Titel: Ueber Raub's Sicherheitsapparat für Dampfkessel.
Autor: Johnson, Walter Rogers
Fundstelle: 1837, Band 66, Nr. LI. (S. 248–251)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj066/ar066051

LI. Ueber einen von Hrn. Samuel Raub erfundenen Sicherheitsapparat für Dampfkessel. Von Hrn. W. R. Johnson.

Aus dem Franklin Journal im Mechanics' Magazine, No. 734.

Mit Abbildungen auf Tab. V.

Hr. Samuel Raub ist der Erfinder einer sehr sinnreichen, einfachen und dennoch sehr wirksamen Vorrichtung, welche durch Andeutung des Wassermangels in einem Dampfkessel manchen großen Gefahren vorbeugen soll. Man sieht diese Vorrichtung in Fig. 73, wo D einen senkrechten Durchschnitt durch einen cylindrischen Dampfkessel ohne inneren Feuerzug vorstellt, und in der die Linie des gewöhnlichen Wasserstandes mit m, n, die Feuerlinie hingegen mit o, p bezeichnet ist. Oben auf diesen Kessel sieht man eine Messingplatte s genietet, welche den Siz für die Ventile bildet, und durch deren Mitte der aufrecht stehende eiserne Pfosten g, der an seinem oberen Ende zum Behufe der Aufnahme der Achse des Hebels B gabelartig gespalten ist, läuft. Zu beiden Seiten dieser Achse, und zwar in gleichen Entfernungen von derselben, sind an dem Hebel die Stangen |249| der beiden Ventile v und v' befestigt, von denen sich ersteres nach Einwärts und lezteres nach Auswärts öffnet, so daß derselbe Druk im Kessel, der das eine Ventil zu öffnen strebt, das andere mit eben so großer Gewalt zu verschließen trachtet, obschon jede auf den einen oder den anderen Hebelarm wirkende Kraft beide Ventile auf gleiche Weise afficirt. A ist ein massiver oder auch hohler metallener Körper, der, wenn er hohl ist, wegen seiner Form eine etwas größere specifische Schwere, als das Wasser hat, und der gewöhnlich gänzlich in diesem untergetaucht erhalten wird. So wie ein Theil dieses Körpers aus irgend einem Grunde nicht mehr mit Wasser bedekt ist, sinkt er mit einer Gewalt herab, die dem Gewichte der Wassermasse gleichkommt, welche nöthig wäre, um die unbedekt gebliebene Streke des Körpers zu bedeken. Wenn sich z.B. ein Kubikfuß des massiven Körpers über dem Niveau des Wassers befindet, so wird die Gewalt, mit der er die Ventile zu öffnen strebt, gegen 62 Pfd. betragen. Diese Gleichheit zwischen dem unbedekten Körpervolumen und dem Gewichte des Wassers, welches dessen Schwerkraft bestimmt, ist durch das Gegengewicht C bedingt; denn dieses muß unter gewöhnlichen Umständen gerade so groß seyn, daß es die Ventile auf ihren Sizen erhält, wenn A vollkommen untergetaucht ist. Da die Ventile einander gleich sind; da sie unter der Einwirkung des Dampfes nach entgegengesezten Richtungen streben; und da sie in gleichen Entfernungen, aber an entgegengesezten Seiten des Stüzpunktes des Hebels B angebracht sind, so müssen sie nothwendig, welcher Druk im Kessel auch Statt finden mag, gleich bereit seyn, jeder äußeren Gewalt nachzugeben. Und da ferner das zwischen dem specifischen Gewichte des Wassers und jenem eines untergetauchten, uncomprimirbaren, festen Körpers bestehende Verhältniß nicht verändert wird, wenn beide dem Druke des Dampfes unterworfen werden, so wird das Spiel der Ventile bei vollkommener Dampfentwikelung kein größeres Hinderniß erfahren, als dann, wenn der Kessel mit kaltem Wasser und gewöhnlicher atmosphärischer Luft erfüllt ist.

