XIX. Beschreibung einer neu erfundenen Maschine, oder Vorrichtung, um einen luftleeren Raum zu erzeugen, und so eine bewegende Kraft hervor zu bringen, wodurch Wasser gehoben, und Maschinenwerke in Gang gesezt werden können; worauf Samuel Brown, Gentleman, in der City von London, sich ein Patent geben ließ, mit dem Siegel versehen, den 4ten December 1823. Aus dem London Journal of Arts and Sciences. August 1824. Mit Abbildungen auf Tab. III. Brown's neu erfundene Maschine, um einen luftleeren Raum zu erzeugen. Dieses ist eine hydropneumatische Maschine, welche zum Theil auf Principe der Saveryschen und der Newcomen'schen Dampf-Maschinen„Partaking of the principles of Savery's and Newcomen's steam-engine;“ so heißt es im Originale. Mit Erlaubniß des London Journals bemerken wir indessen, daß diese Maschine zwar mit der Saveryschen Dampfmaschine in Form und Structur viele Aehnlichkeit, mit der gaͤnzlich verschiedenen Newcomen'schen Dampf-Pumpe hingegen durchaus Nichts gemein habe.A. d. Ueb. gegruͤndet ist, so wie auch auf einige Modificationen derselben Principe, welche seither durch andere eingefuͤhrt worden sind; aber statt Wasserdampf in den Cylinder zu verdichten, um einen leeren Raum zu erhalten, wird hier die Ausleerung durch entzuͤndetes Gas bewirkt, welches, durch kleine Oeffnungen einstroͤmend, die Luft in den geschlossenen Gefaͤssen verzehrt, und so dem Druke der Atmosphaͤre von Aussen erlaubt, durch Saugroͤhren Wasser in diese entleerten Gefaͤsse hinaufzudruͤken, welches dann auf ein oberschlaͤchtiges Rad geleitet, eine Radbewegung hervorbringen, und andere Maschinenwerke betreiben soll. Fig. 1 auf Tab. III. stellt das Ganze einer solchen Maschine dar. a und b sind zwei cylindrische Gefaͤße, in welchen wechselweise ein leerer Raum hervorzubringen ist c und d sind zwei Roͤhren, welche von dem Behaͤlter i unten bis zu den Cylindern a und b hinauf reichen, und durch welche das Wasser aus jenem Behaͤlter wechselweise in die Cylinder steigt, so wie selbe luftleer werden. Von einem Gasometer, in einer schiklichen Naͤhe angebracht, wird brennbares Gas durch die Roͤhren e und f herbei geleitet, leztere enden sich in den Cylindern in Brenner q, welche mit Loͤchern versehen sind. Die Rohre e hingegen endet sich in kleine Oeffnungen mit Schiebern hh, an den Seiten der Cylinder a und b, und diesen gerade gegen uͤber, innerhalb der Cylinder, sind Seiten-Muͤndungen (latteral jets) angebracht; welche mit dem Brenner q communiciren. Um diese Maschine in Gang zu sezen, muß der untere Behaͤlter i, mit Wasser gefuͤllt werden, welches, indem es durch das Rohr j, in das Gefaͤß k, und in das Steigrohr c, dringt, den Schwimmer (float) l, steigen macht und mittelst der Stange m, das mit n bezeichnete Ende des Wagbalkens der Maschine aufwaͤrts schiebt. Zugleich hebt dieser Wagbalken den Dekel oder die Kappe o, von dem obern Theile des Cylinders b, in die Hoͤhe, waͤhrend dessen anders Ende den Dekel p, auf dem Cylinder a, niederdruͤkt, wie die Zeichnung darstellet. Nun laͤßt man das Gas in die Roͤhren e und f indem man die Haͤhne oͤffnet, und die Ausstroͤmungs-Oeffnungen an beiden Enden der Roͤhre e, werden angezuͤndetDie Beschreibung erklaͤrt nicht, wie diese Entzuͤndung bewirkt werden soll, oh durch ein hineingebrachtes Licht, durch ein gluͤhendes Eisen, oder durch