Titel: Köchlin, über die Sicherheitsventile der Dampfkessel.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1837, Band 65, Nr. LVIII. (S. 242–258)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj065/ar065058

LVIII. Bericht über die schmelzbaren Scheiben und die Sicherheitsventile der Dampfkessel. Erstattet im Namen des Ausschusses für Mechanik von Hrn. Emil Köchlin.

Aus dem Bulletin de la Société industrielle de Mulhausen, No. 48.

Die HH. Kiener in Colmar erhielten kürzlich in Folge eines Besuches, den der mit Beaufsichtigung der Dampfmaschinen im Departement beauftragte Bergingenieur in ihrer Fabrik machte, vom Präfecten des Oberrheins den Auftrag verschiedene Veränderungen an ihren Dampfkesseln und den dazu gehörigen Gebäuden vorzunehmen, und dadurch den über die Dampfmaschinen in Frankreich bestehenden Verordnungen nachzukommen. Aehnliche Zumuthungen wurden auch anderen Fabriken gemacht, da sich beinahe alle in gleichem Verhältnisse befinden.

Da nun gerade dermalen eine von der Akademie in Paris erwählte Commission auf Antrag des Ministeriums mit Untersuchung der Frage in Betreff der schmelzbaren Scheiben beschäftigt ist; da gegen die Anwendung dieser Scheiben mehrere Aufsäze eingesandt wurden; da namentlich Hr. Clarcke, Offizier beim Marine-Genie-Corps, im Namen einer in Toulon niedergesezten Commission die Anwendung der schmelzbaren Scheiben auf den Dampfbooten für sehr gefährlich erklärte, so hat die Gesellschaft beschlossen: in Erwartung des Berichtes der Akademie den Hrn. Präfecten zu bitten, den Vollzug seiner Befehle zu verschieben, und sich mittlerweile von dem Ausschüsse, den die Gesellschaft für das Gebiet der Mechanik niedergesezt hat, einen Bericht über die Nachtheile, welche aus diesem Vollzuge und überhaupt aus einer strengen Anwendung der über die Dampfmaschinen bestehenden Verordnungen erwachsen könnten, erstatten zu lassen.

Der Ausschuß glaubte in dieser Beziehung nicht bloß, die verordneten Sicherheitsmaßregeln, sondern vergleichsweise auch alle übrigen ihm bekannten Mittel prüfen zu müssen, um jene zu empfehlen, die ihm als die wirksamsten erscheinen. Denn es genügt nicht die Unzulänglichkeit der Verordnungen nachzuweisen; man muß zugleich erforschen, wie den Mängeln abgeholfen werden kann. Jedermann fühlt die Nothwendigkeit einer amtlichen Beaufsichtigung der Dampfmaschinen, aus deren Explosionen so großes Unheil erwachsen kann. Es müssen Verordnungen über die Sicherheitsmittel, womit diese Maschinen versehen werden müssen, bestehen; und jeder aufgeklärte Fabrikant wird nicht nur diese Mittel, sondern auch alle übrigen |243| ihm bekannten, selbst wenn sie nicht amtlich geboten sind, anzuwenden und zu vervollkommnen trachten, wenn sie sich mit der Erfahrung vertragen, und wenn sie praktisch anwendbar sind; d.h. wenn sie die Gefahr beseitigen, ohne dadurch die Apparate zu hindern so vorteilhaft als möglich zu arbeiten. Ohne diese Bedingungen werden alle Formalitäten und Verordnungen umgangen werden: ein Beispiel hiefür geben unsere dermaligen Verordnungen, welche, wie Jedermann einsieht, ihrem Zwek nicht entsprechen, und welche, wenn man auf deren Ausführung dringen würde, viele Fabrikanten zwingen würden ihre Fabriken zu schließen und Taufende von Arbeitern brodlos zu machen.

Nach einer Verordnung vom 29. Oktober 1823 §. 2 sind die Chefs der Fabriken gehalten in den Autorisationsgesuchen zu erklären, unter welchem Druke ihre Maschinen gewöhnlich zu arbeiten haben; dieser officiell angegebene Druk darf nicht überschritten werden, und ist entweder nach Atmosphären, oder nach der Zahl der Kilogramme per Quadratcentimeter Oberfläche anzugeben.

Hiegegen müssen wir bemerken, daß es für den Fabrikanten sehr schwer ist, im Voraus genau den Druk zu bestimmen, dem sein Dampfkessel ausgesezt werden wird. Wir sehen z.B. in unseren Spinnereien häufig, daß der in den Kesseln der Pumpen von mittlerem und hohem Druke nöthige Druk von einem Tage zum anderen und von einer Woche zur anderen, je nach dem Grade der Feuchtigkeit und der Temperatur der Luft, nach der Thätigkeit der Arbeiter, nach der Veränderung der Nummern, welche gesponnen werden, um eine halbe, ja selbst um eine ganze Atmosphäre wechselt. Andererseits kommt es häufig vor, daß ein Fabrikant sich eine Maschine anschafft, deren Kraft er anfangs nicht ganz braucht, während er später ihrer ganzen Kraft und sogar manchmal noch darüber bedarf. Ein solcher Wechsel ist namentlich an jenen Dampfmaschinen häufig, die zur Unterstüzung einer Wasserkraft zu dienen haben. In einem solchen Falle kann es leicht kommen, daß die Sicherheitsventile, die schmelzbaren Scheiben etc., welche die Verordnungen vorschreiben, für 5 und 6 Atmosphären berechnet sind, während man nur unter einem Druke von zweien zu arbeiten hat. Wir werden später zeigen, daß, wenn der Kessel in diesem Falle mit keinen anderen Vorkehrungen als den vorgeschriebenen ausgestattet ist, diese Mittel den meisten Explosionen durchaus auf keine wirksame Weise vorbeugen werden.

Nach derselben Verordnung §. 3 dürfen Hochdrukdampfkessel weder verkauft, noch in irgend einer Fabrik angewendet werden, wenn deren Stärke nicht vorher durch die hydraulische Presse erprobt worden ist. Jeder Kessel muß bei der Probe einen 5 Mal größeren |244| Druk aushalten, als der ist, dem er bei dem gewöhnlichen Dienste der Maschine ausgesezt ist. Nach der Probe und als Beweis für das Resultat derselben muß jeder Kessel mit einer Marke versehen werden, auf der in Zahlen der Grad des Drukes, für den er verfertigt worden, angegeben ist. Die Fabrikvorstande dürfen keinen Kessel anwenden, dessen Marke nicht wenigstens eine Zahl zeigt, welche einer Kraft entspricht, die der in ihrer Deklaration angegebenen gleichkommt.

