XLI. Gilman's Dampferzeuger. Aus dem Mechanics' Magazine. N. 330. S. 258. N. 331. Mit Abbildungen auf Tab. V. Gilman's Dampferzeuger. Ich dachte im J. 1826 uͤber die beste und wohlfeilste Methode nach, Dampf zu erzeugen sowohl fuͤr Dampfbothe als zu anderen Zweken, wo es sich vorzuͤglich um Wohlfeilheit und um Leichtigkeit der Maschine handelt. Gegenwaͤrtiger Apparat, Fig. 1 und 2., wurde im J. 1826 verfertigt und besteht noch. Ich wollte durch denselben die Vortheile praktisch darstellen, die sich ergeben, wenn man das Feuer mit Luft mittelst Luftpumpen oder auf irgend eine andere zwekmaͤßige Weise versieht, und zeigen, wie man die verschiedenen Produkte der Verbrennung zur Dampferzeugung benuͤzen kann. Die Zeichnung Fig. 1. stellt die Maschine von Außen, Fig. 2. im Durchschnitte dar. Die Maschine ist sehr stark wegen des wechselnden und großen Drukes, der zuweilen bis auf 2–300 Pfd. auf den □ Zoll steigt. Der Dampferzeuger besteht an derselben aus einem inneren und aͤußeren Cylinder aus Gußeisen, deren jeder Einen Zoll dik ist. Der innere Cylinder, oder eigentlich die Kammer, in welcher das Brennmaterial sich befindet, haͤlt unten 18 Zoll im Durchmesser und verschmaͤlert sich nach aufwaͤrts bis zur Oberflaͤche des Wassers, wo sie ploͤzlich bis zu einem Durchmesser von 8 Zoll sich verengert, und in diesem Durchmesser bis zu ihrem Ende fortlaͤuft. Der aͤußere Cylinder ist mit zwei Lagen von Reifen aus geschlagenem Eisen bekleidet, deren jeder einen halben Zoll dik und zwei Zoll breit ist, und roth gluͤhend aufgezogen wird. Auf diese Weise erhaͤlt man einen festen Metallkoͤrper von zwei Zoll Dike, naͤmlich aus 1 Zoll Gußeisen und aus 1 Zoll geschlagenen Eisen. Die beiden Enden dieses Erzeugers, das untere und das obere, sind mittelst 12 langer Bolzen befestigt, wie man in der Figur sieht, um das Ganze gehoͤrig fest zusammen zu halten. Diese Bolzen sind aus sehr zaͤhem Eisen, und ihre Staͤrke ist so berechnet, daß sie sich bei einer weit geringeren Kraft, als zum Bersten des Erzeugers nothwendig ist, verlaͤngern oder streken koͤnnen. Auf diese Weise wird bei jedem Druke Sicherheit erhalten; denn, in dem Augenblike, wo die Kraft des Dampfe's zu stark wird fuͤr die Bolzen, dehnen sich dieselben etwas in die Laͤnge aus, und aus diese Weise entsteht augenbliklich oben am Generator eine ungeheuere Sicherheitsklappe von zwei Fuß im Durchmesser. Der Generator selbst wird auf diese Weise augenbliklich von aller Gefahr befreit. Der kleine Cylinder, H, Fig. 2., dient bloß zum Spiele des Schwimmers, B, in demselben. E, ist eine kleine Roͤhre, welche den Dampf in den oberen Theil der Schwimmkammer leitet, um die Oberflaͤchen des Wassers in den beiden Kammern auszugleichen. C, ist ein Hahn, mittelst dessen das Wasser noͤthigen Falles abgelassen wird. D, ist die Roͤhre zur Nachfuͤllung des kalten Wassers, welche mit der Drukpumpe in Verbindung steht. A, ist eine Luftroͤhre, welche mit der Luftpumpe in Verbindung ist, durch welche die Luft unter das Feuer gebracht wird. L, eine Oeffnung, dergleichen zwei einander gegenuͤber angebracht sind, und an welchen sich Roͤhren befinden, die armfoͤrmig von einer Roͤhre auslaufen, welche durch den oberen Theil des Generators zieht: auf diese Weise gelangt die Luft in die Kammer uͤber dem Feuer. In der Zeichnung sind diese Roͤhren weggelassen. E