einen elektrischen Funken? A. d. Ueb.. Die aufwaͤrts steigende Stange m, hat unterdessen durch den Arm q, den Schieber h, an der Seite des Cylinders b, aufgehoben; und die Oeffnung aufgeschlossen, durch welche die Flamme von der Muͤndung e, augenbliklich dem Brenner p sich mittheilt, und das im Cylinder enthaltene Gas entzuͤndet. An dem obern Theil des Apparates befindet sich ein kleines cylindrisches Gefaͤß von Glas r, mehr als zur Haͤlfte mit Queksilber angefuͤllt, und um eine Achse beweglich. Zwei kleine Aerme s, an der Stange m befestigt, ergreifen einen Stift an der Seite des Gefaͤßes r, und heben das Ende dieses Gefaͤßes, oder druͤken es nieder, so wie die Stange m, steigt oder faͤllt; wobei das Queksilber, sobald es uͤber die horizontale Lage koͤmmt, ploͤzlich auf die andere Seite fließt, und durch einen Schlag gewisse kleinere Theile der Maschine mittelst Ketten und Stangen in Bewegung sezt, wie sogleich erklaͤrt werden soll. Das cylindrische Gefaͤß r, indem es in die in der Zeichnung angezeigte Stellung hinuͤber faͤllt, zieht, mittelst einer Stange oder Kette t, den Schieber v im untern Behaͤlter uͤber die Oeffnung des Rohres j, und oͤffnet zugleich die Muͤndung des Rohres u; das Wasser fließt nun durch lezteres in das Gefaͤß w, und zugleich in die Steigroͤhre d, wo es den Schwimmer x hebt, und mit diesem die Stange y, welche das mit z bezeichnete Ende des Wagbalkens ergreift, und den Dekel p, von dem obern Theile des Cylinders a aufhebt, indem das andere Ende n, des genannten Wagbalkens den Dekel o auf den Cylinder b niederdruͤkt, und diesen luftdicht verschließet. Bei diesem Niedersinken des Wagbalkens n, wird durch die Stange m, mittelst des Armes q, der Schieber h geschlossen. Das nunmehr im geschlossenen Cylinder b verbrennende Gas verzehrt die darin enthaltene Luft, und bringt einen leeren Raum hervor, welchen auszufuͤllen, das Wasser aus dem untern Behaͤlter sogleich durch die Roͤhre d in den Cylinder b steigt, welcher fast ganz angefuͤllt wird, indem die zuruͤkbleibende verduͤnnte Luft durch kleine Klappen im Dekel entweichtWie die im Cylinder enthaltene verduͤnnte Luft, die aus dem Dekel angebrachten Klappen, welche von dem ganzen Druke der Atmosphaͤre niedergehalten werden, aufstossen, und durch dieselben entweichen sollte – dieß, wir gestehen es, uͤbersteigt unsre Begriffe.A. d. Ueb.. Waͤhrend dieses im Cylinder b vor sich gehet, ist, durch den Wechsel des Hubes des Wagbalkens und des Queksilber-Gefaͤßes r, der Schieber v, von der Muͤndung der Roͤhre j, uͤber jene der Roͤhre u hinuͤber geruͤkt worden, und, wie das Wasser in den Cylinder b steigt, sinkt der Schwimmer x; das Wasser dringt durch das Rohr j in das Gefaͤß k und das Steig-Rohr c, hebt wieder den Schwimmer l, die Stange m, und das Wagbalken-Ende n, und, indem das entgegen gesezte Ende z nieder gehet, sezt es den Dekel p, auf den Cylinder a, wie die Zeichnung darstellet. Waͤhrend dieser Bewegung des Maschinenwerkes ist die Flamme von der Roͤhre e durch die Oeffnung h zum Brenner g im Cylinder a gedrungen, und hat ihn entzuͤndet, wo sodann der Schieber h geschlossen, und das im verschlossenen Cylinder verbrennende Gas bringt, auf die bereits beschriebene Art, eine Ausleerung herfuͤr, wodurch das Wasser die Roͤhre c hinauf in den Cylinder a steigt, und diesen eben so