Nach der Verordnung vom 7. Mai 1828 §. 1 ist der Probedruk für Kessel und Siederöhren aus Kupfer und gehämmertem Eisen auf den dritten Theil jenes Drukes, bei dem sie zu arbeiten haben, reducirt. Dieser Verordnung ist auch eine Instruction, welche die den Dampfkesseln zu gebende Dike regulirt, beigegeben: eine Dike, welche wegen der Oxydation und Abnüzung, die die Kessel während ihres Dienstes erleiden, immer viel stärker seyn muß, als jene, welche dem verlangten Druke zu widerstehen im Stande ist. Die Dike muß ferner auch größer seyn, weil die Probe in der Kälte vorgenommen wird, während der Kessel, wenn er arbeitet, einer hohen Temperatur ausgesezt ist; und weil die Zähigkeit des Metalles in der Hize abnimmt.

Wir haben über das Probiren der Kessel mit der hydraulischen Presse nichts zu erinnern; überzeugt sind wir aber, daß die Instruction, welche die Dike festsezt, von größerem Nuzen ist, als die Probe. Denn es ist nicht möglich, daß ein nach der Instruction verfertigter Kessel die Probe nicht aushält; es wäre denn, daß die dazu verwendeten Bleche Fehler hätten, in welchem Falle die Kessel während der Probe nachgeben würden.

Nach der Verordnung vom 29. Oktober 1825 §. 4 müssen an jedem Kessel zwei Sicherheitsventile, nämlich an jedem Ende des oberen Theiles des Kessels eines, angebracht werden. Sowohl die Dimension als die Belastung muß an beiden gleich seyn, und sich sowohl nach der Große des Kessels, als auch nach dem auf seiner Marke angedeuteten Grade des Drukes richten, und zwar so, daß im Falle der Dampf eine zu große Spannung bekäme, das Spiel eines einzigen dieser Ventile dem Dampfe hinreichenden Ausweg gestattete.

Die Wirkung des Sicherheitsventiles muß eine solche seyn, daß, wenn in einem Kessel der bestimmte Druk aus irgend einer Ursache, sey es durch zu starke Feuerung, sey es durch plözliches Anhalten der Maschine ohne gleichzeitige Minderung des Feuers, höher steigt, das Ventil im Verhältnisse der Vermehrung dieses Drukes emporsteigt, und unter Entweichung des Dampfes so lange offen |245| bleibt, bis der ursprüngliche Druk wieder hergestellt ist. Wenn die Maschine plözlich zum Stillstehen kommt, so hat das Ventil sogar allen Dampf, der sich in dem Kessel bildet, zu entleeren, so lange dessen Druk größer ist, als ursprünglich. Diese Bedingungen muß das Sicherheitsventil erfüllen, wenn ihm das in der Verordnung zugestandene Vertrauen beigelegt werden soll.

Man sieht aber täglich, daß das Ventil nicht bloß dann Dampf entweichen läßt, wenn dieser einen höheren als den berechneten Druk erreicht hat; sondern daß, wie gut auch die Adjustirung seyn mag, selbst bei viel niedrigerem Druk Dampf austritt. Man hat in den Fabriken unserer Stadt vielfach versucht, die Ventile genau nur mit dem streng nöthigen Gewichte zu beschweren; man hat auf alle Weise versucht, dieses Gewicht bis auf jenes zu reduciren, welches sich nach dem inneren Druke berechnet; man hat z.B. die Ventile regelmäßig alle 8 Tage abgedreht; man hat sie in der Meinung, daß sie sich dann besser einreiben würden, aus verschiedenen Metalllegirungen verfertigt: Alles jedoch ohne Erfolg. Das Ventil hielt, nachdem es frisch abgedreht worden war, einige Augenblike; dann aber war man gezwungen dessen Belastung zu erhöhen, um einem bedeutenden Verluste an Dampf vorzubeugen. Im Allgemeinen ist bekannt, daß wenn ein Ventil ein Mal Dampf austreten läßt, eine hermetische Verschließung nur durch neues Abdrehen oder durch Anwendung eines starken Uebergewichtes herzustellen ist. Nach mehrjährigen Erfahrungen und zahlreichen fruchtlosen Versuchen haben sich unsere Fabrikanten überzeugt, daß es unmöglich sey sich an die Verordnungen zu halten, und die Ventile mit keinem stärkeren, als dem nach dem inneren Druke berechneten Gewichte zu belasten. Wir haben in mehreren unserer Fabriken die wirkliche Belastung der Ventile untersucht und gefunden, daß sich diese zu der berechneten und vorgeschriebenen wie 3 zu 2 verhält. Zu bemerken ist hiebei, daß man die Ventile jeden Sonntag sorgfältig abdreht; und daß man zur Beifügung des Uebergewichtes gezwungen war, weil sonst die Maschine nicht hätte gehen können. Denn wenn der Dampf ein Mal einen Ausweg gefunden hat, so erweitert sich dieser immer mehr und mehr; es entsteht ein bedeutender Verlust an Dampf, und der Maschinist weiß am Ende nicht mehr, ob dieser von einem zu starken Druk im Kessel oder davon herrührt, daß das Ventil schlecht paßt. Es ist zwar wahr, daß der Fabrikant, um in den Schranken des Gesezes zu bleiben, seinen Kessel bei einem Druke probiren und stempeln lassen könnte, welcher dem auf die Ventile gelegten Gewichte entspricht; allein man kann doch nicht verlangen, daß ein Kessel, der nur unter einem Druke von 2 Atmosphären arbeiten soll, eben so probirt werden |246| soll, als wenn er für einen Druk von 3 oder 4 Atmosphären bestimme wäre. Man könnte zwar glauben, daß auf diese Weise eine um so größere Sicherheit gegen Explosionen erzielt werden dürfte; dem ist jedoch, was die häufigsten Explosionsursachen betrifft, nicht so, wie später gezeigt werden soll.