ist eine Roͤhre, dergleichen vier angebracht sind, und mit der inneren Kammer uͤber dem Feuer in Verbindung stehen. Sie reichen bis beinahe auf den Boden des Wassers herab, welches in dem Raume zwischen dieser Kammer und dem aͤußeren Cylinder enthalten ist. Das untere Ende einer jeden dieser Roͤhren ist nach aufwaͤrts gebogen, und mit einer Klappe versehen: diese Klappe verhuͤtet, daß das Wasser nicht durch den Druk des Dampfes in das Feuer getrieben wird. Das Brennmaterial wird von oben hereingeschuͤttet, und die Oeffnung gelegentlich mit einer Kappe geschlossen: dieß gilt jedoch bloß bei einem Versuche; denn wo die Maschine im Großen angewendet wird, muß das Brennmaterial regelmaͤßig nachgeschuͤttet werden. Da es sich hier nur um Darstellung des Principes handelt, so ist es uͤberfluͤssig die Vorrichtung anzugeben, wie dieß geschieht. Wenn dieser Generator gebraucht wird, so muß zuerst die Feuerkammer mit Brennmaterial gefuͤllt werden, und wenn die Kohlen in voller Glut stehen, wird die Kappe des Zuges fest niedergeschraubt. Dadurch wird die mittelst der Pumpen durch die Roͤhren A und L getriebene Luft sammt den waͤhrend der Verbrennung entwikelten erhizten Gasarten und Daͤmpfe in der Feuerkammer verdichtet, und wenn diese eine hinlaͤngliche Kraft zur Ueberwindung des Drukes des Dampfes, welcher in dem Raume zwischen dieser Kammer und dem aͤußeren Cylinder erzeugt wurde, erhalten haben, werden die Klappen am unteren Ende der vier Roͤhren, F, gehoben, und die Produkte der Verbrennung fangen an regelmaͤßig in das Wasser uͤberzugehen: dieß wahrt nun so lang fort, als die Pumpen das Feuer mit Luft versehen. Es Kann also keine Hize entweichen, ohne durch das Wasser durchgegangen und auf eine vorteilhafte Weise benuͤzt worden zu seyn. Die elastische Fluͤssigkeit, welche auf diese Weise gebildet wurde, ist ein Gemenge von Gasarten und Daͤmpfen, und laͤßt sich folglich nicht gaͤnzlich verdichten; sie taugt also bloß fuͤr Dampfmaschinen mit hohem Druke. Die große Staͤrke, die dem oben beschriebenen Generator oder Dampferzeuger gegeben wurde, wird selten nothwendig seyn. Gut aufgenietete Platten reichen in den meisten Faͤllen hin. Es ist auch nicht nothwendig, daß man sich ausschließlich an die hier gegebene Form haͤlt. Hinsichtlich der Verbrennung unter hohem Druke habe ich immer gefunden, daß sie unter demselben eben so gut von Statten geht, als mittelst Zuͤgen unter dem gewoͤhnlichen Druke der Atmosphaͤre. Was die Kosten fuͤr die Kraft betrifft, welche zum Treiben der Luft mittelst der Drukpumpen nothwendig ist, so will ich nur bemerken, daß derjenige Theil der atmosphaͤrischen Luft, welcher nicht verbrennt, welcher sich vielmehr waͤhrend des Verbrennens von dem Sauerstoffe scheidet (das Nitrogen, die Stikluft), obschon er selbst keine Hize entwikelt, waͤhrend seines Durchganges durch das Feuer einen bedeutenden Grad von Hize erhalten muß. Waͤhrend nun bei der gewoͤhnlichen Feuerung mittelst Zuͤgen und Schornsteinen dieses mit Waͤrmestoff beladene Stikstoffgas beinahe Alles durch den Schornstein davon und verloren geht, geht es hier, nachdem es durch das eingeschlossene Feuer und durch das Wasser auf die oben angegebene Weise gezogen ist, in Folge seiner Erhizung mit einer groͤßeren Kraft und Elasticitaͤt durch die Maschine, als die Kraft des Widerstandes, den es bei dem