anfuͤllt, wie wir vorher beim Cylinder b erklaͤrt haben. Damit die Dekel von den Cylindern nach ihrer Ausleerung aufgehoben werden koͤnnen, ist es noͤthig, eine Portion Luft unter dieselben einzulassen. Dieses geschieht vermittelst eines Schub-Ventiles (slide valve) in der Luftroͤhre A, welches seine Bewegung durch die Ketten BB erhaͤlt, die mit den Schwimmern I, x verbunden sind; und, so, wie diese Schwimmer sich heben und sinken, wird das Schub-Ventil bei A vorwaͤrts und ruͤkwaͤrts gezogen, und hiedurch Luft, wechselweise in die entleerten Cylinder a und b eingelassen, so bald diese mit Wasser angefuͤllt sind. Die Ketten cc, welche an den Enden des Queksilber-Gefaͤßes, und an den Haͤhnen in der Gasroͤhre f mit angehaͤngten Gewichten befestigt sind, bewirken durch dieses oscillirende Spiel des Queksilber-Gefaͤßes, das wechselweise Absperren und Eindringen des Gases zum Brenner g im Cylinder a, und zum Brenner g, im Cylinder b, welches wesentlich erfordert wird, nicht nur, um die Maschine regelmaͤßig mit Gas zu versehen, sondern auch um eine unnuͤze Verschwendung desselben zu verhuͤten. Das durch die Steigroͤhren gehobene Wasser, wird durch die Boden-Ventile DD, und die aͤußern Maͤntel der Cylinder zuruͤkgehalten, wodurch diese inwendig kuͤhl erhalten werden, indeß der groͤßte Theil, des in die Cylinder emporgestiegenen Wassers durch die Seitenroͤhren EE, in den Trog F sich ergießet, von welchem dasselbe durch eine geoͤffnete Schleuße auf ein oberschlaͤchtiges Rad GGG faͤllt, und dieses umtreibt, wo dann durch irgend eine Vorrichtung an der Achse desselben, die Kraft der Maschine jedem andern Maschinenwerke mitgetheilt werden kann. Wenn eine Maschine dieser Art zum Wasserheben benuͤzt wird, kann das Rad wegbleiben; der untere Behaͤlter wird dann unter den Wasserspiegel des Sumpfes, aus welchen das Wasser zu heben ist, gestellt, und das gehobene Wasser durch Rinnen vom Troge F, ausgegossen. Man kann durch Anwendung desselben Princips einen Kolben bewegen, indem man unter demselben durch Verbrennung des Gases einen luftleeren Raum bildet; und diese Verbrennung kann in einem abgesonderten Gefaͤße vor sich gehen, welches mit mehreren Cylindern in Verbindung stehet, und so mehrere Kolben zugleich in Bewegung sezt, indem die Ventile fuͤr die eindringende Luft, und fuͤr die Ausleerung durch aͤhnliche Vorrichtungen wechselweise geoͤffnet und geschlossen werden, wie die Einleitungs- und Ausleerungs-Ventile der Dampf-Maschinen. Der Patenttraͤger will die besondere Construction seiner Maschine, wie solche in der Zeichnung dargestellt ist, nicht als eine neue Erfindung in Anspruch nehmen, da sein Princip einer mannigfaltigen Ausdehnung, von verschiedenen mechanischen Modifikationen faͤhig ist, welche zum Heben des Wassers oder zu andern Zweken anwendbar sind. Der Anspruch seines Patentes beschraͤnkt sich daher bloß auf sein Verfahren, einen leeren Raum durch Verbrennung des Gases und Verzehrung der Luft in einem verschlossenen Gefaͤße herfuͤr zu bringen. Die Vortheile der hier beschriebenen Maschinen werden auf folgende Art angegeben. 