XII. Perkins's neue Sicherheit-Dampfmaschine mit hohem Druke. Von Christ. Davy.Wir haben von dieser Maschine im polytechn. Journale schon oͤfters Nachricht gegeben. Gegenwaͤrtige Beschreibung scheint uns die vollstaͤndigste. A. d. R. Im Register of the Arts and sciences. N. 101. S. 450. Mit Abbildungen auf Tab. II. Perkins's neue Sicherheit-Dampfmaschine mit hohem Druke. „So wichtig auch mehrere dieser bewundernswerthen Dampf-Maschinen sind,“ sagte neulich der Praͤsident der London Mechanics' Institution in seiner lezten Vorlesung uͤber dieselben, „so groß die Verbesserungen sind, die wir an derselben angebracht haben, so muͤssen wir doch gestehen, daß in Hinsicht auf die Natur des Dampfes, den Bau der Maschine und ihre Anwendung zum Dienste der Menschheit, wir erst in der Daͤmmerung unserer Kenntnisse uns befinden. Es wird dem Erfindungs-Geiste hier noch ein unermeßliches Feld offen bleiben.“ Jeder ehrliche Mann wird, wie es mir scheint, offen gestehen, daß die großen Talente des Hrn. Perkins's, die in diesem Mechaniker mit einer ungemeinen Kraft und Thaͤtigkeit vereint sich finden, ihn in den Stand sezen, raschere Fortschritte nach dem wohlthaͤtigen Ziele zu thun, das Dr. Birkbek uns oben so beredt vorhielt, als außer ihm, bis auf den heutigen Tag, noch kein anderer gemacht hat; denn er hat eine Maschine von einer solchen Leichtigkeit gebaut, wie man sie bisher noch nicht kannte, und Dampf von sehr hohem Druke vollkommen unter unsere Gewalt gebracht. Eine Folge hiervon ist, daß man die ungeheure Kraft des Dampfes mit voller Sicherheit und in jeder beliebigen Ausdehnung anwenden kann. Ich will nun die hier gegebenen Zeichnungen beschreiben, und mit Fig. 26. anfangen, welche einen Laͤngen-Durchschnitt des Ofens und des Dampf-Erzeugers, (Generators) darstellt. Lezterer besteht aus Gußeisen-Stangen von 5 Zoll im Gevierte, die horizontal im Ofen liegen. Jede derselben ist innenwendig hohl gegossen, und die Hoͤhlung betragt 1 1/2 Zoll im Durchmesser. Sie stehen ferner an dem Hintertheile und Vordertheile des Ofens mit einander in Verbindung, so zwar, daß sie das Wasser durch jede obere Roͤhrenreihe ehe durchtreiben lassen, ehe dasselbe in der unteren Roͤhren-Reihe in Dampf verwandelt wird. Die Verbindungen werden auf die in Figur 27. dargestellte Weise angebracht, wo die obigen eisernen Stangen hier, a, a, im Grundrisse und im Durchschnitte gezeichnet sind. Diese Theile sind gaͤnzlich im Ofen eingeschlossen, und außen mittelst Vorspruͤngen befestigt, so daß, wenn die Roͤhren loker werden sollten, sie durch die Stellschraube dieser Vorspruͤnge angezogen werden koͤnnen, die sie fest in Beruͤhrung mit einander bringen, wie ich unten ausfuͤhrlicher zeigen werde. Mittelst einer Drukpumpe, die mit der Maschine in Verbindung steht, und von derselben getrieben wird, wird das Wasser in die beiden oberen Roͤhren-Reihen, A, Fig. 26. eingesprizt, in welchen das Wasser auf eine Temperatur zwischen 7 bis 800° F. gebracht, und in dieser Temperatur erhalten wird. Die untere Reihe, I, wird in einer Temperatur von ungefaͤhr 1000 F. gehalten, so daß bei jedem Stoße der Maschine eine gewisse Menge Wassers aus den oberen Reihen herab, und durch die Roͤhre, B, in die Klappen-Buͤchse, C, kommt. Diese oͤffnet sich nach unten, und so tritt das Wasser in die untere Roͤhren-Reihe, und verwandelt sich daselbst in Dampf. Von hier faͤhrt