Durchtreiben darbietet. Was den Sauerstoff betrifft, so wollen wir hier (mit Hinweglassung aller anderer durch Verbrennung erzeugten Produkte) nur annehmen, daß jede 659 Kubikfuß desselben, welche in das Feuer getrieben wurden, sich mit 1355 Kubikfuß Wasserstoffgas verbinden, und so einen, Kubikfuß Wasser bilden. Diese 1355 Fuß Wasserstoffgas kommen nun gaͤnzlich von dem Brennmateriale her, und der auf diese Weise gebildete Kubikfuß Wasser, oder vielmehr Dampf, wird unter dem Druke der Atmosphaͤre ungefaͤhr 1800 Kubikfuß gleich. Wir haben also eine Zunahme von mehr als 11/18 oder beinahe 2/3, außer dem Sauerstoffe, der in das Feuer getrieben wurde, und einem Viertel des ganzen Volumens der atmosphaͤrischen Luft gleich ist, welche zur Lieferung der 659 Kubikfuß Sauerstoff nothwendig war, als Ersaz fuͤr die Reibung etc. waͤhrend des Treibens.Diese Rechnung scheint uns auf falschen Voraussezungen zu beruhen. A. d. Ue. Aus obiger Beschreibung erhellt, daß ein solcher Generator nicht mehr Plaz fordert, als zur Verbrennung des zur verlangten Dampferzeugung noͤthigen Brennmateriales erforderlich ist, und nebenher noch den kleinen Raum von einigen Zollen, um das Feuer mit Wasser zu umgeben und so eine Dampfkammer zu bilden. Die vier Roͤhren, F, sollten. Statt in der Feuerkammer uͤber dem Feuer zu stehen, ungefaͤhr in der Mitte der brennenden Masse angebracht seyn. Man hat noch einige andere Abaͤnderungen, die großen Theils auf demselben Grundsaze beruhen, in demselben Plane umfaßt, und einige derselben in Ausfuͤhrung gebracht. Eine derselben war die Anwendung der Luft auf das Feuer nach der oben beschriebenen Weise. Statt daß man aber die Produkte der Verbrennung unmittelbar in das sie umgebende Wasser des Erzeugers mittelst der Roͤhren F trieb, gingen sie durch eine zu diesem Ende an der Kappe angebrachte Zugroͤhre in ein besonderes Gefaͤß (wie man in Fig. 1. sieht), in welchem ein weit niedrigerer Druk Statt hat, als jener des Dampfes, der in dem Generator erzeugt wird, und in welchem die Hize verschlungen und das Wasser zum Theile erhizt wurde, welches in den Generator zum Ersaze der Verduͤnstung nachgefuͤllt wurde. Ein anderes Verfahren, welches man versuchte, bestand darin, daß man Luft in das geschlossene Feuer eines Dampfkessels trieb, der, wie gewoͤhnlich, einen hinlaͤnglich langen Zug hat, um die Hize zu verschlingen. Dieser Zug endete sich dadurch, daß er in eine Wassercisterne hinabstieg, und die Tiefe, in welcher er unter die Oberflaͤche des Wassers sich senkte, diente als Maßstab fuͤr die Dichtigkeit der Produkte der Verbrennung in dem Zuge, welche Dichtigkeit nach Belieben und nach Umstaͤnden vermehrt oder vermindert werden koͤnnte. Auf diese Weise wurden die Produkte gehindert sich mit ihrer gewoͤhnlichen Schnelligkeit auszudehnen, und der Waͤrmestoff wurde in ihnen gebunden. Die Oberflaͤche des Zuges wird also dadurch mehr freie Hize erhalten, und das mit demselben in Beruͤhrung stehende Wasser mehr von derselben verschlingen. Das Wasser, in welches der Zug sich endet, wird die uͤbrig bleibende Hize verschlingen, die Daͤmpfe verdichten, und alle kohlenstoffhaltigen und anderen schweren Theile zuruͤkhalten, waͤhrend die Gasarten an der Oberflaͤche entweichen. Das garstige, laͤstige Ding, der Schornstein, wird also hier uͤberfluͤssig. Die lezte Abaͤnderung, die