1) „Da die Quantitaͤt des verbrauchten Gases sehr gering ist, so sind die Kosten der Bearbeitung dieser Maschine maͤßig. Bei ihrer Anwendung zu lande wird die Ersparniß ausserordentlich groß (extremely great) seyn, da die Kosten des Steinkohlen-Gases, nach Abzug des Werthes der gewonnenen Coaks unbedeutend sind; und obwohl der Aufwand fuͤr die Bearbeitung einer Schifffahrts-Maschine groͤßer seyn wird, weil zu diesem Behufe das Wasserstoff-Gas aus Oehl oder andern leicht zu transportirenden Substanzen erzeugt werden muß, so wird dieser Aufwand dennoch nicht demjenigen gleich kommen, welchen das Brenn-Material zum Forttreiben eines Dampf-Bootes erfordert; und da einige wenige Faͤsser Oehl zu einer langen Reise hinreichen werden, so koͤnnen Schiffe von den groͤßten Ladungen bis zu den entferntesten Gegenden der Welt getrieben werdenIn wie weit diese eingebildeten außerordentlich großen Ersparnisse und außerordentlichen Wirkungen in der Wirklichkeit sich bewaͤhren moͤgen, wird unsre am Schluße beigefuͤgte Berechnung zeigen. A. d. Ueb.. 2) „Die Maschine ist leicht, und daher bequem zu transportiren, da ihr Gewicht im Durchschnitte weniger als ein Fuͤnftel des Gewichtes einer Dampfmaschine von gleicher Kraft betraͤgt; auch nimmt dieselbe einen bedeutend kleinern Raum einDa, wie wir sogleich zeigen werden, die Wirkung dieser Maschinen, bei einer aͤußerst langsamen Bewegung, unbedeutend ist, so muß solche, mit dem ganzen Apparate von Gasometern, Wasser-Behaͤltern und oberschlaͤchtigen Wasser-Rade eine gewoͤhnliche Dampfmaschine von gleicher Wirkung sowohl an Gewicht als an Umfang weit uͤbertreffen. A. d. Ueb., und bedarf keines so starken Gebaͤudes, keines hohen Schornsteines. Auf Schiffen wird hiedurch sehr viel fuͤr die Ladung gewonnen, sowohl wegen des geringern Gewichtes und Umfanges der Maschine, als wegen des weit kleinem Raumes fuͤr Brenn-Material.“ 3) „Diese Maschine ist ganz gefahrlos, da kein Kessel noͤthig ist. Eine Explosion kann daher nicht Statt haben; und da die Quantitaͤt des verbrauchten Gases so klein ist, und die Maschine keinen andern Druk als jenen der Atmosphaͤre leidet, so ist es unmoͤglich, daß die Cylinder bersten, oder daß irgend ein Zufall sich ereigne, welchem die Dampfboote ausgesezt sind.“ „Die Kraft der Maschine (abgeleitet von dem Gewichte der Atmosphaͤre mit einem Druke von 9 bis 10 Pfund auf den Quadratzoll) kann, mit den Dimensionen der Cylinder, zu jeder Ausdehnung (to any extent) vermehrtDaß der Druk der Atmosphaͤre durch Vergroͤßerung der Cylinder to any extent vermehrt werden koͤnne, ist eine Ungereimtheit, an welche nur ein Gentleman glauben kann, der mit den Anfangsgruͤnden der Physik und Hydrostatik ganz unbekannt ist. A. d. Ueb., und durch eine Queksilber-Roͤhre immer bestimmt werden.“ „Es ist kaum noͤthig, die wohl bekannte Thatsache hier zu erwaͤhnen, daß, nach Abzug der Reibungen und des Widerstandes der Luft- und Kalt-Wasser-Pumpen u. d. gl. die benuzbare Kraft der, mit Condensation arbeitenden Dampf-Maschine nur mit 7 bis 8 Pfund auf dem Quadratzoll wirkt.“ „Die Erbauungs-Kosten dieser Maschine werden weit geringer als jene der Dampfmaschine seyn, besonders wenn solche zum Heben des Wassers verwendet wird. Sie ist daher vorzuͤglich geeignet zum Austroknen der Suͤmpfe u. d. gl., oder um Behaͤlter mit Wasser zu versehen. Die Kosten Her Unterhaltung durch Abnuͤzung werden auch sehr unbedeutend seyn, und zufaͤllige Gebrechen koͤnnen mit sehr geringen Aufwand und Zeitverlust wieder verbessert werden.