Die neue, der Akademie zum Gutachten übergebene Verordnung sieht diese Unmöglichkeit, die Sicherheitsventile nur mit dem theoretisch nothwendigen Gewichte zu beschweren, voraus; denn es heißt darin: „Nach den Versuchen der Commission ist die Belastung nicht dadurch zu berechnen, daß man, wie es bei Oberflächen, die einem Druke ausgesezt sind, zu geschehen pflegt, die Mündung des Ventiles zum Grunde legt; sondern man hat zu dieser Oberfläche auch noch die Hälfte der Oberfläche des Ueberschlagringes (anneau de recouvrement) hinzuzufügen.“ Wir können über den Entwurf zu dieser Verordnung, da wir ihn nur unvollständig aus einem Journale kennen, nicht urtheilen; einige Bemerkungen erlauben wir uns jedoch. Erstens sehen wir nicht ab, aus welchem Grunde der Ueberschlagring mit in Berechnung kommen soll, da man diesem bei gleicher Ventilmündung eine willkürliche Breite geben kann. Wenn man ein Uebergewicht, welches aus den angegebenen Ursachen nöthig ist, und auch bereits überall angewendet wird, gestatten will so scheint es uns viel besser und rationeller, das theoretische Gewicht um ein Dritttheil oder um die Hälfte zu erhöhen, je nachdem man dieß oder jenes für geeignet hält, d.h. wenn z.B. das berechnete Gewicht 12 Kilogr. betrüge, so wäre dieß auf 16 oder 18 Kilogr. zu erhöhen. Auf diese Weise bliebe wenigstens die Belastung immer mit dem Druke im Verhältnisse.

Der Durchmesser der Sicherheitsventile ist durch eine Verordnung vom 25. Julius 1832 bestimmt. Eine solche Verordnung war auch wirklich sehr nöthig; denn die Ventile wurden bis dahin im Allgemeinen zu klein gemacht. Man rechnete gewöhnlich, daß bei gesteigertem Druke die ganze Ventilöffnung Dampf entweichen lassen würde; während sich doch die meisten dieser Ventile nur sehr wenig erheben können. Aus diesem Grunde müssen auch verordnungsmäßig die Ventile im Allgemeinen wenigstens einen zwei Mal so großen Durchmesser haben, als für den Fall, daß das Ventil sich ganz öffnete, eigentlich nöthig wäre. Das Verhältniß des Durchmessers ward von einer Commission, welche Versuche in dieser Hinsicht anzustellen hatte, bestimmt. Es wäre sehr zu wünschen, daß diese Arbeiten und Versuche bekannt gemacht würden, indem für die Dampfmaschinenbauer in vielen Fällen ein großer Nuzen daraus erwachsen müßte. Ja übrigens diese Versuche nicht bekannt sind, so sind wir |247| auch noch nicht überzeugt, daß der doppelte Durchmesser ausreicht, um jede Vermehrung des Drukes zu verhüten.

Der Durchmesser des Sicherheitsventiles hängt von der Größe des Kessels oder vielmehr von dessen Heizoberfläche und von dem Stempel ab, der die Zahl der Atmosphären, für die der Kessel gebaut ist, angibt. Würde sich das Ventil ganz öffnen, so hätte man sich der Formel (A):

Textabbildung Bd. 65, S. 247

zu bedienen, in welcher d den gesuchten Durchmesser, c die in Quadratmetern ausgedrükte Heizoberfläche, und n die Zahl des Stempels des Kessels repräsentirt. Da jedoch die Sicherheitsventile einen zwei Mal größeren Durchmesser haben müssen, so hat man die Formel (B) in Anwendung zu bringen, nach welcher

Textabbildung Bd. 65, S. 247

Nach dieser ist auch die Tabelle für die Durchmesser, welche der Verordnung beigegeben ist, berechnet.

Wenn die Sicherheitsventile das ihnen geschenkte Zutrauen wirklich verdienten, so würden wir mit der für deren Durchmesser gegebenen Vorschrift ganz einverstanden seyn; ja wir wünschten sogar, daß man sich darin auf noch weitere Details einließe. So wäre zu verlangen, daß die Ventile, auf die ein Hebel drükt, so eingerichtet seyen, daß sie so weit gehoben werden können, daß die freie Oeffnung, welche sie darbieten, wenn sie ganz gehoben sind, größer ist, als jene, welche nach der Formel (A) für die Ventile, welche sich ganz öffnen, gefunden wird. Denn des doppelten Durchmessers ungeachtet könnten sich die Ventile doch nicht in hinreichendem Grade heben. Eben so wäre zu verlangen, daß der kurze Hebelarm eine hinreichende Länge hätte, damit der auf das Ventil drükende Punkt, bei der Aufhebung des Ventiles einen Kreisbogen beschreibt, welcher einer geraden Linie möglichst nahe kommt; denn der Hebel könnte sonst in vielen Fällen eine Reibung an dem Ventile veranlassen, wodurch dessen freies Spiel beeinträchtigt wäre. Der Hebel muß ferner auch genau auf den Mittelpunkt der Ventilplatte drüken, damit das Ventil nicht einseitig aufgehoben werde, und sich auch nicht werfen könne.36)

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Die Verordnung vom 29. Oktober 1825 erheischt, daß eines der Sicherheitsventile mit einem Gitter verschlossen werde, zu welchem nur der Vorstand den Schlüssel zu führen hat. Dadurch soll der Heizer verhindere werden, durch größere Beschwerung des Ventiles den Dampf auf einen zu hohen Druk zu treiben. Wir finden diese Maßregel ganz unnüz, indem der Vorstand auf seinen Maschinisten so viel Vertrauen haben muß, ihm den Schlüssel zu dem Sicherheitsventile zu überlassen; und indem beide bei der Verhütung der Explosion betheiligt sind. Man hat überdieß bei dieser Maßregel vergessen, daß jedes Sicherheitsventil, wenn man sich nur einiger Maßen darauf verlassen will, wöchentlich wenigstens ein Mal abgedreht, und von Zeit zu Zeit emporgehoben werden muß, um sich von seiner Diensttauglichkeit zu überzeugen. Ein unter Verschluß gehaltenes Ventil nun wird, wenn es nur einige Wochen unbeachtet bleibt, so einkleben und solcher Maßen einrosten, daß es nichts mehr leisten wird, wenn es die Umstände erheischen. Diese Bemerkung ist ganz aus der Erfahrung genommen; denn man trifft häufig solche Sicherheitsventile, die nur mit Gewalt aufgehoben werden können, und die daher durch das Vertrauen, welches man zu ihnen hegt, eher schädlich als nüzlich werden müssen. Die wirklich kleinliche Sorgfalt, die den Sicherheitsventilen zugewendet werden muß, gehört zu den großen Mängeln dieser Vorkehrungen. Es ist sehr möglich, daß der Dampf in einem Kessel mehrere Wochen über keinen solchen Druk erreicht, als zum Aufheben des Ventiles erforderlich ist, und daß es, wenn während dieser Zeit nicht sorgfältig darauf geachtet wird, in solchem Grade ankleben kann, daß es selbst bei einem gefahrdrohenden Druke nicht mehr aufgehoben wird.