ich noch anfuͤhren will, ist die Anbringung eines Saug- oder Auspump-Apparates uͤber der Oberflaͤche des Wassers, in welches der Zug sich endet, Statt daß man die Luft mittelst einer Drukpumpe in das Feuer treibt. Auf diese Weise entsteht zum Theile ein leerer Raum uͤber der Oberflaͤche des Wassers, der jedem erforderlichen Zuge gleich ist. Das Wasser, welches die Hize des Zuges etc. verschlingt, wie bei der oben zulezt angegebenen Abaͤnderung, kann der Saugpumpe keinen Nachtheil bringen, und der Schornstein faͤllt hier gleichfalls weg. Eine Zeichnung des Apparates nach dieser Abaͤnderung wurde im Jahre 1826 einigen Herren mitgetheilt. Diese Vorrichtungen und ihre Abaͤnderungen oͤffnen ein weites Feld fuͤr eine verstaͤndige, nuͤzliche und schaͤzbare Anwendung der Hize, die man bisher beinahe gaͤnzlich vernachlaͤssigte und verloren gehen ließ. Ich will nun von einigen derselben sprechen, die bereits ausgefuͤhrt wurden, und nur vorlaͤufig bemerken, daß, waͤhrend sie alle fuͤr Dampfmaschinen mit hohem Druke anwendbar sind, man mag diese mittelst reinen Dampfes oder mittelst einer zusammengesezten elastischen Fluͤssigkeit in Umtrieb sezen, dieser Dampf oder diese Fluͤssigkeit, nachdem sie in der Maschine bereits ihren Dienst geleistet hat, noch mit Vortheil zu anderen Zweken, zum Heizen, Troknen etc. verwendet werden kann. Diese Anwendung habe ich mit dem besten Erfolge an einer großen Papierfabrik in der Nahe von London gemacht. Der Dampf aus der Saug- oder Auszugs-Roͤhre einer Dampfmaschine von der Kraft von zehn Pferden, die ich neulich an dieser Fabrik errichtete (auf welcher auch Zeichen- und Kartenpapier verfertigt wird), gelangt durch einen eigenen Apparat in die Dampfroͤhren, welche denselben in die Arbeitssaͤle und in die Trokenstuben fuͤhren. Die Oberflaͤche der Leitungsroͤhren betraͤgt viele hundert Fuß; mehrere derselben laufen in einzeln stehende Gebaͤude, die weit von der Maschine entfernt sind. Der Dampf wird ferner zur Heizung des Zuges in der Buͤtte, die hundert Fuß weit von der Dampfmaschine entfernt ist, zur Heizung der Cylinder der Trokenmaschine etc. etc. verwendet: waͤhrend Alles dieß geleistet wird, ist der Druk des Dampfes mit der hoͤchsten Genauigkeit regulirt, und die Maschine verliert durch diese Dampfbenuͤzung nur ein Zehntel ihrer Kraft. Mit diesem kleinen Aufwande kann der ganze Dampf einer Maschine von der Kraft von 10 Pferden zu obigen Zweken verwendet werden. Der Widerstand des auf diese Weise benuͤzten Dampfes gegen das Spiel der Maschine scheint geringer, wenn man den Unterschied zwischen dem Druke des Dampfes in den Roͤhren und jenem der Atmosphaͤre berechnet, als ihn die Maschine in der That fuͤhlen sollte. Dieß scheint sich auf folgende Weise erklaͤren zu lassen. Der Dampf, der aus der Auszugs- oder Saug-Roͤhre entweicht, erleidet von der atmosphaͤrischen Luft einen groͤßeren Widerstand, als er bloß in Folge der Schwere der Atmosphaͤre erleiden sollte, und dieß zwar in Folge der Geschwindigkeit, mit welcher er ausstroͤmt. Da aber der Dampf, wenn er auch einige Pfunde uͤber dem Druke der Atmosphaͤre steht, durch die ganze Laͤnge der Cylinder und Roͤhren einer anhaltenden Verdichtung unterliegt, so entsteht ein regelmaͤßiges Ausstroͤmen desselben. Der Widerstand des Dampfes gegen den Staͤmpel ist also verhaͤltnißmaͤßig geringer, als wenn