Titel: Poole's Verbesserungen an Dampfmaschinen etc.
Autor: Poole, Moses
Fundstelle: 1845, Band 96, Nr. I. (S. 1–8)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj096/ar096001

I. Verbesserungen an Dampfmaschinen, Dampfkesseln und Oefen, worauf sich Moses Poole, Patent-Agent zu London, einer Mittheilung zufolge am 14. März 1844 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem Repertory of Patent-Inventions, Dec. 1844, S. 321.

Mit Abbildungen auf Tab. I.

Vorliegende Verbesserungen bestehen

1) in einem unter dem Roste angebrachten Apparat um das Feuer zu schüren, den Rost zu reinigen und den Zutritt der Luft zum Brennmaterial zu erleichtern;

2) in der Anwendung eines Apparates, um das mit dem Dampfe aus dem Dampfkessel fortgerissene Wasser auch in Dampf zu verwandeln und die Temperatur des trokenen Dampfes zu reguliren;

3) in der Anordnung eines sehr einfachen und leicht zu reinigenden Röhrendampfkessels mit inliegender Feuerstelle;

4) in einem Apparate zur Verhütung von Dampfkessel-Explosionen;

5) in einem Apparate, welcher die Geschwindigkeit der Dampfmaschinen regulirt, wie auch die Veränderungen der Triebkraft und des Widerstandes beschaffen seyn mögen.

Fig. 20 stellt den Apparat zum Reinigen des Rostes in Anwendung auf eine Dampfkesselfeuerung dar.

Fig. 21 liefert den Grundriß des Apparates. Der Rahmen ist mit hervorstehenden Armen versehen, welche zwischen den Roststäben hindurch ins Feuer dringen.

Fig. 22 zeigt den Mechanismus, welcher mit Hülfe der Handhabe D dazu dient, die Lage des Rahmens zu verändern, nachdem die hervorstehenden Arme zwischen den Roststäben hindurch ins Feuer gedrungen sind. In sämmtlichen Figuren dienen dieselben Buchstaben zur Bezeichnung der entsprechenden Theile. A, A ist der Rahmen; a, a, a, a die hervorstehenden Theile; B, B, B, B eiserne Hebel, um den Reinigungsapparat in Bewegung zu sezen; b und c Drehungsachsen; e, e ein Gegengewicht, welches den Rahmen beinahe aufwiegt. Die Stangen c, c, woran der Apparat hängt, gestatten dem Rahmen eine horizontale Bewegung zu ertheilen, nachdem die hervorstehenden |2| Arme desselben in das Brennmaterial eingedrungen sind. Die Arme f, f, f, f, welche einen Theil der Hebel B, B bilden, sind durch ein Querstük g, g mit einander verbunden, und dieses bildet die Handhabe des Apparates. Die Handhabe D, Fig. 22, hat den Zwek, die Lage des Rahmens A von der Rechten zur Linken oder von der Linken zur Rechten zu verändern, damit die hervorragenden Arme durch den ganzen zwischen den Roststäben befindlichen leeren Raum sich bewegen können. E, Fig. 20, ist eine kleine Rolle, worauf der Rahmen in seiner tiefsten Lage zu ruhen kommt; diese Rolle gestattet eine leichte und sanfte Seitenbewegung des Rahmens. Der gebogene Theil F, F, F bestimmt die Gränzen der horizontalen Hin- und Herbewegung des Rahmens. G, G sind die Roststäbe; h, h die Theile, welche dieselben auseinanderhalten und ihre Verbiegung verhüten, wodurch sonst die Thätigkeit des Reinigungsapparates gestört würde. Die abwärts gebogenen Enden der Roststangen liegen in zwei schmalen Rinnen, welche vermittelst irgend eines bekannten Kessel-Speisungsapparates stets mit Wasser gefüllt erhalten werden sollten. Dieses Wasser soll eine allzugroße Erhizung der Roststäbe verhüten. Anstatt dieser Anordnung kann man sich auch hohler Roststangen bedienen, welche von Wasser oder Dampf durchströmt werden.