“ (Inrollirt im Juni 1824.) So weit der Erfinder. Der Herausgeber des London Journal sezt nun Folgendes bei: Indem wir diese Maschine in unserm lezten Hefte (S. Polytechnisches Journal XIV. Band, Heft 4. S. 496.) anzeigten, fanden wir uns in Hinsicht auf ihre Theorie zur Aeußerung eines Zweifels veranlaßt, ob selbe mit einigem Erfolge die Concurrenz mir der Dampfmaschine bestehen koͤnne; und obwohl unsre Meinung uͤber diesen Gegenstand mit den achtungswuͤrdigsten Zeugnissen im Widerspruche stehet, so koͤnnen wir dieselben doch noch nicht ganz zuruͤk nehmen, werden aber die Fortschritte dieser Erfindung mit aller Aufmerksamkeit verfolgen, und von Zeit zu Zeit ohne Zuruͤkhaltung von dem wirklichen Effecte derselben Nachricht geben. Bemerkungen des Uebersezers. Dieses Patent gibt einen neuen Beweis, wie wenig oft dem großen Rufe zu trauen ist, welcher einer neuen Erfindung oder Entdekung voraus gehet. Schon lange haben uns fast alle Zeitungen und mehrere Journale die Maschine des Hrn. Samuel Brown als eine ganz neue und hoͤchst wichtige Erfindung angekuͤndigt, durch welche alle Dampf-Maschinen mit den groͤßten Vortheilen ersezt und verdraͤngt werden sollten. Parturiunt montes; dachten wir; und da haben wir nun auch schon das: Nasectur ridiculus mus! – Wir wollen hier des aͤußerst complicirten Baues dieser Maschine mit so vielen Ventilen, Schiebern, Schwimmern, Steuerungen und Gegengewichten nicht erwaͤhnen, sondern nur das Princip, worauf die Wirkung der Maschine eigentlich beruhen sollte, etwas naͤher beleuchten, und dann die Kosten der Bearbeitung mit jenen der Dampfmaschine vergleichen. Nach der zwar weitlaͤuftigen, doch nichts weniger als deutlich und wissenschaftlich abgefaßten Beschreibung des Erfinders soll das in die Cylinder eingelassene gekohlte Wasserstoff-Gas hie in diesen verschlossenen Cylindern enthaltene gemeine Luft verzehren („the Gas now burning in the closed Cylinder consumes the air and causes a vacuum therein“) und einen leeren Raum bilden. Da nun (wie heut zu Tage jeher Schuͤler weiß) jenes Gas im Verhaͤltnisse von 1 zu 2 mit atmosphaͤrischer Luft verwischt, die staͤrkste Knall-Luft bildet, so fuͤrchten wir fuͤrs Erste, daß das beabsichtigte Verzehren der in einem Cylinder enthaltenen, der zuruͤk gebliebenen Luft bey der ersten Entzuͤndung mit einer fuͤrchterlichen Explosion verbunden seyn moͤchte. Sollte aber auch dieses auf irgend eine Art verhuͤtet werden koͤnnen, so ist gleichfalls jedem Anfaͤnger bekannt, daß durch Verbrennung von gekohltem Wasserstoff-Gas nur das in einem gegebenen Volumen gemeiner Luft enthaltene Sauerstoff-Gas, d.i. 21/100 Theile des Ganzen verzehrt, und dafuͤr wieder 1/10 kohlensauren Gases (nebst etwas Wasser) erzeugt werden. Wie kann daher durch einen solchen Prozeß, wobei 90/100 Theile der im geschlossenen Cylinder enthaltenen Luftmasse unverdichtet, und noch dazu in einem durch die Hize ausgedehnten Zustande, zuruͤk bleiben, und wo also die ganze Luft-Verminderung nicht viel mehr als 1/10 betraͤgt, ein luftleerer Raum (Vacuum) entstehen? – Das Aeußerste, was man hier erwarten kann, ist eine sehr schwache Verduͤnnung, durch welche das Wasser aus dem untern Behaͤlter kaum einige Fuß hoch angesaugt werden kann. Mit der Hoͤhe des zu hebenden Aufschlagwassers und mit dem fuͤr ein oberschlaͤchtiges Rad zu erhaltenden Gefaͤlle sieht es daher schon sehr