er dem Widerstande der Atmosphaͤre ausgesezt wird; und es entsteht sogar die Frage: ob, wenn nicht die unvermeidlich vielen Kruͤmmungen der Roͤhren, die Verengungen an vielen Stellen derselben und in den Haͤhnen bis auf Einen Zoll und bis auf drei viertel Zoll hier vorhanden waͤren und vorhanden seyn muͤßten, weil sie bereits Jahre lang in diesem Gebaͤude angebracht waren, der Widerstand nicht vielleicht so gering ausfallen wuͤrde, daß die Maschine einen Dampf, der drei Pfund uͤber dem Druke der Atmosphaͤre steht, gar nicht mehr fuͤhlt? Und wenn man bedenkt, daß der Widerstand des so beschaffenen Dampfes das Triebwerk der Maschine selbst nicht im mindesten mehr anstrengt, und daß die ganze groͤßere Anstrengung lediglich auf die beiden Seiten des Staͤmpels faͤllt; so wird es offenbar, daß man diese Vorrichtung auf jede vorhandene Maschine mit hohem Druke anwenden und zum Wasserheizen oder zu jedem aͤhnlichen Zweke verwenden kann. Ueberdieß laͤßt sich auch der kleine Verlust an Kraft durch eine solche Vorrichtung leicht dadurch ersezen, daß man den Druk im Kessel um einige Pfund auf den Zoll hoͤher treibt. Ich will nun noch zeigen, wie man die am Ende der Zuͤge aufgefangene Hize bei obigen verschiedenen Abaͤnderungen benuͤzen kann. Die elastische Fluͤssigkeit, welche in dem besonderen Wassergefaͤße, in welches die Produkte der Fluͤssigkeit unmittelbar (nach der ersten Abaͤnderung) getrieben werden, sich erzeugt, laͤßt sich mit dem groͤßten Vortheile zum Betriebe des Geblaͤses verwenden, ohne daß die Maschine dadurch mehr angestrengt wuͤrde: dadurch wird die Verbrennung des Brennmateriales beguͤnstigt, und der Dampf waͤhrend irgend einer Unterbrechung im Gange der Maschine gut erhalten. In diesem Falle muß jedoch der Zug zwischen dem Generator und dem Wassergefaͤße eine solche Laͤnge besizen, daß alle Hize, welche zur Erzeugung einer Fluͤssigkeit von hinlaͤnglicher Kraft zureicht, um einen solchen Apparat in Gang zu sezen, aufgenommen wird. Nachdem diese Fluͤssigkeit ihren Dienst geleistet hat, kann sie auf die oben beschriebene Weise zum Heizen und zu anderen Zweken verwendet werden. Auf diese Weise erhaͤlt man reinen verdichtbaren Dampf, welchen man mit dem groͤßten Vortheile in einer Dampfmaschine von hohem Druke mit Verdichtung und Einem Dampfcylinder expansiv benuͤzen kann. Was die zweite Vorrichtung betrifft, so darf ich kaum bemerken, daß man mittelst derselben, so wie mit der vorigen, verdichtbaren Dampf von hohem oder niedrigem Druke erhalten kann. Der Dampf und die erhizte Luft, die aus dem Wasser aufsteigt, in welches der Zug sich endet, laͤßt sich gleichfalls zum Heizen, Troknen und zu Allem verwenden, wozu man Dampf aus der Auszugsroͤhre einer Maschine mit niedrigem Druke brauchen kann. Die erste Abaͤnderung geht, mittelst der Dazwischenkunft des Zuges zwischen dem Generator und dem Wassergefaͤße, wovon oben die Rede war, in die zweite Abaͤnderung uͤber: indessen ist jene, die auch in der Zeichnung dargestellt wurde, diejenige, welche wirklich benuͤzt wurde. Was von der zweiten Abaͤnderung so eben gesagt wurde, gilt auch zum Theile von der dritten; denn, obschon der leere Raum, welcher zum Theile uͤber der Oberflaͤche des Wassers entsteht, in welches der Zug sich endet, nothwendig in der zusammengesezten aus demselben aufsteigenden Fluͤssigkeit einen