Das Verfahren, diesen Schür- und Reinigungsapparat zu handhaben, ist nun folgendes. Durch einen leichten Druk auf die Querstüke B, B gehen die hervorragenden Arme in die Höhe und treten zwischen den Roststäben hindurch in das Brennmaterial. Indem man nun dem Querstüke B eine horizontale Bewegung ertheilt, wird das Brennmaterial zertheilt, und die Asche fällt durch den Rahmen des Reinigungsapparates hinab. Mit Hülfe der Handhabe D gibt man dem Rahmen, nachdem man ihn niedergelassen hat, in seitlicher Richtung eine andere Lage, so daß die hervorragenden Arme jezt zwischen denjenigen Stäben, welche durch die erste Operation nicht gereinigt worden waren, hindurchtreten. Um das Verbrennen der Dampfkessel durch die direct auf sie einwirkende Flamme zu verhüten, construire ich über der Feuerstelle ein kleines, möglichst dünnes Ziegelgewölbe H, H, Fig. 20, oder entferne auch nur die Roststäbe von dem Dampfkessel.

Die Figuren 30, 31, 32, 33 stellen den beschriebenen Schür- und Reinigungsapparat in Anwendung auf eine Locomotive dar.

Fig. 30 ist ein senkrechter Längendurchschnitt der Feuerstelle und des hinteren Theils einer Locomotive mit dem Reinigungsapparat;

Fig. 31 eine hintere Ansicht der Locomotive mit Hinweglassung des Querstüks des Rahmens.

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Fig. 32 zeigt einen Theil des Mechanismus an seiner Stelle im Grundriß; ein Theil der eisernen Platte ist hinweggelassen, um den Mechanismus sichtbar zu machen.

Fig. 33 ist ein Grundriß des Apparates.

A, A, Fig. 30, 31 und 33, ist der Rahmen mit seinen hervorragenden Armen. D, Fig. 30, 31 und 32, ein Pedal, welches der Locomotivführer mit seinem Fuß niederdrükt, wenn die Arme des Rahmens in das Brennmaterial eindringen sollen. Die Uebertragung der Bewegung geschieht mit Hülfe des Hebels E, E, E und der Stange F, welche auf den kleinen Arm A wirkt, der den Reinigungsapparat trägt. G, Fig. 30, 31 und 32, ist ein Hebel, womit der Lokomotivführer den Rahmen in horizontaler Richtung hin und her bewegt, wenn sich die hervorragenden Arme zwischen den Roststäben befinden. H, H eine Achse; I, I, Fig. 30 und 31 Stangen, woran der Rahmen hängt. Die Bewegung des Hebels G wird durch die Kerbe J, J beschränkt, worin sich der Stift K bewegt; dieser Stift kann je nach der Länge der Bewegung höher oder tiefer befestigt werden. L ist eine Handhabe, mit deren Hülfe die Stellung des Rahmens verändert werden kann, wenn es nöthig ist, diejenigen Theile der Feuerstelle zu reinigen, welche durch die erste Operation nicht gereinigt worden sind. Durch Umdrehung der Handhabe wird die Bewegung dem Rahmen vermittelst der Zahnstange M und des kleinen Hebels N mitgetheilt, welcher auf die Stangen, woran der Rahmen hängt, wirkt, und somit die nöthige Veränderung der Lage veranlaßt. Ein Theil des Gewichtes des Rahmens wird durch die Gegengewichte O, Fig. 31, 32 und 33, aufgewogen. Ein weiteres Gegengewicht kann an der Stange E angeordnet werden; diese Stange kann man über den Vereinigungspunkt mit der Stange F hinaus verlängern, so daß sich das Gewicht weiter vom Drehungspunkt des Hebels entfernt, wodurch ein kleineres Gewicht dieselben Dienste leistet.

Ich gehe nun zur Beschreibung des Apparates über, welcher den Zwek hat, das aus dem Dampfkessel mit dem Dampfe fortgerissene Wasser in Dampf zu verwandeln und die Temperatur des trokenen Dampfes zu reguliren. Die Erfahrung hat gelehrt, daß bei allen Dampfmaschinen, insbesondere bei Locomotiven, ein beträchtlicher Verlust an Nuzeffect entsteht:

1) dadurch, daß mit dem Dampfe auch Wasser in die Cylinder herübergerissen wird;

2) durch die Abkühlung und theilweise Condensation des Dampfs in den Cylindern und in den Röhren, durch die der Dampf strömt.