mißlich aus. Nun wollen wir aber auch die Menge dieser Wasser-Masse, welche zur unmittelbaren Bewegungskraft dienen soll, in Anschlag bringen. Offenbar kann in einen der Cylinder nicht mehr Wasser eindringen, als die Verminderung der enthaltenen Luft-Masse durch Zersezung des darin enthaltenen Sauerstoff-Gases betraͤgt, so daß fuͤr jeden Kubikfuß verzehrten oder zersezten Sauerstoff-Gases hoͤchstens 1 Kubikfuß Wasser gehoben wird, weil nach den genauesten Versuchen des Hrn. Berzelius 1 Volumen Kohlen-Wasserstoff-Gas das zweifache Volumen Sauerstoff-Gas verzehrt, dafuͤr aber wieder 1 Volumen kohlensaures Gas bildet. Um daher z.B. 1000 Kubikfuß Wasser 4 bis 5 Fuß hoch zu heben, muͤssen eben so viele Kub. Fuß gekohlten Wasserstoffs Gases (allen unnuͤzen und unvermeidlichen Verlust bei Seite gesezt) verwendet werden. Nach den Versuchen und Beobachtungen des Herrn Andre Fyfe zu EdinburgMan sehe hieruͤber dessen Abhandlung uͤber den comparativen Werth des Steinkohlen- und Oehl-Gases, in diesem Band des polytechn. Journals S. 104., kosten 1000 Kub. Fuß gekohlten Wasserstoff-Gases, aus Steinkohlen, bei dem niedrigsten Preise derselben, und unter den vortheilhaftesten Umstaͤnden erzeugt, 8 Shilling. Oehlgas kommt noch dreimahl hoͤher zu stehen. Nach den Versuchen der Herren Buchanan, Dament und Desormes werden, bei einer zwekmaͤßigen Anordnung, mit 1 Kilogramm, oder 2 Pfund guter Steinkohlen 17000 kubische Decimeters Wasserdampf von einer Elasticitaͤt, welche dem Druke der Atmosphaͤre gleich koͤmmt, erzeugt. Wenn wir nun bei einer gewoͤhnlichen Dampfmaschine fuͤr den unvermeidlichen Verlust die Haͤlfte rechnen, so werden mit 1 Pfund Stein-Kohlen gegen 1500 Kubikfuß nuzbar wirkenden Wasserdampfes erzeugt, womit sohin eben so viele Kubikfuß Wasser auf die Hoͤhe von 30 Fuß, folglich 6mahl 1500, oder 9000 Kub. Fuß auf die Hoͤhe von 5 Fuß gehoben werden koͤnnen; und die Erzeugung von 1000 Kubikfuß Dampf von dieser Wirkung erfordert den Aufwand von 1/9 Pfund Steinkohlen. Nehmen wir nun den hoͤchsten Preis dieses Brenn-Materials in England zu 2 Shilling fuͤr einen Centner, so ergibt sich, daß 1000 Kuh. Fuß Dampf 1/450 Shilling losten, und daß man also mit 8 Shilling Werth dieses Brenn-Materials 3,600,000 Kub. Fuß Dampfes erzeugen koͤnne, womit eine gewoͤhnliche Dampfmaschine 21,600,000 Kub. Fuß Wasser zu derselben Hoͤhe, wie die Brown'sche Maschine hebt! – Die angepriesene Ersparniß, welche Hr. Brown durch Anwendung des gekohlten Wasserstoff-Gases statt des Wasserdampfes zu bewirten hofft, wird daher ohngefaͤhr dieselbe seyn, als wenn Jemand, um das Aufschlag-Wasser an einer Muͤhle zu ersparen, die Raͤder mit Wein betreiben wollte. – Der oͤkonomische Werth dieser neuen Erfindung waͤre hiemit hinlaͤnglich beleuchtet. Ueber die mechanische Unbrauchbarkeit derselben, ins Besondere zur Schiff-Fahrt, erlaube ich mir nur noch zu bemerken, daß, um die Wirkung einer Dampf-Maschine von 30–40 Pferde-Kraͤfte hervor zu bringen, nach einer leicht anzustellenden Berechnung, ein ganz ungeheuer breites Wasser-Rad vorgerichtet werden muͤßte, welches, nebst dir Brown'schen Wasserhebungs-Maschine, deren Dimensionen wegen ihrer aͤußerst langsamen Wirkung, auch sehr grob seyn muͤssen, und einem verhaͤltnißmaͤßigen Gasometer in keinem Linien-Schiffe des ersten Ranges Raum faͤnde. – J. v. B.