Die Verordnung vom 29. Oktober 1825 befiehlt ferner in §. 5, daß an dem oberen Theile eines jeden Kessels zwei leichtflüssige metallene Scheiben anzubringen sind. Die eine dieser Scheiben, deren Durchmesser wenigstens jenem der einen der Sicherheitsventile gleichkommen soll, muß aus einer Legirung bestehen, welche bei einer Temperatur, die um 10° Celsius hoher ist, als die von der Marke des Kessels repräsentirte, schmilzt oder sich so erweicht, daß sie nachgibt. Die zweite Scheibe, die einen doppelt größeren Durchmesser haben soll, muß in der Nähe des Sicherheitsventils und mit diesem unter |249| demselben Gitter angebracht werden; sie hat aus einer Legirung zu bestehen, welche bei einer Temperatur, die um 20 Centigr. höher ist, als die von der Kesselmarke repräsentirte, schmilzt oder hinlänglich weich wird. Alle diese Scheiben haben einen Stempel zu bekommen, der ihren Schmelzpunkt angibt.

Diese Scheiben scheinen auf den ersten Blik die schönsten Vortheile zu versprechen; sie sind vom Standpunkte der Theorie aus betrachtet eine der interessantesten Erfindungen; leider fällt aber die Praxis ein strengeres Unheil über sie. Man hat nämlich überall, wo man sich ihrer noch bediente, gefunden, daß sie weit früher, als die Gefahr es erheischt, schmelzen, erweichen, sich wölben und zerreißen. Wir sahen in unseren Fabriken Kessel, die keineswegs übers laden waren, an denen die Schwimmer frei spielten, denen es nie an Wasser fehlte, und an denen die schmelzbaren Scheiben dennoch kaum 8 Tage dauerten. Hieraus folgt natürlich, daß die Fabrikanten diese Scheiben endlich ganz aufgaben, weil ihre Arbeiten durch sie wöchentlich ein Mal einen halben Tag über unterbrochen wurden. Die Nachtheile, welche aus diesen Unterbrechungen im Allgemeinen, besonders aber auf Dampfbooten erwachsen können und müssen, sind so offenbar, daß diese Maßregel dringend Abstellung fordert.

Die eben erwähnten Unannehmlichkeiten der Scheiben lassen sich auf mehrere Ursachen zurükführen.

1) ist es unmöglich, daß die Kesselwände eine höhere Temperatur annehmen können, als der Dampf, wenn auch der Wasserstand im Kessel nicht gesunken ist: und zwar besonders in den gußeisernen Kesseln. Diese Wirkung hängt von der Höhe des Mauerwerkes, womit der Kessel umgeben ist, oder von der Stelle, an der sich die schmelzbare Scheibe befindet, ab.

2) kann die Legirung, aus der die Scheiben verfertigt sind, mehr oder minder gleichartig oder homogen seyn, und leichtflüssigere Stellen enthalten, da es bekanntlich sehr schwer ist, sich vollkommen homogene Legirungen zu verschaffen. Die im Handel vorkommenden Scheiben werden zwar verordnungsmäßig von den Ingenieurs geprüft und gestempelt; allein es ist sehr schwer die Temperatur, bei der diese Platten wirklich schmelzen, zu ermitteln; und die Ingenieurs, die bei der Sache nicht direct betheiligt sind, wenden auf diese Versuche nicht immer die große Sorgfalt, die sie erfordern. Ueberdieß besteht auch zwischen jener Temperatur, bei der eine Scheibe schmilzt, und jener, bei der sie weich wird, eine sehr große Differenz; die Scheibe wird sich zuerst biegen, und dann unter dem Druke des Dampfes nachgeben oder zerreißen. Dieser Grad der Temperatur ist sehr schwer zu bestimmen, und doch ist es praktisch von hoher Wichtigkeit |250| ihn zu wissen. Damit die im Handel vorkommenden Scheiben hinreichendes Vertrauen einflößen können, sollen sie von den Ingenieurs nicht nur bei einer gewissen Temperatur, sondern zugleich auch unter einem bestimmten Druk des Dampfes probirt werden; auch müßte der Versuch hinlänglich lang dauern, indem sich die Scheiben nur nach und nach biegen. Hieraus erhellt, daß dieser Bedingung beinahe unmöglich Genüge geleistet werden kann.

3) endlich werden die Scheiben durch den Dampf oxydirt und angegriffen. Betrachtet man nämlich eine Scheibe, weiche einige Zeit über an einem Kessel angewendet gewesen ist, so wird man finden, daß jener Theil, der mit dem Dampfe in Berührung stand, nicht mehr glatt, sondern gleichsam wie mit einem Grabstichel ausgestochen ist. Dasselbe kann man auch an den bleiernen Scheiben, deren man sich an den Röhrengefügen bedient, und allmählich selbst an dem Gußeisen, besonders wenn es polirt ist, bemerken.

Das, was oben von den Sicherheitsventilen, die einige Zeit über nicht geöffnet oder verwahrlost wurden, gesagt ward, gilt auch von den schmelzbaren Scheiben. Sie können sich nämlich durch kalkige Ablagerungen verlegen, und diese Ablagerungen können unter gewissen Umständen selbst eine solche Dike bekommen, daß die Scheiden dadurch verhindert werden, die Temperatur des Dampfes anzunehmen.