Der oben beschriebene Schür- und Reinigungsapparat hat den |4| Zwek, die Intensität des Feuers, mithin auch des Siedens zu vermehren; die Folge davon ist, daß eine größere Wassermenge mit dem Dampfe in die Cylinder gerissen wird. Die zur Abwendung dieses Uebelstandes von mir vorgeschlagenen Mittel sind folgende. Der aus dem Dampfkessel strömende Dampf wird noch einmal erwärmt und dadurch alles mit demselben überströmende Wasser in Dampf verwandelt und die Condensation in den Röhren und Cylindern verhindert. Zu dem Ende läßt man den Dampf durch Röhrenwindungen oder eine sonstige im Innern des Rauchfangs angebrachte Anordnung welche eine große Oberfläche darbietet, seinen Weg nehmen. Der auf diese Weise von Neuem erwärmte Dampf wird nun zur Vertheilung in die Dampfbüchse geleitet; jedoch sollte dieser Dampf keine höhere oder höchstens eine um einige Grade höhere Temperatur erhalten als der Dampf im Dampfkessel, weil sonst das Liederungswerg verbrennen und das Oehl austroknen würde. Um nun auch diese Uebelstände zu beseitigen, benuze ich eine mit den Dampfbüchsen communicirende kurze dike Röhre, in welche der Dampf mit dem Wasser, das er mit sich führt, tritt.

Die Leitungsröhre für den wiedererwärmten Dampf communicirt gleichfalls mit der kurzen diken Röhre. Hieraus geht hervor, das der wiedererwärmte Dampf, ehe er in die Dampfbüchsen gelangt, sich mit dem aus dem Dampfkessel kommenden Dampf vermengt. An der Röhre, welche den wiedererwärmten Dampf in die weite Röhre leitet eben so an der Röhre, welche den mit Wasser vermengten Dampf aus dem Dampfkessel in die dike Röhre leitet, sollte ein Hahn an geordnet seyn. Durch Oeffnung des einen oder des andern diese Hähne läßt sich die Temperatur reguliren, und der Wärmeüberschuß zur Verdampfung des Wasserüberschusses anwenden. Besizt der wieder erwärmte Dampf mehr Wärme als hinreicht, um das mit dem gesättigten Dampfe fortgeführte Wasser zu verdampfen, so kann derselbe durch das in einem besondern Behälter enthaltene Wasser oder selbst in die Röhre geleitet werden, wo die Vermischung der beiden er wähnten Dampfgattungen erfolgt. Um nach der Mischung die Temperatur des Dampfs zu ermitteln, bringe ich in die weite Röhre ein Thermometer, ähnlich dem, welches nachher mit Bezug auf der Apparat zur Verhütung der Dampfkessel-Explosionen beschrieben werden soll.

Als Thermometer kann man sich eines Metallthermometers bedienen, welches die Hähne oder einen derselben öffnet oder schließ um die Mischung in dem geeigneten Verhältniß und Temperaturgrad zu erhalten; in diesem Falle wird es zwekmäßig seyn, Schiebventil anzuwenden. Durch die Anwendung der beschriebenen Anordnungs |5| wird sowohl eine große Brennmaterialersparniß, als auch ein bedeutender Kraftgewinn erzielt.

Ich lasse nun die Beschreibung meines mit dem beschriebenen Schür- und Reinigungsapparate leicht zu versehenden röhrenförmigen Dampfkessels folgen.

Die Figuren 34 und 35 stellen einen Schiffsdampfkessel und zwar Fig. 34 im Längendurchschnitt und Fig. 35 im Querschnitt dar. A, A, A, A ist der weite, das äußere Gehäuse des Kessels bildende Cylinder; B, B ein auf den Dampfkessel gestellter verticaler Cylinder, welcher die Dampfkammer bildet; C der Ofen; D der Aschenfall; E, E, E, E ähnliche Siederöhren wie bei Locomotiven, nur von größerem Durchmesser; F ein Mannsloch; G die Dampfkammer; H der Schwimmer; I die Röhre zum Speisen des Dampfkessels; J die Röhre, welche den Dampf in die Cylinder leitet; K ein kleiner Stöpsel, welcher herausgezogen wird, wenn die in dem Raume L abgesezte Asche weggeschafft werden soll; M, M ein Raum, in welchen ein Mann steigen kann, um die Siederöhren zu reinigen; N, N der Rauchfang.

Ich gehe nun zur Beschreibung des Apparates zur Verhütung der Dampfkessel-Explosionen über.

Fig. 36 liefert einen Durchschnitt des Sicherheitsapparates, welcher bei o, Fig. 34 und 35 mit dem Dampfkessel verbunden ist. In diesem Apparate befindet sich ein Sicherheitsventil und ein gewöhnlicher Schwimmer. A ist ein Sicherheitsventil, welches beim Entweichen des Dampfs zugleich eine Pfeife bildet. Dieses Ventil gibt Kunde:

1) wenn der Dampfdruk größer als nothwendig ist,

2) wenn das Wasser unter das normale Niveau sinkt.