der Dampf in die Dampfkammer, L, waͤhrend die Klappe, C, mittelst eines mit einem Gewichte versehenen Hebels in ihre vorige Lage zuruͤkgebracht wird. Die gabelfoͤrmigen Einschnitte, F, zeigen die Stuͤze derselben. G, ist eine beladene Klappe, um die Dampfkammer von dem Druke zu befreien, wenn sie mit Dampf uͤberladen seyn sollte. H, ist die Roͤhre, welche den Dampf in den arbeitenden Cylinder treibt (die Fortsezung dieser Roͤhre sieht man in B, Fig. 25.). Bei K, ist eine Oeffnung vorne am Ofen, um denselben mit Feuer zu versehen. Der auf diese Weise unter einem Druke von 800 Pfund auf den Quadrat-Zoll erzeugte Dampf laͤuft durch die Roͤhre, B, Fig. 25. tritt in die Roͤhre D, bei C, ein, und kommt von da in den arbeitenden Cylinder, A, bei E. Der Dampf ist kaum in den Cylinder getreten, als er durch die Thaͤtigkeit der Staͤmpelstange, S, die an dem Hebel, G, befestigt, und durch den (mit punctirten Linien angedeuteten) Daͤumling, F, getrieben wird, abgesperrt wird, wo der Staͤmpel dann nur ein Achtel seines Stoßes von 20 Zoll vollbracht hat. Der Dampf treibt durch seine eigene Ausdehnung den Staͤmpel abwaͤrts, und wenn er bei H, ist, wo der Cylinder sich erweitert, wird der Dampf auf 100 Pfund auf den □ Zoll reducirt, nimmt den Raum, a, a, ein, und wird von da in den Cylinder, I, geleitet. Das untere Ende desselben, T, ist mit einer Buͤchse und mit zwei Klappen versehen, die sich nach auswaͤrts oͤffnen, und welche Klappen sich durch ihr eigenes Gewicht schließen, nachdem der Dampf sich bis zum gewoͤhnlichen Druke der Atmosphaͤre ausdehnte. Nun tritt der Hebel, K, in Wirkung, der von einem Daͤumlinge in Thaͤtigkeit gesezt wird; der Hahn, L, wird gedreht, und dadurch ein Wasserstrahl durch die Roͤhre, N, in den Verdichter, I, hinaufgeworfen, wo der Dampf in Wasser verwandelt, und beinahe ein vollkommen leerer Raum erzeugt wird. Das Wasser rinnt aus der Klappenbuͤchse in den heißen Brunnen hinab, und wird durch die Drukpumpe wieder in die obere Roͤhren-Reihe gebracht, waͤhrend der unverdichtete Dampf bei jedem folgenden Stoße des Staͤmpels in das Expansiv-Gefaͤß mittelst einer Roͤhre an der Seite des Gefaͤßes, n, entweicht, und durch den Zug des Ofens abgeleitet wird. Das Moment des Flugrades hebt den Staͤmpel bis oben an den Cylinder, und die Operation wird auf die beschriebene Weise wiederholt. Dieß ist die Art, wie diese kraftvolle Maschine in Thaͤtigkeit gesezt wird. Ich will nun einiger Hindernisse erwaͤhnen, die Hr. Perkins zu uͤberwinden hatte, und die Anfangs unuͤbersteiglich schienen. Das erste war die Verkohlung der Schmier-Materialien zur Verminderung der Reibung, z.B. des Talges, Oehles etc. Diese Schwierigkeit besiegte er dadurch, daß er eine Metall-Composition, zur Verfertigung des Staͤmpels, entdekte, die gar keines Schmierens bedarf, indem ein Staͤmpel ohne alles Fett besser geht, als mit demselben. Die zweite Schwierigkeit war, die Roͤhren-Gefuͤge luftdicht zu erhalten. Er beseitigte dieselbe durch folgende ganz neue und schoͤne mechanische Vorrichtung, die man in Fig. 25. in der Naͤhe von B, in einem vergroͤßerten Maßstabe in Fig. 29. sieht. b, ist ein Stuͤk Metall, von der Form zweier Kegel, die an ihrer Grundflaͤche vereinigt, und mit ihren Scheiteln in die Roͤhren, d, d, eingefuͤgt sind. c, c, sind Vorspruͤnge, welche an diesen Roͤhren angebracht, und mittelst der Stellschrauben, a, a, verbunden