Es ist zwar richtig, daß das Verhältniß, welches zwischen der specifischen Schwere des festen Körpers und jenem des Dampfes, von dem der Körper umgeben ist, wenn er nicht von Wasser bedekt ist, mit dem Druke des Dampfes wechselt, indem die Dichtheit des lezteren, ausgenommen er ist überhizt, mit dem Druke zunimmt; allein das Verhältniß, welches zwischen der bei allen bekannten Temperaturen Statt findenden Dichtheit und jener Dichtheit besteht, die der Dampf bei irgend einem Druke, mit dem er arbeitet, besizt, ist ein solches, daß man unmöglich annehmen kann, daß die |250| Schwimmkraft des leztereren je so groß werden kann, daß eine Modification des Spieles des untergetauchten Körpers daraus erwachsen könnte. Da z.B. das Wasser 815 Mal schwerer ist als die atmosphärische Luft, so wird leztere nur einen solchen Körper schwebend erhalten, der den 1/815sten Theil so viel wiegt als das Wasser. So wird ein untergetauchter fester Körper, welcher im Vacuum bei 60° im Wasser schwimmt, wenn er über dessen Oberfläche emporsteigt, daselbst um 1/800 mehr wiegen, als in einem Medium von der Dichtheit der gewöhnlichen atmosphärischen Luft; wird er hingegen in ein Medium von der Dichtheit des gewöhnlichen Dampfes, d.h. eines Dampfes, der dem atmosphärischen Druke das Gleichgewicht hält, emporgehoben, so wird er nur um 1/1696 weniger wiegen, als wenn er aus dem Wasser in ein Vacuum emporgehoben wird. Hat der Dampf aber einen Druk von zwei Atmosphären, so wird der durch eine Umtauschung des Vacuums gegen Dampf von dieser Spannung erwachsende Gewichtsverlust nur 1/848 des ganzen Gewichtes betragen; und besizt der Dampf einen Druk von 10 Atmosphären, so wird der Verlust gar auf 1/169 herabsinken. Da nun aber der Druk, unter dem die Hochdrukkessel gewöhnlich arbeiten, wahrscheinlich unter 10 Atmosphären beträgt, so ist offenbar, daß die größte Differenz zwischen der Wirkung des untergetauchten Körpers in atmosphärischer Luft und in Dampf von hohem Druke nur die Hälfte von 1/170 also 1/340 des Gewichtes des Wassers, welches seinem Volumen gleichkommt, beträgt. Dieß würde mithin, wenn der Schwimmer nur einen Kubikfuß Volumen hat, weniger als den fünften Theil eines Pfundes geben, so daß also, wenn ein Apparat dieser Art bei gewöhnlicher Temperatur und während die Dampfkammer noch mit atmosphärischer Luft erfüllt ist, gehörig adjustirt wird, seine Wirksamkeit selbst dann nicht merklich vermindert wird, wenn der Dampf einen Druk von 20 Atmosphären oder einen zwei Mal größeren Druk, als jenen, den man bisher zum Betriebe der Dampfmaschinen für zwekmäßig hielt, erlangt.

Was die Gestalt des untergetauchten Körpers betrifft, so hat sich der Erfinder in dieser Hinsicht an keine bestimmte Form gebunden. Die Praxis dürfte wahrscheinlich dahin deuten, daß man ihm eine geringe senkrechte Dimension geben soll, damit, wenn das Wasser ein Mal bis zu dessen oberen Fläche herabgesunken ist, sein ganzes Volum so schnell als möglich unbedekt erscheint; und damit also die Ventile bald geöffnet werden. Diese Bedingung ist jedoch mit dem freien Entweichen des unter dem untergetauchten Körper erzeugten Dampfes in die oberhalb befindliche Dampfkammer in Einklang zu bringen, weßhalb denn auch eine Abtheilung des Körpers in mehrere, |251| durch unbiegsame Stäbe mit einander verbundene Theile in mehreren Fällen zwekdienlich befunden werden dürfte.

Aus Fig. 74 erhellt die Gestalt und das Spiel des Apparates an einem gewöhnlichen cylindrischen Kessel. Die Tiefe des Schwimmers A ist hier so groß, wie die Entfernung zwischen dem tiefsten sicheren Wasserniveau und der höchsten Feuerungslinie außerhalb des Kessels; man kann ihm übrigens auch um so viel weniger Tiefe geben, als man geeignet findet. Seine obere Fläche muß in dem Augenblike, in welchem das Wasser den erwähnten Stand erreicht hat, mit dem Niveau des Wassers zusammenfallen.

In Fig. 75 sieht man einen senkrechten Durchschnitt des Apparates in seiner Anwendung auf cylindrische Kessel, in deren Innerem sich Feuerzüge befinden. Hier besteht der Schwimmer aus zwei Theilen A, A, die durch einen unbiegsamen Stab mit einander verbunden sind; lezterer kann, wenn man es für nöthig findet, eine der Wölbung des Feuerzuges d entsprechende Biegung haben. Bei dieser Anordnung ist das Entweichen des an der oberen Fläche des Feuerzuges erzeugten Dampfes erleichtert. Die Wasser- und Feuerlinien sind hier ebenso wie an den beiden früheren Figuren bezeichnet.

Fig. 76 zeigt einen Röhrenkessel, an dem der Schwimmer aus mehreren, an beiden Enden geschlossenen, und rostartig mittelst eines Stabes verbundenen Röhrenstüken zusammengesezt ist; wie dieß aus Fig. 77, wo der Apparat im Grundrisse dargestellt ist, noch deutlicher zu ersehen. Die dem Apparate angehörigen Röhren können denselben oder auch einen kleineren Durchmesser haben als die Röhren des Kessels, damit der Dampf frei zwischen den zwischen ihnen gelassenen Räumen in die oberhalb befindliche Dampfkammer emporsteigen kann.

In Fig. 74, 75 und 76 ist nur das innere Ventil allein dargestellt, da der ganze übrige Apparat ganz derselbe bleibt, welche Form auch der Schwimmer oder der Kessel, an dem er angebracht ist, haben mag.

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