was allenfalls noch an Luft zurük ist, abermals aus, indem man den Hahn, durch welchen der Dampfstrahl eintritt, neuerdings eine Minute lang öffnet, wo der luftleere Raum dann von diesem Augenblike an nur mehr von dem Oeffnen des Hahnes, durch welchen kaltes Wasser eingesprizt wird, abhängt. Gegen das Ende der Operation vermindert man die Hize, und vervollkommnet dafür den luftleeren Raum dergestalt, daß man die Operation bei einem luftleeren Raume von 26 Zollen Queksilber beschließt.

Was die Probe oder die Mittel betrifft, deren man sich bediente, um zu erfahren, ob der Syrup bereits bis auf den gehörigen Grad versotten sey, so waren dieselben bei allen den geschlossenen Apparaten, deren man sich bisher bediente, höchst unvollkommen; man konnte immer nur einige Tropfen Syrup, die nur sehr Ungewisse Aufschlüsse gaben, herausnehmen. Hr. Pelletan hingegen erfand eine Vorrichtung, mit welcher man bequem einen halben Liter Syrup aus dem Apparate herausnehmen und wieder zurükgießen kann, und bei welcher selbst die Anwendung eines Schaumlöffels möglich ist.

Ist der Syrup gehörig versotten, so muß der Kessel geleert werden: eine Operation, die bei sämmtlichen bisherigen Kesseln wegen |415| der Klebrigkeit und Zähigkeit der Flüssigkeit nur langsam von Statten ging. Bei der neuen Vorrichtung des Hrn. Pelletan hingegen ist der Kessel in einer Minute geleert, und zwar in Folge eines kräftigen Drukes, der durch die Einwirkung eines zweiten Dampfstrahles hervorgebracht wird. Dieser Dampfstrahl führt nämlich eine große Menge äußerer atmosphärischer Luft mit sich in den Apparat, und der auf diese Weise ausgetriebene Syrup kann bis auf 15 Fuß über das Niveau des Apparates gehoben werden.

Ist der Apparat geleert, so läßt man die Masse feuchter Luft, welche im Inneren desselben comprimirt war, entweichen, wodurch der Kessel und die Röhren vollkommen gereinigt werden, so zwar, daß sich in denselben keine Unreinigkeit ansezt, und daß sie auch nicht verstopft werden.

Der Dampf, welcher zur Erzeugung und Vervollkommnung des luftleeren Raumes verbraucht wird, ist in Betracht der kurzen Zeit, Während welcher er in Anwendung kommt (3 bis 4 Minuten reichen für die ganze Operation hin), sehr gering; und selbst diese geringe Menge geht nicht verloren, indem sie in den doppelten Boden des Behälters, in welchem sich der geklärte Syrup befindet, geleitet wird, und daselbst zur Erhizung und Vorbereitung desselben dient. Es wird daher hier ein so viel als möglich vollkommener luftleerer Raum erzeugt, und zwar ohne Aufwand an Dampf, und ohne irgend eine mechanische Kraft.

Das heiße Wasser, welches zur Verdichtung diente, kann durch eine Dampfpumpe, die einen Theil des Apparates ausmacht, aufgenommen, und zu verschiedenen Zweken verwendet werden. Die Dampferzeuger sind so eingerichtet, daß sich bei ihnen ein Drittel Brennmaterial ersparen läßt.

Die Apparate des Hrn. Pelletan sind im Allgemeinen so eingerichtet, daß in 10 Stunden 600 Zukerhüte gesotten werden; sie verzehren dabei nur halb so viel Kohle, als die gewöhnlichen Schaukelkessel, und geben ein größeres Resultat, als man beim Versieden über dem Feuer erhält. Man sott aus käuflicher Melasse Zuker; man versott und verdünnte einen und denselben Syrup, indem man mit einer Quantität von 1500 Pfd. auf ein Mal arbeitete, 11 Mal, ohne daß der Zuker irgend eine merkliche Veränderung erlitten hätte. Die Quantität Melasse, welche Zuker von mittlerer Güte zurüklassen, schäzte man endlich auf 5 Proc.

Hr. Chartier zu Paris, rue Richelieu No. 69, der diese neuen Apparate für sehr billige Preise liefert, verfertigt auch Apparate, in denen der Runkelrübensyrup im luftleeren Raume versotten |416| werden kann. Wir werden diese Apparate, die sich wesentlich von den beschriebenen Raffinationsapparaten unterscheiden, in einem späteren Artikel bekannt machen.

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