geringeren Grad von Elasticitaͤt veranlaßt, als jener der Atmosphaͤre; so laͤßt sich mit Beihuͤlfe des Saugapparates doch zu den meisten obigen Zweken fuͤr denselben Anwendung finden. Der Werth der aus dem Daͤmpfe erhaltenen Hize, nachdem derselbe durch die Maschine lief, und der elastischen Fluͤssigkeit am Ende des Generators, haͤngt nothwendig von den Beduͤrfnissen der Anstalt ab, an welcher eine solche Maschine errichtet wurde. Abgesehen aber von diesem Vortheile ist es offenbar, daß alle diese Abaͤnderungen dazu dienen. Dampf mit dem geringsten Aufwande an Brennmaterial zu erzeuge, und die unschaͤzbare Eigenschaft besizen, allen Rauch zu beseitigen, und jeden Schornstein ganz uͤberfluͤssig zu machen. Die lezte Abaͤnderung, Erzeugung eines Zuges mittelst eines Saugapparates, dient vorzuͤglich zur Beseitigung des Rauches bei Oefen, an welchen sich eine Maschine befindet, durch welche der Apparat in Gang gehalten werden kann. Man kann dieser Abhuͤlfe gegen das Rauchen nicht die Vorwuͤrfe machen, welche man anderen Apparaten zu demselben Zweke gemacht hat, und dieser Apparat verdient die Aufmerksamkeit der Besizer der Dampfmaschinen zu London und in anderen großen Staͤdten, wo die von Dampfkesseln aufsteigenden Rauchwolken von Jahr zu Jahr laͤstiger werden. Es ist nicht nothwendig, daß der Saugapparat unmittelbar uͤber der Oberflaͤche des Wassers angebracht wird, wie wir oben angegeben haben; er kann auch unter dem Schwungbalken angebracht und von diesem getrieben werden, oder durch eine Kurbelvorrichtung in irgend einer anderen bequemen Lage, welche Vorrichtung mittelst einer Saugrohre mit der Kammer uͤber der Oberflaͤche des Wassers verbunden ist. Wenn das erhizte Wasser, in welches jeder Zug sich endet, zu irgend einem Zweke benuͤzt werden koͤnnte, zu welchem es seiner Unreinigkeiten und kohlenstoffhaltigen Materialien wegen, die sich in demselben befinden, nicht taugt; so kann diesem Nachtheile großen Theils dadurch abgeholfen werden, daß man den Dampf und die Gasarten, die von der Oberflaͤche dieses Wassers aufsteigen, in ein zweites Gefaͤß uͤberfließen laͤßt, auf dieselbe Weise, wie man sie in dem ersten auffing: dieses Wasser kann dann zum Nachfuͤllen des Kessels und zu mehreren anderen Zweken gebraucht werden. Wilh. Gilman. „Wir haben,“ fuͤgt der Herausgeber des Mechan. Mag. bei, „bereits bemerkt, daß Hrn. Gilman's Plan eine auffallende Aehnlichkeit mit jenem der HHrn. Braithwaite und Ericsson besizt. Diese Aehnlichkeit beschraͤnkt sich nicht bloß auf Gewinnung einer vermehrten Hize mittelst eingepumpter Luft, sondern auch auf die Weise, wie eine Luftstroͤmung durch eine Luftpumpe am Ende des Zuges hervorgebracht wird.“ Er fuͤhrt hierauf eine Stelle aus Braithwaite's und Ericsson's Patent an, das wir bereits mitgetheilt haben, um diese Aehnlichkeit noch mehr zu erweisen. „Wem von beiden,“ so schließt er, „das Prioritaͤts-Recht angehoͤrt, getraue ich mir nicht zu bestimmen, weil ich keine Mittel hierzu besize. Obschon das Datum des Patentes der HHrn. Braithwaite und Ericsson juͤnger ist, als das hier angegebene Datum dieser Erfindung des Hrn. Gilman, so darf man doch nicht immer von dem Datum einer Erfindung auf das Datum einer Entdekung schließen. Die HHrn. Braithwaite und Ericsson werden uns wahrscheinlich uͤber diesen Gegenstand einige Eroͤrterungen mittheilen.“