In dem erwähnten neuen Verordnungsentwurfe wird des Biegens und Zerreißens der schmelzbaren Scheiben gedacht, und deren Durchmesser deßhalb auf 22 Millimeter oder 10 Linien herabgesezt. Die Temperatur der Erweichung der ersteren soll 10 und jene der zweiten 15° über jener betragen, die dem Maximum des Drukes des Dampfes im Kessel entspricht. Die minder schmelzbare Scheibe wird so lange dienen, bis die erstere, wenn sie in Fluß gerathen, ersezt worden ist.

Unserer Meinung nach hat man hier die Bedürfnisse der Industrie nicht wohl aufgefaßt. Es genügt nämlich keineswegs, den Durchmesser der schmelzbaren Scheiben zu verkleinern, wenn man ihnen denselben Grad der Schmelzbarkeit beläßt; denn sie werden sich unter diesen Umständen eben so gut wie früher erweichen und auch zerreißen; und eben so werden sie den Fabrikanten zwingen, den Gang der Maschine zu unterbrechen, wenn die erstere Scheibe schmilzt. Eine Oeffnung von 10 Linien an einem Hochdrukkessel wird denselben gewiß zum Betriebs der Maschine untauglich machen; und überdieß ist nicht abzusehen, wie die Scheibe ausgewechselt werden kann, während die Mündung offen ist, und während der Dampf mit Gewalt ausströmt. Wenn man die schmelzbaren Scheiben denn durchaus beibehalten wollte, so hätte man unserer Ansicht nach zwischen dem |251| Maximum der Temperatur des Dampfes und dem Schmelzpunkte der Scheibe einen größeren Spielraum lassen sollen. Diese Bedingung, die unumgänglich nöthig ist, um die schmelzbaren Scheiben praktisch anwendbar zu machen, wird übrigens die Wirkung, die man sich von ihnen verspricht, vielleicht ganz verhindern, und die Anwendung anderer Mittel erheischen, um zu demselben Zweke zu gelangen.

Berühren müssen wir aber hier auch noch, wie leicht die Behörden in Hinsicht auf die Anwendung der schmelzbaren Scheiben getäuscht werden können. Man könnte nämlich, um das häufige Schmelzen dieser Scheiben ohne Gefahr zu verhüten, unter der Scheibe ein dünnes Eisenblech, welches den Bliken des Ingenieurs unzugänglich wäre, und selbst dann keinen Dampf austreten ließe, wenn die Scheibe in Fluß gerathen, anbringen. Der Arbeiter könnte auch ein nasses Tuch auf die Scheibe legen, und dieses von Zeit zu Zeit begießen, damit sich die Scheibe nicht bis auf die Temperatur des Dampfes erhizen kann. Was die gewöhnlichen Sicherheitsventile betrifft, so können diese bei der Seltenheit der Besuche der Ingenieurs beinahe fortwährend mit einem Uebergewichte, welches nur während des Besuches zu beseitigen wäre, belastet werden. Ohne uns jedoch weiter bei den vielerlei Mitteln, die in Anwendung gebracht werden könnten, um die Behörden zu tauschen, aufhalten zu wollen, wollen wir nur auf einen großen Irrthum in den Befehlen des Präfecten, welche diesen Bericht veranlaßten, hinweisen. Es ist nämlich darin genau und bestimmt angegeben, um wie viel die an den Hebeln aufgehängten Gewichte zu vermindern seyen; allein es ist nirgendwo die Sprache von der Länge des Hebels, so daß man diesen also leicht in dem Maaße verlängern könnte, in welchem das Gewicht vermindert wird!

Wir gehen nunmehr auf die Ursachen der Explosionen und auf die Unzulänglichkeit der verordnungsmäßig vorgeschriebenen Mittel bei wirklicher Gefahr über; um dann auch noch von einigen anderen wirksameren Vorkehrungen, deren man sich in vielen unserer Fabriken wirklich bedient, zu sprechen.

Man hat sehr wenige Beispiele von Explosionen, die sich während eines regelmäßigen Ganges der Maschine ereigneten. Das im März 1827 auf einem Dampfboote in Lyon vorgefallene Unglük ward dadurch veranlaßt, daß die Ventile nicht arbeiten konnten, weil sie der Ingenieur mit Balken beschwert hatte; auch weiß man nicht ein Mal, ob es dem Kessel nicht zugleich auch an Wasser fehlte.

In Mülhausen kam bisher nur eine einzige Explosion vor, und zwar im Jahre 1834 an dem Kessel, der zur Heizung der Fabrik der HH. Dollfus, Mieg und Comp. diente. Der Kessel war sehr |252| alt, von niederem Druke und von der Gestalt der alten Watt'schen Kessel, d.h. er endigte sich zu beiden Seiten in eine ebene Oberfläche. Der Heizer wußte nicht, daß die Austrittshähne für den Dampf verschlossen seyen, und da er wie gewöhnlich heizte, so mußte eine Explosion eintreten, wobei das eine der flachen Enden abgelöst und weit hinweggeschleudert wurde.

Die Hauptursache der Explosionen ist Wassermangel im Kessel oder wenigstens ein bedeutendes Sinken des Wasserstandes unter sein gewöhnliches Niveau. In diesem Falle geht der Explosion als vorzügliche Erscheinung ein verminderter Druk des Dampfes und mithin eine Abnahme der Geschwindigkeit der Bewegung voraus. Wenn das Niveau des Wassers sinkt, so sind die Kesselwände großen Theils dem Feuer ausgesezt, ohne daß sie die von ihnen aufgenommene Wärme an das Wasser abgeben können: die Dampferzeugung ist also vermindert. Die Kesselwände kommen hiedurch zum Rothglühen, und der Dampf erreicht eine weit höhere Temperatur als jene des Wassers, ohne daß deßhalb der Druk zunimmt, indem der Dampf nicht gesättigt ist. Wenn nun unter diesen Umständen dem Dampfe ein Ventil oder eine schmelzbare Scheibe oder irgend eine andere Austrittsöffnung eröffnet wird, so wird ein rasches Entweichen des Dampfes Statt finden, während das zurükbleibende Wasser seines Drukes entledigt, eine sehr heftige und beinahe augenblikliche Verdünstung bewirken wird. In Folge der vielfachen Berührungen, in welche das Wasser beim Aufsieden theils mit einer sehr heißen Atmosphäre, theils mit den glühenden Kesselwänden geräth, erfolgt die Dampfentwikelung und die Erhöhung des Drukes so rasch, daß die Oeffnung des Sicherheitsventiles nicht wehr ausreicht, und daß also die Kesselwände nachgeben müssen. Dieß ist die von Perkins und auch die von Arago gegebene Erklärung der Explosionen.