Wenn nämlich der Dampfdruk größer wird, als dieses unumgänglich nothwendig ist, so entweicht er durch das Ventil und durch ein glokenförmiges Stük b, wo er einen pfeifenden Ton hervorbringt; und wenn das Wasser unter sein normales Niveau gesunken ist, so öffnet der Schwimmer H mit Hülfe des Hebels und gabelförmigen Stüks C, C das Ventil, wodurch, wie oben, ein Pfeifen veranlaßt wird, jedoch mit dem Unterschiede, daß dieses Pfeifen, wegen der Schwankungen des Schwimmers in Folge des Siedens, intermittirend anstatt anhaltend ist. Dieser Umstand gewährt den Vortheil, daß man nun leicht unterscheiden kann, ob das Pfeifen die Folge eines zu großen Dampfdruks oder eines zu niedrigen Wasserstandes ist. Die an dem unteren Theile des gabelförmigen Stüks c befindliche Schraube d dient zur Regulirung, wenn nämlich das Ventil das Sinken des Wassers im Kessel zu früh oder zu spät anzeigen sollte.

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Fig. 37 stellt das Pfeif-Ventil nach einem größeren Maaßstabe im senkrechten Durchschnitte dar. A, A ist der Ventilsiz; B, B das Ventil; C, C der glokenförmige Theil, der die Pfeife bildet; D, D ist eine Stahlstange, die sich oben, wo sie mit dem Hebel E verbunden ist, in eine Schneide endigt. Der Hebel E drükt auf das Ventil. F, F ist die Achse des Hebels, die gleichfalls eine stählerne Schneide bildet. Es ist zu bemerken, daß der bewegliche Theil B des Ventils oben weiter als unten ist, wodurch eine größere Kraft auf das Ventil wirkt, wenn der Dampf dasselbe hebt, als wenn der Dampf gegen eine größere Fläche wirken würde. Die Folge dieses Umstandes ist, daß das Ventil hinreichend geöffnet wird, um die Entweichung des Dampfes in der Art zu gestatten, daß der Dampfdruk in dem Kessel constanter bleibt, was bei gewöhnlichen Sicherheitsventilen nicht der Fall ist.

Fig. 23 zeigt eine andere Pfeife, in Anwendung auf Dampfkessel, die mit dem Schür- und Reinigungsapparat versehen sind. Dadurch den lezteren der Dampf sehr rasch erzeugt wird, so wäre die Wahrscheinlichkeit einer Dampfkessel-Explosion größer, wenn nicht ein guter Sicherheitsapparat mit ihm in Verbindung gebracht würde. Dieser Apparat gibt ein Zeichen, wenn zu wenig und wenn zu viel Wasser in dem Kessel ist. Dieser doppelte Vortheil wird mit Hülfe eines kleinen Ventils erreicht, welches mit zwei Schwimmern in Verbindung steht. Der eine von diesen Schwimmern öffnet das Ventil in Folge der Verdampfung des Wassers, durch sein eigenes Gewicht; während der andere das Ventil öffnet, wenn das Wasser steigt und ihn eines Theils seines Gewichtes beraubt. Indem nun der Dampf durch das geöffnete Ventil entweicht, strömt er gegen die Seiten einer Gloke und macht einen großen Lärm, zum Zeichen daß der Wasserstand im Kessel zu hoch oder zu niedrig ist.

A, Fig. 23, ist das Ventil; B der Schwimmer, welcher die Oeffnung des Ventils bewirkt, wenn das Wasser unter den gehörigen Stand gesunken ist; C der Schwimmer, welcher das Ventil öffnet, wenn sich zu viel Wasser in dem Dampfkessel befindet; D ein Gewicht, um einen Theil des Gewichtes des Schwimmers C aufzuwiegen. Die Flüssigkeit sollte nie das Gewicht D erreichen. E, E ist die Dampfpfeife; F, F eine Scheibe, welche der Dampf umströmt, um gegen die Seiten der Gloke geleitet zu werden; G, G eine Feder, die den Schwimmer B balancirt. Diese Feder hält den Schwimmer B mit Hülfe der Stange H, H, deren oberes Ende zur Aufnahme der Flügelschraube I und des gegen die Feder G drükenden Dekels J, mit Schraubengängen versehen ist. Diese Feder kann zum Balanciren des Schwimmers B angewendet werden, auch wenn man sich des |7| Schwimmers C nicht bedient. Anstatt des gewöhnlichen Thermometers kann man sich eines Thermometers bedienen, der aus einer an dem einen Ende geschlossenen Queksilber enthaltenden Metallröhre besteht. Diese Röhre kann man auf 3/4 ihrer Länge in den Dampfkessel stellen. Diese Anordnung zeigt durch ihre Temperatur den Dampfdruk an. Zur gehörigen Eintheilung dieses Thermometers verweise ich auf die Tabellen von Arago und Dulong, welche die zwischen der Temperatur und dem Druke des Dampfes bestehende Relation angegeben. In Fig. 20 ist dieser Apparat auf der Dampfröhre dargestellt.