sind, welche, wenn man sie anzieht, die Roͤhren, d, d, fest in Verbindung mit dem dazwischen befindlichen Kegel, b, bringen. Auf dieselbe Weise werden die oben erwaͤhnten querlaufenden kurzen Verbindungs-Roͤhren mittelst der Vorspruͤnge an den Oefen luftdicht verbunden. Die dritte Schwierigkeit war, alles Ungluͤk zu beseitigen, das dadurch entstehen konnte, daß der Dampf in der Kammer, L, Fig. 26. mir Waͤrmestoff uͤberladen wird.Hr. Perkins hat eine ganz neue und sichere Methode angewendet, diese Schwierigkeit vollkommen zu beseitigen; da er uns aber dieselbe nur im Vertrauen mittheilte, duͤrfen wir dieselbe noch nicht bekannt machen. A. d. O. Selbst waͤhrend der kurzen Zeit, als diese Maschine erbaut wurde, hat Hr. Perkins zwei wichtige Verbesserungen an derselben angebracht, welche deutlich beweisen (wenn es eines Beweises beduͤrfte), wie richtig Dr. Birckbeck bemerkte, daß der Erfindungs-Geist hier noch einen weiten Spielraum hat. Die erste derselben besteht in einer Methode, den Spielraum bei 1/8, 1/4, 1/3 des Stoßes der Maschine etc., so wie es naͤmlich nothwendig wird, abzusperren. Dieß geschieht naͤmlich durch eine Verbesserung an dem Hebel, G, in Fig. 30. a, ist der Hebel, b, eine Schulter, welche den Keil, f, enthaͤlt, c, eine Stellschraube, durch welche der Keil vor- und ruͤkwaͤrts geschoben werden kann. Der Daͤumling oder die Muschel, e, wird also waͤhrend ihres Spieles um das ausgehoͤhlte gekruͤmmte Ende des Keiles laufen, und folglich die Zeit verlaͤngern, waͤhrend welcher der Dampf in den Cylinder gelassen wird, d, ist ein Kurbel-Griff, um die Schraube und den Keil, c und f, zu stellen. Die zweite Verbesserung besteht in einer Verkehrung der Bewegung des Flugrades: eine Verbesserung, die Hr. Perkins fuͤr unschaͤzbar haͤlt, vorzuͤglich bei Bergwerks-Maschinen und auch bei Dampfbothen. Der Daͤumling oder die Muschel, F, Fig. 30. ist punctirt, und soll die Lage desselben an der gegenuͤberstehenden Seite des Rades zeigen. Nach der Verbesserung hat Hr. Perkins auch diesseits einen Daͤumling angebracht, und so vorgerichtet, daß, wenn die Verbindungs-Stange und die Kurbel gegen den sogenannten tobten Punct hinansteigt, durch Uebertragung des Hebels, G, auf den Daͤumling an dieser Seite der Dampf alsogleich wieder eingelassen wird, und den Staͤmpel zuruͤk treibt, ehe er den oberen Theil des Cylinders erreicht, wodurch dann die Bewegung verkehrt wird. Diese neue Maschine gewaͤhrt, unter anderem, folgende Vortheile. Sie gibt, 1) vollkommene Sicherheit, indem die erzeugenden Roͤhren ungemein stark sind, und, wenn es moͤglich waͤre, daß eine derselben berstete, dieß vielleicht ohne Verruͤkung eines Ziegels in dem Ofen geschaͤhe. 2) eine Verminderung des Bedarfes des Feuer-Materiales um die Haͤlfte. 3) ist sie weit kleiner, und nimmt weniger Raum ein; und 4) kommt sie weit wohlfeiler, als andere Maschinen zu stehen, und laͤßt sich leicht ausbessern. Folgende Angaben der Groͤßen-Verhaͤltnisse der Theile dieser Maschine duͤrften vielleicht nicht unwillkommen seyn. Sie ist auf eine Kraft von 30 Pferden berechnet. Das Flug-Rad hat 8 Fuß im Durchmesser. Das Gewicht der Maschine betraͤgt 28 Ztr. Der Durchmesser des Staͤmpels ist 8 Zoll. Die Laͤnge des Stoßes betraͤgt 20 Zoll. Der Umfang der Verbindungs-Stange in der Mitte 10 Zoll. Die Laͤnge derselben 3 Fuß 7 Zoll. Der Umfang der Staͤmpelstange, 6 3/4 Zoll. Der Umfang der Dampfroͤhren, B, D, in Fig. 25. 