Nur in dem Falle, wo das Sicherheitsventil keine Wirkung haben und selbst schädlich werden kann, haben die schmelzbaren Scheiben zu wirken, und zwar bevor noch das Austreten des Dampfes mit Gefahr verbunden ist; denn würden sie zu spät schmelzen, so wäre dieß nach der eben gegebenen Theorie eben so gefährlich. Andererseits muß aber auch der Schmelzpunkt so hoch seyn, daß die oben erwähnten Unannehmlichkeiten nicht ohne Gefahr Statt finden. Unserer Ansicht nach besteht noch keine Gefahr, so lange die Temperatur des Dampfes die gewöhnliche Temperatur nur um 10° übersteigt.

Gesezt, ein Fabrikant wollte die zu häufigen Erneuerungen der schmelzbaren Scheiben und einen Theil der Unannehmlichkeiten der Sicherheitsventile umgehen; gesezt, er lasse seinen Kessel für eine stärkere |253| Kraft, als er auszuhalten hat, bauen, probiren und stempeln; und gesezt, die schmelzbaren Scheiben und Ventile seyen hienach eingerichtet, so glauben wir, daß bei eintretendem Mangel an Wasser eine Explosion doch nicht minder möglich ist. Es wird vielmehr gerade das Gegentheil Statt finden, indem wir nicht zugeben, daß eine geringe Vermehrung der Metalldike den Kessel am Bersten hindere. Der einzige Vortheil, der für den Fabrikanten daraus erwachsen würde, wäre also vielleicht nur der, daß die Scheiben etwas seltener schmelzen dürften: vorausgesezt, daß man sich auf die Legirung verlassen kann; und selbst diesen Vortheil wird die Behörde nicht als solchen erkennen.

Eine weitere Ursache, welche Explosionen begünstigen und vielleicht auch erzeugen kann, ist in der Abnüzung oder vielmehr in der Oxydation und in den Niederschlägen, welche sich in den Kesseln erzeugen, zu suchen. Kessel, die viele Niederschlage enthalten, oxydiren sich an ihrer äußeren Oberfläche leichter und spalten sich dann; die kupfernen Siederöhren namentlich bekommen über dem Heerde oft Bukeln und zerreißen dann. Dergleichen Zufalle ereignen sich immer ohne Explosion; ja manchmal kann der Kessel sogar in seiner Arbeit fortfahren; sie sind öfter die Folge einer zu starken Heizung als der Abnüzung.

Man sieht Kessel von niederem Druke, deren Dike, wenn sie viele Jahre über gedient haben, an manchen Stellen so abgenommen hat, daß sie dem geringsten Druke nachgeben; und doch arbeiten diese Kessel, so lange keine Explosion erfolgt, vollkommen gut. Wir haben Grund anzunehmen, daß zur Erzeugung einer Explosion ein durch eine augenblikliche Dampfentwikelung veranlaßter Stoß Statt finden müsse, ausgenommen es besteht ein ganz außerordentlicher Druk im Kessel, was selbst der unerfahrenste Heizer bemerken wird. Wir glauben demnach, daß die Explosionen hauptsächlich nur durch einen Mangel an Wasser im Kessel oder durch einen zu hohen Druk veranlaßt werden; und daß sich die Verwaltungsmaßregeln nur auf diese beiden Punkte beschränken sollen.

Was die Zunahme des Drukes betrifft, so verlangen die Verordnungen die bereits abgehandelten Sicherheitsventile, die ihrem Zweke entsprechen würden, wenn sie nicht die angedeuteten Nachtheile hatten und in einigen Fällen sogar schädlich wären. Dagegen ist keine Vorkehrung zur Erkennung des Wasserstandes vorgeschrieben, indem nur in den ministeriellen Instructionen vom 19. März 1824 und vom 3. Junius 1830 von dem Schwimmer, so wie er gegenwärtig gebräuchlich, die Sprache ist. Dieses Instrument sollte, wie uns scheint, durch eine Verordnung vorgeschrieben werden; indem |254| es noch sehr viele Kessel, namentlich von kleiner Dimension gibt, an denen man den Wasserstand nur daraus erkennt, daß man von Zeit zu Zeit die über und unter dem eigentlichen Niveau angebrachten Hähne öffnet, um zu sehen, ob Wasser oder Dampf bei ihnen entweicht. Dieses höchst unvollkommene Untersuchungsmittel muß aufgegeben werden; denn einerseits schwellen die Hahne an, so daß man sie oft nur mir Mühe öffnen kann, und andererseits wird der Heizer sich lieber durch das Gesicht als durch öftere Wiederholung der Handhabung der Hähne von dem Wasserstande überzeugen. Ueberdieß geben die Hähne keine sicheren Andeutungen, weil auch durch den über dem Niveau des Wassers befindlichen Hahn in Folge des Aufsiedens Wasser ausgetrieben werden kann. An einigen Kesseln hat man auch senkrechte gläserne Röhren angebracht, die am ersten Tage zwar sehr gute Dienste leisten, an deren innerer Oberfläche sich aber nach einigen Tagen ein Niederschlag ansezt, welcher alle weiteren Beobachtungen verhindert.

Der Schwimmer hat nur das Unangenehme, daß er einige Aufmerksamkeit erfordert, indem der Heizer sehr oft nachzusehen hat, ob er frei spielt, und in welcher Stellung sich der Hebel befindet. Er ist in den Händen eines sorgfältigen Mannes ein Instrument, welches den Wasserstand immer mir Genauigkeit andeutet, wenn er gehörig beobachtet wird. Er muß aber auch so groß als möglich seyn, damit er gerade noch durch das Einsteigloch des Kessels eingeführt werden kann; für Kessel von bedeutender Größe soll ein Durchmesser von wenigstens 18 Zoll vorgeschrieben seyn. In vielen Fällen bedient man sich des Schwimmers zur Regulirung des Wasserzuflusses im Kessel; da jedoch der hiezu nöthige Hahn die freie Bewegung des Schwimmers beeinträchtigen könnte, so sollten für diesen Fall zwei Schwimmer gefordert werden. Diese Maßregel, die man an vielen Kesseln von niederem Druke schon wirklich befolgt sieht, wäre gewiß nicht mehr übertrieben als die doppelten Ventile und die doppelten schmelzbaren Scheiben. Ein Vorwurf, den man den Schwimmern machen kann: nämlich der, daß sie den Wasserstand nur dann angeben, wenn sie beobachtet werden, und daß sie also nichts helfen, wenn der Heizer unachtsam ist, läßt sich leicht dadurch beseitigen, daß man mit der Stange oder mit dem Hebel des Schwimmers einen Hahn oder eine Pfeife in Verbindung bringt, welche, wenn der Schwimmer unter das wirkliche Niveau herabsinkt, einen Laut gibt, der den Heizer erinnert, das gehörige Niveau wieder herzustellen.