Eine Unvollkommenheit besteht bei dem gewöhnlichen Centrifugal-Regulator darin, daß die Kugeln, wenn sie sich aus ihrer ursprünglichen Lage bewegt haben, um das Ventil zu öffnen oder zu schließen, nicht in ihre ursprüngliche Lage zurükkehren können, ohne den Zustand, welcher ihre Bewegung veranlaßt hatte, wieder zu ändern. Dieser Uebelstand ist durch nachfolgenden Apparat beseitigt. A, A, Fig. 24, ist der gewöhnliche Regulator; B sind die Kugeln; C eine Stange, welche den Apparat mit dem Regulator verbindet; D, D ein fester Rahmen; E, E ein an dem Rahmen D, D gleitendes Gestell; F, F eine Stange, welche die Bewegung des Gestells E dem Ventil G mittheilt; H ein Gegenwicht für den Rahmen E: I, I eine eiserne Stange, die das Gestell E bewegt und Hervorragungen a und b besizt, welche gegen die verschiebbaren Theile c und d wirken. Diese Theile geben einem Druke in der einen Richtung nach, in der andern aber nicht.

A, Fig. 25, 26 und 27, stellt einen dieser Theile in größerem Maßstabe dar; a und b, Fig. 26, sind die Hervorragungen. Der Theil A gibt nach, wenn auf a, und widersteht, wenn auf b gedrükt wird. e, e und f, f, Fig. 24, bilden das Zugehör zu den Theilen c und d. An den Rahmen D sind die Hervorragungen g, g befestigt. Die Federn h, h haben den Zwek, die Stifte c und d an ihre Stellen zurükzubringen; sie wirken mit Hülfe eines gabelförmigen Stüks auf die Stange, um die sie gewunden sind.

Die Figuren 28 und 29 zeigen dieses gabelförmige Stük in größerem Maaßstabe. i, i sind kleine gebogene Federn, um an dem beweglichen Gestell eine Reibung zu verursachen. Die Wirkungsweise dieses Apparates ist nun folgende. Die verschiedenen Theile sind in den Abbildungen in der Lage dargestellt, welche sie annehmen würden, wenn die Maschine unter gewöhnlichem Druke und mit gewöhnlicher Geschwindigkeit arbeiten würde. Die beiden Hervorragungen a und b der Stange I ruhen auf den beiden Schultern e, e der Sperrhaken und die andern f, f auf den beiden festen Hervorragungen des Rahmens D; in diesem Zustande ist das Ventil G halb geöffnet. |8| Angenommen, der Dampfdruk solle vermehrt werden, oder der Widerstand nehme ab, so zieht die Stange I, I, sobald die Kugeln des Regulators auseinander fliegen, das bewegliche Gestell E, E in die Höhe, wodurch das Ventil G vermittelst der Stange F mehr oder weniger geschlossen wird. Die Stange l wirkt auf das bewegliche Gestell vermittelst des Fanghakens c, welcher dem Druke der Hervorragung b Widerstand leistete; während dieser Zeit bleibt der Fanghaken an seiner Stelle; seine gegen die feste Hervorragung g drükende Schulter f hindert, daß er dem beweglichen Gestell folge und drükt die Feder h zusammen. Sobald der Regulator das Ventil geschlossen hat, geht die Maschine langsamer, und die Kugeln können sich einander wieder nähern, ohne das Ventil zu öffnen. Dieses Resultat kann mit dem gewöhnlichen Regulator nicht erzielt werden; denn wenn der Regulator das Ventil am Anfang zu viel geschlossen hat, und wenn die Geschwindigkeit der Maschine hinter der Geschwindigkeit, unter welcher dieselbe in Gang gesezt wurde, zurükbleibt, so drükt die Hervorragung a gegen die Schulter e und öffnet das Ventil, damit die ursprüngliche Geschwindigkeit wieder hergestellt werde. Die Federn h, h bringen die Fanghaken in ihre ursprüngliche Lage zurük, wenn die Hervorragungen g, g nicht im Wege stehen. Die Reibung der kleinen Federn i, i dient dazu, den Federn h entgegenzuwirken, indem diese sonst das bewegliche Gestell immer wieder in seine erste Lage zurükbringen würden.

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