5 1/2 Zoll. Die uͤbrigen kleineren Theile koͤnnen nach dem der ersten Figur beigefuͤgten Maßstabe bemessen werden. Hrn. Perkins's Methode, die Staͤrke seiner Maschine zu zeigen (deren Genauigkeit er nicht dem Pump- oder Mahl-Versuche gleich sezt, da er sich desselben nicht mit Bequemlichkeit bedienen konnte), kommt indessen der Wahrheit nahe genug, wo es sich darum handelt die Ersparung an Brenn-Material darzuthun. Sie besteht in Folgendem. Er laͤßt einen starken Hebel auf den Umfang des Flugrades druͤken, dessen laͤngerer Arm acht Mahl laͤnger ist, als der kuͤrzere, und an dem Ende des laͤngeren Armes sind Gewichte angebracht. Ich will nun zeigen, wie er am besten in Thaͤtigkeit gebraucht wird. Der Dampf wird unter einem Druke von 800 Pfund auf den □ Zoll in den Cylinder eingelassen, und abgesperrt, wenn der Staͤmpel ein Achtel seines Stoßes vollendet hat. Er macht im Durchschnitte 60 Stoͤße in einer Minute. Das Gewicht am Ende des Hebels war 300 Pfund, wovon zwei Drittel fuͤr den Unterschied zwischen Gewicht und Reibung abzuziehen kommen, was durch Versuche, auf einen Bruchtheil mit der Wahrheit uͤbereinstimmt. Hieraus ergibt sich durch Berechnung folgendes außerordentliche Resultat. 300 Pfd., das Gewicht am Ende des Hebels, multiplicirt mit    8 – der Differenz zwischen dem laͤngeren und kuͤrzeren Arme, –––––– gibt 24,00 – als den bestaͤndigen Druk auf die Peripherie des Rades. Um nun die Zahl der Fuß zu finden, welche dieses Rad in Einer Minute laͤuft (es hat 25 Fuß im Umfange, und laͤuft 60 Mahl in Einer Minute) multiplicirt man 25 mit 60. (25 × 60) =       1500; multiplicirt mit den Pfunden des Gewichtes, die auf das Rad druͤken, –––––––––––––     1,200000;     2400 –––––––––––––     3,600000; diese Summe multiplicirt mit 60 Minuten einer Stunde                60 ––––––––––––– 216,000000; dieses Product getheilt durch 3, der Differenz zwischen Gewicht und Reibung, gibt 3)  –––––––––––   72,000000 Es wurden also 72,000000 Pfund einen Fuß hoch mit 42 Pfund Steinkohlen gehoben, die in Einer Stunde verbraucht wurden.Dieß ist, wie ich glaube, nur 1/5 des Kohlenbedarfes bei der Dampfmaschine von Bolton und Watt's. Diese Methode, die Staͤrke der Maschine zu pruͤfen, ist nicht so schlecht, wie einige glauben. Um den Unterschied zwischen Gewicht und Reibung hier zu bestimmen, wurde das Rad festgestellt, und ein gegebenes Gewicht (bei denselben reibenden Oberflaͤchen) mit demselben mit ungefaͤhr gleicher Geschwindigkeit, mit welcher in dem Versuche das Rad sich drehte, bewegt. Ein Gewicht ward an einer Rolle aufgehaͤngt, und der mit dem Gewichte beschwerte Hebel dadurch horizontal gestellt. Man fand, daß Ein Pfund drei Pfunde in Bewegung sezen kann. Man hat mehrere Versuche bei verschiedenen Dichtigkeiten des Dampfes angestellt, und gefunden, daß, je mehr der Dampf zusammengedruͤkt wird, desto groͤßer die Ersparung an Brenn-Material ist; denn man braucht kaum etwas mehr Brenn-Material, um Dampf von 50, als um Dampf um 25 Atmosphaͤren zu erzeugen. Zum Schluße muß ich Hrn. Perkins meinen großen Dank fuͤr die Gefaͤlligkeit und Artigkeit bezeugen, mit welcher er mich in den Stand sezte, gegenwaͤrtige Nachricht uͤber seine Maschine zu geben, so wie auch fuͤr seine verbindliche Bereitwilligkeit, seine interessanten und nuͤzlichen Verbesserungen mir zu erklaͤren.