Die schmelzbaren Scheiben äußern, wie gesagt worden, ihre Wirksamkeit, wenn wegen Wassermangels Gefahr eintritt; sie unterbrechen dabei das Spiel der Maschine, selbst wenn sie nach dem |255| neuen Verordnungsentwurfe so klein gemacht werden, daß sie nur mehr die Gefahr andeuten, ohne ein wirkliches Sicherheitsmittel abzugeben. Der Schwimmer leistet also dasselbe, ohne das Spiel der Maschine zu beeinträchtigen, und beugt allen Unfällen sicherer vor als irgend ein anderes Instrument.

Von der Nothwendigkeit, das Wasser im Kessel immer auf gleicher Höhe zu erhalten, überzeugt, glauben wir. daß die Ingenieurs in dieser Hinsicht strenger seyn sollten. Sie hätten sich mit größter Sorgfalt von dem guten Zustande der Speisungspumpen und dem freien Spiele der Schwimmer, so wie auch davon zu überzeugen, daß das den Kessel umgebende Mauerwerk so aufgeführt ist, daß nicht durch ein Sinken des Wasserstandes um einige Zoll ein Theil der Kesselwände dem Feuer ausgesezt wird. Diese Untersuchungen wären nach dem Dafürhalten von uns Praktikern weit wichtiger, als die Prüfung der schmelzbaren Scheiben und der Sicherheitsventile. Auch sollten die Besuche der Ingenieurs weit häufiger geschehen; denn dann würde man sich von der Unmöglichkeit, die Verordnungen in allen einzelnen Punkten zu befolgen, gar bald überzeugen; dann würde man sehen, mit welchem Grade von Sorgfalt die Dampfmaschinen unterhalten und überwacht werden; dann würde man sich auch mehr in jenen Dingen unterrichten, in denen die Ingenieurs großen Theils keine Erfahrung haben. Auch wäre in den Berichten dieser Herren nicht nur lediglich auf die von den Fabrikanten nicht befolgten Verordnungen Rüksicht zu nehmen; sondern es wäre auch über die neuen Sicherheitsmittel zu berichten, welche sie angewendet finden, und welche manchmal größere Garantien gewahren, als die verordneten, ohne ihre Nachtheile zu haben. Dazu ist aber mehr Zeit und Mühe erforderlich, als man der Sache gegenwärtig schenkt. Auch soll man nicht vergessen, daß man sich nüzlichen, auf die Erfahrung begründeten Anordnungen gern fügt; während man sich der Gewalt, wenn sie nicht durch Gründe und Recht unterstüzt ist, immer widersezt.

Der Manometer hat beständig den Druk des Dampfes im Kessel anzudeuten und muß dem Heizer zugängig seyn. Er ist so nothwendig als der Schwimmer, und beide zusammen und in gutem Zustande erhalten, genügen ohne irgend ein anderes Sicherheitsmittel. Die Verordnungen erwähnen keines Manometers; nur die ministerielle Instruction vom 19. März 1824 und vom 3. Jun. 1830 erwähnt des Manometers mit comprimirter Luft für die Hochdrukkessel. Wer sich aber immer dieses Instrumentes zu bedienen hatte, wird sich von dessen Mängeln, von denen wir bloß die vorzüglichsten anführen wollen, überzeugt haben.

1) hat der Maaßstab eine zu geringe Ausdehnung, und die |256| Grade werden in dem Maaße kleiner, als der Druk steigt, und als man folglich mehr Interesse hat den wirklichen Druk zu erfahren. Der geringste Fehler in der Länge der Röhre oder im Niveau des Queksilbers wird dann höchst wichtig. Es ist überdieß sehr schwer, das Instrument gut zu verfertigen, und zwar wegen der Eintheilung des Maaßstabes, bei der sowohl auf den Druk des Dampfes auf die Luft, als auf den Gegendruk des in der Röhre emporsteigenden Queksilbers Rüksicht genommen werden muß.

2) muß die Länge der Glasröhre ganz genau mit der Länge des gravirten Maaßstabes correspondiren. Wenn nun aber diese Röhre bricht, so ist es sehr schwer, eine andere einzusezen, welche ganz genau dieselbe Länge hat, und welche, wenn man sie einsezt, keine Veränderung im Niveau des Queksilbers erzeugt.

3) kann sich dieses Niveau verändern, ohne daß man es bemerkt; denn das Queksilber absorbirt nach und nach einen Theil des Sauerstoffs der Luft, wodurch das Volumen dieser lezteren abnimmt. Dieser Fehler wiederholte sich in einer unserer Fabriken so häufig, daß man gezwungen war, statt der gewöhnlichen Luft ein anderes Gas, worin kein Sauerstoff enthalten war, anzuwenden, da man damals den Barometer mit freier Luft noch nicht kannte. Wenn das Queksilber nicht ganz rein oder auch oxydirt ist, so hängt sich dasselbe auch an die Wände der Röhre, die dann ihre Durchsichtigkeit verlieren, an.

Alle diese Vorwürfe, welche die Angaben dieses Instrumentes beinahe immer irrig machen, treffen jedoch keineswegs den sogenannten offenen Manometer oder Barometer mit Gefäß oder Heber, dessen in der ministeriellen Instruction vom 3. Jun. 1830 gedacht ist, und dessen wir uns seit langer Zeit mit größtem Vortheile bedienen. In jener Instruction heißt es, daß der offene Manometer, der nur für die Maschinen mit niederem Druke vorgeschrieben ist, auch bei den ersten Graden des hohen Drukes, d.h. so lange er keine zu große Länge zu haben braucht, mit Vortheil angewendet werden kann. Diese Beschränkung ist jedoch nicht begründet; denn wir wenden diese Röhren bis zu einem Druke von 5 und 6 Atmosphären hinauf, also bei dem stärksten, in den Fabriken gebräuchlichen Druke an, und sehen keinen Grund, warum man sie sogar nicht noch länger machen sollte.

Dieser Barometer gibt in jedem Augenblike ganz sicher an, was im Kessel vorgeht, und zwar in einem großen Maaßstabe, da auf jede Atmosphäre 14 bis 28 Zoll kommen. Die Länge der Röhre und die Höhe des Queksilbers ist wie ein Sicherheitsventil für das Maximum des Drukes regulirt; wird dieser Druk überstiegen, so wird |257| das Queksilber aus der Röhre ausgetrieben und dem Dampfe ein Ausgang eröffnet, ohne daß von dem Queksilber, welches in einem untergesezten Gefäße aufgefangen wird, auch nur ein Tropfen verloren geht. Da der Durchmesser der Röhre so groß ist, als jener eines Ventiles, welches sich ganz öffnet, so kann der Druk nie das gewünschte Maximum übersteigen. Dieses Instrument deutet also nicht nur mit Genauigkeit den Druk an, sondern es ist zugleich auch das beste Sicherheitsventil: ein Ventil, welches weder von dem Heizer noch von dem Vorstande selbst überladen werden kann, welches sich ganz öffnet, und keines Uebergewichtes bedarf; eine schmelzbare Scheibe, deren Flüssigkeit nicht zu unterdrüken ist. Es ist ferner eben so leicht dieses Instrument durch die Ingenieurs verificiren zu lassen; denn die Scala ist sehr einfach. Wir glauben, daß die Behörde kein wirksameres Sicherheitsmittel fordern kann, und daß bei dessen Anwendung die gewöhnlichen Sicherheitsventile ganz überflüssig und mithin wegen ihrer mehrfachen Nachtheile zu unterdrüken seyen.

Der offene Barometer und der Schwimmer haben vor vielen anderen zur Sicherheit empfohlenen Vorkehrungen den unschäzbaren Vorzug, daß sie nothwendig immer in Thätigkeit bleiben. Ist der Schwimmer zu weit gesunken, oder seine Besagung zu eng, so werden seine beständigen Bewegungen aufhören; und da dieß Jedermann auffällt, so ist der Heizer gezwungen sein Augenmerk beständig auf ihn zu richten. Ebendieß gilt auch von dem Barometer, der für jeden Kolbenhub regelmäßig eine Schwingung von mehreren Linien macht, und an dem man ebenfalls gleich bemerkt, wenn er nicht in guter Ordnung ist.

Ein Instrument, welches unserer Ansicht nach für alle Dampfkessel von großem Nuzen seyn müßte, wäre ein Ablaßhahn oder ein derlei Ventil, welches von dem Heizer zu öffnen wäre, sobald der Barometer einen zu hohen Druk andeutet. Diese Vorrichtung wäre vorzüglich für den Fall sehr nothwendig, wo die Dampfmaschine plözlich angehalten, wird, während das Feuer noch fortwährt, oder während der Ofen selbst bei herausgenommenem Feuer noch so heiß wäre, daß Dampf entwikelt wird. Man ist unter diesen Umständen gezwungen ein Sicherheitsventil zu öffnen, wo sich dann der Dampf lästiger Weise in dem Fabrikgebäude verbreitet. Den Ablaßhahn dagegen könnte man mit einer Röhre in Verbindung bringen, welche den Dampf in den Rauchfang oder auch bloß aus dem Gebäude hinaus in die freie Luft leitete.

Am geeignetsten schiene uns in dieser Hinsicht ein Ventil vorzuschreiben, welches den an gewissen Maschinen von niederem Druke gebräuchlichen ähnlich wäre und auch in dem gewöhnlichen Verhältnisse |258| belastet seyn müßte; dieses Ventil hätte mit der äußeren Luft zu communiciren, und müßte mit einer dem Heizer zur Hand befindlichen Schnur gehoben werden können.

Die von Hrn. Henry angegebenen Modifikationen am Barometer, welche zum Zweke haben, den Heizer durch eine Gloke aufmerksam zu machen, wenn das Queksilber zu hoch steigt, oder den Ablaßhahn durch das Queksilber selbst öffnen zu lassen, übergehen wir, da sie nicht sowohl für die Behörden von Wichtigkeit sind, sondern hauptsächlich darauf hinausgehen den Verlust an Queksilber zu verhüten.

Wir bestehen demnach nur auf dem offenen Barometer, der, obwohl er nicht verordnungsmäßig vorgeschrieben und ziemlich theuer ist, doch bereits von allen aufgeklarten Fabrikanten angenommen wurde, und einer immer allgemeineren Verbreitung theilhaftig wird. Dieß ist auch wirklich die beste Empfehlung für ihn; denn das Urtheil der Praxis ist das strengste und reellste. Schon seit mehreren Jahren machten wir Schritte bei den Behörden, um die Einführung des offenen Manometers anstatt der Sicherheitsventile und der schmelzbaren Scheiben zu erzielen. Wir hoffen, daß die Verwaltung endlich die Stimme der Praxis, die am meisten bei der Verhütung von Unglüksfällen betheiligt ist, erhören wird; und bemerken schließlich nur noch, daß in Preußen und in anderen Ländern, deren Industrie weit jünger ist, dieses Instrument bereits durch eine Verordnung eingeführt ist.

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Es ließen sich für die Proportionen dieser verschiedenen Theile Vorschriften, welche von großer Wichtigkeit sind, aufstellen; denn es ist sehr leicht, selbst wenn man sich an die gegebenen Vorschriften hält, Ventile zu verfertigen, die nie allen Dampf, der im Kessel entwikelt wird, entweichen lassen. Wir glauben |248| sogar versichern zu können, daß dieß mit den meisten dermalen bestehenden Sicherheitsventilen der Fall ist; denn man sieht ihrer sehr viele, namentlich von den unter Verschluß gehaltenen, die sich nur um 2 bis 3 Millimeter heben können. Eine solche Hebung ist in sehr vielen Fällen gewiß nicht hinreichend, und der Druk würde unbestimmt zunehmen, wenn auch das Ventil geöffnet ist.

A. d. R.

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